1. Funcionamento controlado por voltaxe
A diferenza dos transistores de unión bipolar (BJT) que son dispositivos controlados por corrente, os MOSFET de potencia están controlados por voltaxe. Esta característica fundamental ofrece varios beneficios significativos:
- Requisitos simplificados de accionamento da porta
- Menor consumo de enerxía no circuíto de control
- Capacidades de conmutación máis rápidas
- Non hai problemas secundarios de avaría
Figura 1: Requisitos simplificados de unidades de porta MOSFET en comparación cos BJT
2. Rendemento de conmutación superior
Os MOSFET de potencia destacan en aplicacións de conmutación de alta frecuencia, ofrecendo numerosas vantaxes sobre os BJT tradicionais:
Figura 2: comparación da velocidade de conmutación entre MOSFET e BJT
| Parámetro | MOSFET de potencia | BJT |
|---|---|---|
| Velocidade de conmutación | Moi rápido (rango ns) | Moderado (rango μs) |
| Perdas de cambio | Baixo | Alto |
| Frecuencia de conmutación máxima | > 1 MHz | ~100 kHz |
3. Características térmicas
Os MOSFET de potencia presentan características térmicas superiores que contribúen á súa fiabilidade e rendemento:
Figura 3: coeficiente de temperatura de RDS(on) en MOSFET de potencia
- O coeficiente de temperatura positivo evita a fuga térmica
- Mellor compartición de corrente en operación paralela
- Maior estabilidade térmica
- Área de operación segura máis ampla (SOA)
4. Baixa resistencia ao estado
Os MOSFET de potencia modernos alcanzan unha resistencia de estado de activación extremadamente baixa (RDS(on)), o que leva a varios beneficios:
Figura 4: Mellora histórica en MOSFET RDS(on)
5. Capacidade de paralelismo
Os MOSFET de potencia pódense conectar facilmente en paralelo para manexar correntes máis altas, grazas ao seu coeficiente de temperatura positivo:
Figura 5: Reparto de corrente en MOSFET conectados en paralelo
6. Robusteza e fiabilidade
Os MOSFET de potencia ofrecen excelentes características de robustez e fiabilidade:
- Sen fenómeno de avaría secundario
- Díodo de corpo inherente para protección de voltaxe inverso
- Excelente capacidade de avalancha
- Alta capacidade dV/dt
Figura 6: comparación da área de operación segura (SOA) entre MOSFET e BJT
7. Custo-eficacia
Aínda que os MOSFET de potencia individuais poden ter un custo inicial máis elevado en comparación cos BJT, os seus beneficios xerais a nivel de sistema adoitan producir aforros de custos:
- Os circuítos simplificados reducen o número de compoñentes
- A maior eficiencia reduce os requisitos de refrixeración
- A maior fiabilidade reduce os custos de mantemento
- O tamaño máis pequeno permite deseños compactos
8. Tendencias e melloras futuras
As vantaxes dos MOSFET de potencia seguen mellorando cos avances tecnolóxicos:
Figura 7: Evolución e tendencias futuras na tecnoloxía MOSFET de potencia
