¿Cuándo es más apropiado un MOSFET como interruptor que como BJT?

Los BJT son mucho más adecuados que los MOSFET para controlar LED de baja potencia y dispositivos similares desde MCU. Los MOSFET son mejores para aplicaciones de alta potencia porque pueden cambiar más rápido que los BJT, lo que les permite utilizar inductores más pequeños en los suministros en modo de conmutación, lo que aumenta la eficiencia.

BJT desperdicia algo de corriente cada vez que se encienden, independientemente de si la carga está consumiendo algo. En un dispositivo alimentado por batería, usar un BJT para alimentar algo cuya carga es muy variable pero a menudo baja, terminará desperdiciando mucha energía. Sin embargo, si se usa un BJT para alimentar algo con un consumo de corriente predecible (como un LED), este problema no es tan malo; uno simplemente puede configurar la corriente del emisor de base para que sea una pequeña fracción de la corriente del LED.

Un buen MOSFET de canal N tendrá una muy baja \ $ R_ {ds (on)} \ $ (resistencia equivalente de la fuente de drenaje) cuando esté correctamente polarizado, lo que significa que se comporta como un interruptor real cuando se enciende . Encontrará que el voltaje en el MOSFET cuando está activado será menor que el \ $ V_ {ce (sat)} \ $ (voltaje de saturación del colector-emisor) de un BJT.

Un 2N2222 tiene \ $ V_ {ce (sat)} \ $ de \ $ 0.4V - 1V \ $ dependiendo de la corriente de polarización.

Un MOSFET VN2222 tiene un máximo de \ $ R_ {ds (on)} \ $ of \ $ 1.25 \ Omega \ $.

Puede ver que el VN2222 se disipará mucho menos a través de la fuente de drenaje.

También, como se explicó anteriormente, el MOSFET es un dispositivo de transconductancia: el voltaje en la compuerta permite la corriente a través del dispositivo. Debido a que la compuerta es de alta impedancia a la fuente, no necesita una corriente de compuerta constante para desviar el dispositivo, solo necesita superar la capacitancia inherente para cargar la compuerta, entonces el consumo de la compuerta se vuelve minúsculo.

Los BJT son más adecuados en algunas situaciones porque a menudo son más baratos. Puedo comprar TO92 BJT por 0,8 p cada uno, pero los MOSFET no se inician hasta 2 p cada uno; puede que no parezca mucho, pero puede hacer una gran diferencia si estás tratando con un producto sensible al costo con muchos de estos.

Los dispositivos FET que casi no tienen corriente de entrada (corriente de compuerta) son la mejor opción para los LED controlados por el microcontrolador, ya que el microcontrolador no necesita proporcionar mucha corriente a través de su matriz, manteniéndose fresco (menos disipación de calor) en el chip) mientras que la corriente del LED es casi todo conducida a través del canal FET externo. Sí, también es cierto que el Ron de los dispositivos FET típicos es muy bajo, lo que mantiene una baja caída de voltaje en el FET, lo que es ventajoso para aplicaciones de baja potencia.

Sin embargo, hay algunas desventajas cuando se trata de la inmunidad al ruido en la puerta del MOSFET, que puede no ser el caso de los BJT. Cualquier potencial (ruido) aplicado en la puerta del MOSFET hará que el canal se conduzca hasta cierto punto. No es altamente (pero sigue siendo adecuado) usar Mosfet para impulsar las bobinas de relé con un Vt bajo (umbral). En ese caso, si su Microcontrolador está manejando el FET, es posible que desee obtener un FET con un Vt más alto (umbral).

Los MOSFET son más robustos para los requisitos de alta corriente. Por ejemplo, el Mosfet clasificado como 15A puede pasar 60A (por ejemplo, IRL530) de corriente por un período corto. El BJT clasificado 15A puede pasar pulsos de 20A solamente. También los Mosfets tienen mejor unión térmica a la resistencia de la caja, incluso si tiene un troquel más pequeño.