Tricky Circuit

Puerta, fuente y drenador

Controla una carga con un campo eléctrico

MOSFET significa Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: transistor de efecto de campo con puerta aislada, cuyo campo eléctrico controla un canal conductor. En este ejemplo de canal n, los electrones son los portadores negativos; la puerta controla, la fuente está en 0 V y el drenador va a la carga. Un milivatio (mW) es una milésima de vatio.

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MESA DE EXPERIMENTOS

Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.

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Por qué funciona

Interruptor didáctico: puerta desde 3 V selecciona resistencia de conducción 2 Ω; por debajo, circuito abierto. Se omiten curvas reales, capacidad de puerta y diodo interno; el umbral real no garantiza conducción plena. G, D y S indican puerta, drenador y fuente. VGS es tensión puerta–fuente (aquí Vg); VDS es tensión drenador–fuente, igual a la tensión del drenador porque la fuente está a 0 V.

Vg es tensión de puerta respecto a fuente, Vs alimentación y RL resistencia de carga. Encendido: I = Vs/(RL + 2 Ω), tensión de drenador = I × 2 Ω y pérdida = I² × 2 Ω. La puerta controla, pero no aporta la energía de la carga.

Dificultad
  1. Construye · Monta el circuito

    Enciende a 5 V con puerta 0 V y carga 100 Ω. Mantén la carga apagada.

    ¿Necesitas una pista?

    Vs = 5 V; Vg = 0 V; RL = 100 Ω → 0 mA

  2. Explora · Cambia una variable

    Mantén alimentación 5 V y carga 100 Ω; pon la puerta a 5 V. Lee unos 49.02 mA.

    ¿Necesitas una pista?

    Vs = 5 V; Vg = 5 V; RL = 100 Ω → 49.02 mA

  3. Resuelve · Resuelve el reto

    Con alimentación 12 V y puerta 5 V, consigue 20–30 mA con pérdida del interruptor no mayor que 2 mW.

    ¿Necesitas una pista?

    Vs = 12 V; Vg = 5 V; RL = 400 Ω → 29.85 mA; 1.782 mW

Lecturas adicionales y recetas de circuitos

Controla una carga con un campo eléctrico

Un patrón útil

La puerta aislada ideal no toma corriente en régimen constante, pero conmutar una puerta real carga y descarga su capacidad.

Fuera del modelo

La resistencia de conducción disipa I²R: duplicar la corriente cuadruplica el calor en el modelo de resistencia fija.

Un error que conviene evitar

La tensión umbral marca el inicio de conducción, no una tensión universal que encienda plenamente cualquier carga.

La corriente se duplica y la resistencia de conducción no cambia. La pérdida…

  1. se divide por dos
  2. se duplica
  3. se cuadruplica
Leer más

La pérdida es I²R: elevar dos al cuadrado da cuatro.

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