Un MOSFET es un transistor controlado por tensión, diseñado para abrir o cerrar el paso de corriente con pérdidas muy bajas.
Si el BJT fue la revolución del siglo XX, el MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) es uno de los grandes motores del siglo XXI.
Mientras que el BJT es un dispositivo robusto pero “gastón”, el MOSFET es un dispositivo de precisión y eficiencia. Es el componente que permite que tu ordenador tenga millones de transistores en un chip sin fundirse, o que controles un motor de 50 amperios con una pastilla de silicio del tamaño de una uña.
Pero, a diferencia del BJT, el MOSFET tiene unas reglas de juego muy estrictas sobre el voltaje. Vamos a verlas.
Puerta, drenador y fuente
Un MOSFET discreto tiene tres terminales principales:
- Gate (puerta - G): el mando de control.
- Drain (drenador - D): por donde entra la corriente (equivalente al colector).
- Source (fuente - S): por donde sale la corriente (equivalente al emisor).
La gran diferencia: control por tensión
Aquí está el cambio de paradigma.
- En un BJT, inyectábamos corriente en la base para abrir el grifo.
- En un MOSFET, la puerta (gate) está aislada eléctricamente del resto del transistor por una capa de óxido de vidrio ultrafina.
No entra corriente por la gate (Idealmente). Para activar un MOSFET, solo necesitamos aplicar voltaje (tensión) en la puerta.
Este voltaje crea un campo eléctrico (como un imán) que atrae a los electrones y crea un “canal” conductor entre el drenador y la fuente.
Como no consume corriente por la gate, el MOSFET no carga la salida del microcontrolador.
Puedes controlar un MOSFET gigante directamente desde un pin de Arduino sin miedo a quemar el pin (aunque veremos un matiz sobre esto luego).
Tipos: canal N y canal P
Al igual que NPN y PNP, tenemos dos variantes:
Canal N (N-MOS): se activa aplicando una tensión positiva en la puerta respecto a la fuente (
Canal P (P-MOS): se activa llevando la puerta a una tensión menor que la fuente. Se utiliza a menudo en conmutación high-side de complejidad moderada.
Mnemotécnico eficente, el canal N va en el negativo y el canal P en el positivo.
Mosfet estándard vs logic level
Para que el MOSFET tenga esa resistencia tan baja (
Muchos ven: “Vgs(th) = 2V a 4V”. Y piensan:
“¡Genial! Mi Arduino da 5V (o mi ESP32 da 3,3V), así que me sirve”.
Siento decirte que no 👇
El
No es el voltaje donde funciona como interruptor. Es el voltaje donde “empieza a enterarse de algo”.
- MOSFET estándar (ej. IRF520, IRF540): empiezan a conducir a 4 V, pero necesitan 10 V en la gate para saturarse completamente y tener baja resistencia. Si le metes 5 V, se quedará “a medio abrir”, tendrá mucha resistencia y se quemará.
- MOSFET logic level (ej. IRLZ44N, AO3400): están diseñados químicamente para saturarse completamente con 4,5 V o incluso 3,3 V.
Si usas un microcontrolador (Arduino, ESP32, Raspberry Pi Pico, etc.), compra siempre MOSFETs logic level.
A menudo empiezan por IRL en vez de IRF (aunque no es una regla universal: mira siempre el datasheet).
Pérdidas de conducción
Cuando un MOSFET trabaja como interruptor cerrado en su región óhmica, podemos aproximarlo mediante
Con 10 A y 10 mΩ:
Ese vatio es solo la pérdida de conducción a la temperatura usada para especificar la resistencia.
La capacidad de conducir corriente queda limitada por el encapsulado, la refrigeración y el área segura de operación. La cifra grande de corriente de la portada no describe por sí sola lo que podremos obtener en nuestra placa.
El error con
Para saber si funcionará con un GPIO, buscamos
- Un modelo puede especificarla solo a 10 V y no ser adecuado a 5 V o 3,3 V.
- Otro puede garantizarla a 4,5 V, 2,5 V o 1,8 V y estar pensado para control lógico.
No te fíes únicamente de la etiqueta «logic level» ni del nombre comercial. Comprueba
Comparativa con el BJT
| Característica | BJT | MOSFET |
|---|---|---|
| Control | Corriente (base) | Tensión (gate) |
| Consumo de control | Medio (necesita corriente constante) | Casi nulo (solo al cambiar de estado) |
| Pérdida de potencia | Alta ( | Muy baja ( |
| Velocidad | Media | Muy alta |
| Fragilidad | Robusto | Sensible a estática |
- Usa BJT (BC547, 2N2222) para tareas simples, LEDs pequeños y señales baratas.
- Usa MOSFET (logic level) para motores, tiras LED potentes, camas calientes y cualquier cosa que consuma más de 500mA.
Control desde un microcontrolador
Un MOSFET pequeño y lento puede controlarse desde un GPIO en algunas aplicaciones. Para decidirlo debemos revisar:
- La carga total de puerta
. - La frecuencia de conmutación.
- La corriente máxima de carga y descarga del pin.
- El tiempo que el MOSFET pasará en la zona lineal durante cada flanco.
Para cargas grandes o PWM rápido suele hacer falta un driver de puerta. El driver reduce los tiempos de transición y, con ellos, parte de las pérdidas de conmutación.
También es habitual añadir:
- Una resistencia en serie con la puerta para controlar picos y oscilaciones.
- Una resistencia entre puerta y fuente para asegurar el estado
OFFcuando el controlador está desconectado. - Protección frente a sobretensiones y ESD cuando el entorno lo requiere.
El valor de estas resistencias depende del MOSFET, el driver y la velocidad buscada; 10 kΩ puede ser un punto de partida para el pull-down, no una constante universal.
Precauciones de uso
Aunque el MOSFET parece perfecto, es delicado en dos aspectos:
- La puerta flotante: como la gate es un condensador, si desconectas el cable, la carga se queda atrapada y el MOSFET se queda encendido.
- Solución: pon siempre una resistencia pull-down (10kΩ) entre gate y GND para asegurar que se apaga si el Arduino se reinicia.
- Electricidad estática (ESD): la capa de óxido de la gate es tan fina que una chispa de estática de tu dedo puede perforarla y destruir el componente. Manipúlalos con cuidado.
