Un MOSFET es un componente electrónico que se utiliza como interruptor o amplificador en circuitos eléctricos. Uno de los parámetros clave que determina su comportamiento es el voltaje de la puerta al sustrato (Vgs), que indica la diferencia de potencial entre la puerta y la fuente del MOSFET.
Cuando se utiliza un MOSFET como interruptor, es necesario aplicar un voltaje adecuado a la puerta para controlar el paso de corriente entre el drenador y la fuente. Si el Vgs es suficientemente alto el MOSFET se encenderá y permitirá el paso de corriente. Por otro lado, si el Vgs es demasiado bajo, el MOSFET permanecerá apagado y no habrá paso de corriente.
Si estas buscando un transitor para tú proyecto y has hecho una búsqueda rápida en internet, seguramente te habrás encontrado con el famoso IRFZ44n, el transistor que todo el mundo usa con un Arduino. Este transistor no tenía problemas en la época, en la que la mayoría de placas de desarrollo (Arduino principalmente) usaban microcontroladores de 5V. Sin embargo, ese tiempo ha pasado, y ya la mayoría de micros nuevos funcionan a 3v3: STM32, ESP32, Raspberry Pi,… Por lo tanto estos transistores no te van a funcionar como deberían.
Si aun así necesitas trabajar con micros de 3v3 y manejar transistores de potencia, te recomiendo echar un vistazo a post donde explico como hacerlo: Controlar MOSFETs de potencia (IRFZ44N) con 3.3V
Los problemas
Pero, ¿Por qué no podemos usar el IRFZ44n con un ESP32? Básicamente, todo depende del voltaje de la puerta. Del datasheet del IRFZ44n podemos ver la gráfica que más información nos da sobre esto:
Cómo podéis ver en la gráfica, con un voltaje de puerta de 4.5V, el transistor se enciende a duras penas, y dado que nosotros tenemos tan solo 3.3V, nos va a ser imposible usar directamente el IRFZ44n.
Hay que tener en cuenta que le voltaje de encendido o Vth, depende de la fabricación y en algunos sitios veréis que en algunos casos puede llegar a funcionar con 3.3V, sin embargo, esto no sería un buen diseño ya que no podríamos asegurar que cualquier IRFZ44n que conectemos fuese a funcionar sin problemas.
Alternativas al NRFZ44n, transistores de 3V3 para el ESP32/STM32/Arduino
Aquí os dejo una lista de posibles alternativas de bajo voltaje y que funcionarán con tanto con el ESP32, el STM32 e incluso con la Raspberry Pi.
Through-hole 3v3 MOSFET
- IRLZ44N (3€/10ud.): El hermano de 3v3 del transistor antes mencionado,
perfecto para casi cualquier carga que te puedas imaginar - IRLB8721 (4.32€/10ud):
con una resistencia menor, es mejor para manejar cargas más pesadas ya que en principio se calentaría menos que el anterior. - FQP30N06L (4€/10ud) : Un poco peor en características, pero aún válido para la mayoría de proyectos.
MOSFET de 3v3 SMD
- IRLML2502 (4€/50u):
algo peor que sus homólogos through-hole pero en formato mucho más pequeño, perfecto para tus PCBs que controlen cargas no demasido exigentes. - IRLR2905 (4€/10u):
, en un formato algo más grande, apto para todo lo que quieras echarle.
Sí quieres afinar más la elección, te recomiendo que eches un vistazo a la entrada del blog donde explico, cómo calcular la potencia que va a disipar tu MOSFET y como elegir el disipador.
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