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MOSFET

Un transistor que funciona como interruptor controlado por tensión. Un N-MOSFET conmuta una carga a masa; un P-MOSFET conmuta el lado de la alimentación.

Qué hace#

Un MOSFET tiene tres pines: puerta (gate), drenador (drain) y fuente (source). La tensión entre puerta y fuente (Vgs) decide si drenador y fuente están conectados. No entra corriente en la puerta (salvo para cargarla), así que un GPIO puede conmutar amperios.

  • N-MOSFET (AO3400A): fuente a GND, carga entre la alimentación y el drenador. Puerta en alto → conduce. Es el interruptor de lado bajo (low-side).
  • P-MOSFET (AO3401A): fuente a la alimentación, carga del drenador a GND. Puerta llevada por debajo de la fuente → conduce.

Cómo elegir uno#

  • Nivel lógico: debe conducir por completo con la tensión de puerta que tienes. El AO3400A está especificado a Vgs = 2.5 V, así que 3.3 V lo controla bien. Muchos MOSFET de potencia grandes necesitan 10 V.
  • Vds por encima de la alimentación con margen; Id por encima de la corriente de la carga.
  • Rds(on) determina el calor: P = I² × Rds(on).

Ejemplo: conmutar una carga de 12 V#

Circuito de ejemplo: PWM → 100 Ω → puerta. R2 (100 kΩ) lo mantiene apagado mientras arranca el MCU. D1 absorbe el pico inverso de una carga inductiva (motor, solenoide, cableado de tira LED).
PWM → 100 Ω → puerta. R2 (100 kΩ) lo mantiene apagado mientras arranca el MCU. D1 absorbe el pico inverso de una carga inductiva (motor, solenoide, cableado de tira LED). Abre el ejemplo mosfet_low_side de esta página en PCB Canvas: «Insertar en mi esquemático».

Ejemplo: protección contra polaridad inversa#

Circuito de ejemplo: El diodo interno del P-MOSFET deja pasar corriente al principio y luego la puerta (a GND) lo pone en plena conducción. Una alimentación invertida lo mantiene apagado.
El diodo interno del P-MOSFET deja pasar corriente al principio y luego la puerta (a GND) lo pone en plena conducción. Una alimentación invertida lo mantiene apagado. Abre el ejemplo pmos_reverse_polarity de esta página en PCB Canvas: «Insertar en mi esquemático».

La puerta del AO3401A admite ±12 V; por encima de 12 V de entrada añade un zener (y una resistencia) entre puerta y fuente.

Errores comunes#

  • Puerta flotante. Sin el pull-down, la carga puede encenderse sola mientras el GPIO todavía no se controla.
  • Fuente y drenador intercambiados convierten el diodo interno en un cortocircuito permanente. Comprueba el orden de pines del SOT-23 (1 = G, 2 = S, 3 = D en el AO3400A).
  • Calor: un SOT-23 disipa bastante menos de 1 W. A 3 A usa un encapsulado más grande.

Huella#

SOT-23, se puede soldar a mano. AO3400A (C20917), AO3401A (C15127) y 2N7002 (C8545) son componentes básicos de JLCPCB.