Transistores MOSFET de potencia.

Los transistores MOSFET de potencia se parecen cada vez mas a una llave ideal. Periódicamente aparecen modelos nuevos donde por ejemplo uno de los parámetros mas importantes en cuanto a las pérdidas en conducción, la resistencia entre drenador y surtidor (Rds(on))se reduce cada vez más.

En los montajes de puentes de potencia, es conveniente chequear la Rds(on) de los transistores que se montan en paralelo en cada rama, ya que si uno de los del conjunto tuviera una resistencia de conducción anormalmente baja conduciría mas corriente que los otros, y ésto lo pondría en riego cuando el conjunto maneja elevadas corrientes.

Ayer estuve midiendo la Rds(on) de unos IRLB3813 (los de la foto).
El procedimiento consiste en hacerles conducir una corriente de 40A durante algunos µSeg (aprox. 40µSeg en este caso) y medir la caída de tensión entre drenador y surtidor, luego se obtiene la Rds(on) simplemente dividiendo la tensión leída por la corriente.

Este procedimiento tiene una precisión aceptable, considerando que mas que obtener una medición absoluta lo que se busca es comparar los diferentes transistores en un ensayo en condiciones similares.
La lectura promedio obtenida fue la que se muestra en el oscilograma.

El trazo amarillo es la caída de tensión entre drenador y surtidor. El trazo azul es la corriente.

Calculando Rds(on)= Vds/Id= 47,2mV/40A= 1,18mΩ

Obsérvese el valor extremadamente bajo de esta resistencia de conducción.
Además, el transistor puede manejar una corriente de 260A a 25ºC (su juntura, en la práctica la cápsula limita la corriente máxima a 120A).

Una observación para diseñadores, téngase presente que en la mayoría de los casos la capacidad de la juntura para manejar corrientes muy elevadas, y la muy baja Rds(on) suelen suponer un aumento en los tiempos de subida (tr) y bajada (tf) de entrada y salida de conducción.
Estos tiempos afectan las pérdidas de conmutación, por lo cual a la hora de seleccionar un transistor deben ser tenidos en cuenta.
Si Ud. va a usar el transistor en modo estático o a frecuencias bajas, será de su interés una muy baja Rds(on). De la misma manera que si lo usa a frecuencias mayores pero a tensiones bajas.
Si su diseño va a operar a altas frecuencias y/o a tensiones altas debe balancearse el beneficio de una baja Rds(on) con el aumento de las pérdidas de conmutación por un incremento de tr y tf.

Para mas información del cálculo de pérdidas véase la nota "Calculando pérdidas en un MOSFET" en este mismo blog.