¿Es seguro manejar un MOSFET desde un pin de salida de un microcontrolador?

Muchos MOSFET de potencia requieren un alto voltaje de compuerta para cargas de alta corriente, para garantizar que estén completamente encendidos. Sin embargo, hay algunos con entradas de nivel lógico. Las hojas de datos pueden ser engañosas, a menudo dan el voltaje de la compuerta para 250 mA de corriente en la página principal, y usted encuentra que necesitan 12V para 5A, por ejemplo.

Es una buena idea poner una resistencia a tierra en la puerta si un MOSFET está controlado por una salida de MCU. Los pines MCU suelen ser entradas al restablecerse, y esto podría hacer que la puerta flote momentáneamente, quizás encendiendo el dispositivo, hasta que el programa comience a funcionar. No dañará la salida de la MCU conectándola directamente a una puerta MOSFET.

El BS170 y el 2N7000 son aproximadamente equivalentes a los BJT que mencionó. El Zetex ZVN4206ASTZ tiene una corriente de drenaje máxima de 600 mA. No creo que encuentres un pequeño MOSFET que pueda manejarse desde 3.3V, sin embargo.

Es seguro, en general, y funcionará si selecciona un MOSFET de "nivel lógico". Tenga en cuenta que el "nivel lógico" no parece ser un término exactamente estandarizado, y no necesariamente se mostrará como un parámetro en la búsqueda paramétrica en los sitios de los proveedores, ni se mostrará necesariamente en la hoja de datos. Sin embargo, encontrará que los MOSFET de nivel lógico a menudo tienen una "L" en el número de pieza, por ejemplo, IR540 (nivel no lógico) frente a IRL540 (nivel lógico). Lo importante es mirar en la hoja de datos y verificar el valor de VGS (umbral) y mirar el gráfico que muestra el flujo actual frente a VGS. Si el VGS (umbral) es de 1.8V o 2.1V aproximadamente, y la "curva de la curva" en el gráfico es de aproximadamente 5 voltios, básicamente tiene un MOSFET de nivel lógico.

Para ver un ejemplo de cómo se ven las especificaciones en un MOSFET a nivel lógico, consulte esta hoja de datos:

enlace

La Figura 3 es la gráfica a la que me refería.

Dicho todo esto, veo que muchas personas todavía recomiendan usar un optoaislador entre el microcontrolador y el MOSFET, solo para ser más seguros.

Re: saturación: sí, pero confusamente no se llama saturación (que en realidad corresponde a la región lineal en los transistores bipolares). En su lugar, mire las hojas de datos y el valor nominal de resistencia en rsson, que se especifica a un determinado voltaje de fuente de compuerta para cada parte. Los MOSFET generalmente se especifican en uno o más de los siguientes: 10V, 4.5V, 3.3V, 2.5V.

Pondría dos resistencias en el circuito: una de puerta a tierra, como lo mencionó Leon (en realidad, la puse desde la salida de MCU a tierra), y otra entre la MCU salida y la puerta, para proteger la MCU en caso de que el MOSFET tenga una falla.

Más información en esta entrada de blog .

En cuanto a qué MOSFET usar, realmente no hay un paralelo con el 2N3904 / 2N2222.

2N7000 es probablemente el más común & FET más barato que hay. Para otros FET de jellybean, vería Fairchild FDV301N, FDV302P, FDV303N, FDV304P.

Para el siguiente paso (nivel de potencia más alto), vería IRF510 (100V) o IRFZ14 (60V), ambos en TO-220, aunque estos son FET básicos especificados en la fuente de la puerta de 10V. Los FET de nivel lógico (IRL510, IRLZ14) tienen Rdson especificado en 4.5V gate-source.

En la respuesta a la pregunta 3, encontré que Fairchild FQP30N06L es ideal para manejar un dispositivo de alta potencia desde una MCU a niveles lógicos. No es barato (0.84 GPB) pero es genial para n00bs perezosos como yo. Los estoy usando para suministrar tiras de luces LED de 12V RGB.

Algunas estadísticas:

Vdss Drain-Source Voltage: 60 V
Id Drain Current: Continuous (TC = 25°C) 32 A
                  Continuous (TC = 100°C) 22.6 A
Vgss Gate-Source Voltage: ± 20 V
Vgs(th) Gate Threshold Voltage: 1.0--2.5 V

Por lo tanto, la Raspberry Pi 3.3v está por encima del umbral superior de 2.5V, lo que garantizará que el drenaje esté completamente abierto.