Quieres un MOSFET con menos de 0.005 & ohm; R DSon @ 4.5VV GS (por ejemplo, FDP8860 ). La clasificación actual probablemente será de 80A +, pero esto no es tan importante como la resistencia Drain-Source.
Potencia = I 2 * R. A las 10A, un FET con 0.003 & ohm; R DSon disiparía 10 * 10 * 0.003 = 0.3W.
Un paquete TO220 tiene una resistencia térmica a temperatura ambiente de 62 ° C / W. Disipar 0.3W elevaría la temperatura de la caja en ~ 62 * 0.3 = 19 ° C. Si la temperatura ambiente fuera de 25 ° C, entonces la temperatura de la caja sería de ~ 44 ° C.
También necesita un diodo de "retorno" a través del motor, para recircular la corriente generada por la inductancia de los devanados del motor durante el tiempo de "apagado" de PWM. Sin este diodo, el voltaje del motor aumentará hasta que la energía magnética encuentre un lugar al que ir, que estará en el MOSFET a su voltaje de ruptura. El diodo debe ser un rectificador de "conmutación rápida" clasificado para al menos 3A, preferiblemente tipo Schottky para baja caída de voltaje (por ejemplo, 1N5821 ).
El circuito debería tener este aspecto: -
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
R1 garantiza que el FET se desactivará si el pin Arduino PWM es una entrada flotante (p. ej., durante el arranque). C1 reduce la ondulación del voltaje en la fuente de alimentación causada por la corriente pulsante que consume el motor.