Canal P                                                                 Canal N

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Introdução

O MOSFET ou simplesmente FET (MOS = metal-oxide semiconductor - metal óxido semicondutor e FET = field effect transistor - transistor de efeito de campo), é um tipo de transistor, componente usado como chave ou amplificador de sinais elétricos.

TBJs e MOSFETs

O MOSFET possui normalmente 3 terminais: Porta, Fonte e Dreno (ou Gate, Source e Drain respectivamente). Há dois tipos essenciais: o canal N e o canal P, e se diferenciam basicamente pela polarização. A corrente a ser fornecida para um circuito, que circulará entre o terminal Fonte e o Dreno do FET, é controlada pela tensão aplicada no terminal Porta. Este último possui uma separação dielétrica dos outros dois, gerando portanto uma corrente quase nula no gate, e um campo elétrico que influencia no Dreno e no Fonte. A seguir, está a representação dos dois tipos básicos de FETs e suas usuais simbologias:

Quanto a polarização:

                                                 Canal  P

                                                  Canal N

Um outro tipo de transistor mais conhecido, o TBJ (transistor bipolar de junção), possui também três terminais: Base, Coletor e Emissor. A corrente a ser fornecida para um circuito, que circulará entre o Coletor e o Emissor do TBJ, é controlada pela corrente no terminal Base do transistor, e não por uma tensão, como no MOSFET. Essa é uma das principais diferenças entre eles, fazendo com que o TBJ seja aplicado geralmente para circuitos de baixa corrente, e o FET não só para estas, como também para aplicações com maiores valores de potência/corrente.

Exemplos de Aplicações dos MOSFETs

Uma das aplicações mais comuns para os MOSFETs é nos circuitos tipo CMOS (ver link de referência no fim do tutorial para mais detalhes). Porém, também há outras, como:

- Resistência controlada por tensão

- Circuitos de comutação de potência

- Misturadores de Frequência

- Etc.

Exemplo: Ligando um motor DC com o MOSFET (aplicação como chave) e o Arduino.

Componentes Necessários:

- 1 placa Arduino 

- 1 Transistor MOSFET canal N 

- 1 Transistor MOSFET canal P

- 1 motor DC (5V - 1A)

- Cabos para Conexão

- 1 Resistor de 200 Ohms

- Fonte de 5V e 1A

Hardware:

Com um MOSFET de Canal N:

Com um MOSFET de Canal P:

 Firmware para os dois tipos de MOS (Digitar na IDE do Arduino):

// Controle de Motor DC com o transistor MOSFET (aplicação básica) - canais N e P
// O motor utilizado neste Firmware é de 5V - 1A e portanto, 5W.
// O hardware não foi projetado para controlar o sentido de rotação do motor (a não ser que se inverta sua polaridade), somente sua velocidade.
// Porém, pode ser controlado por um hardware mais elaborado (uma ponte H de MOSFETs por exemplo).

#define GatePin 6 // Define o pino para sinal no Gate do MOSFET.
int sinalGate = 1023; // Valor que será colocado no pino PWM (pode variar de 0 a 1023) para o controle da velocidade do motor.

void setup () {
pinMode (GatePin, OUTPUT); // Define o pino 5 do Arduino como saída.
}

void loop () {
while ((sinalGate <0) || (sinalGate >1023)) { // Enquanto o valor de "sinalGate" não estiver entre 0 e 1023,
continue; // o Arduino continua sem colocar nada no "GatePin".
}
analogWrite (GatePin, sinalGate); // Se porém estiver nesta faixa, o Arduino envia o sinal para o "GatePin".
}

Observe a parte em azul no código. Na polarização do MOS de canal N, a rotação do motor será máxima quando o valor de "sinalGate" for 1023 (pois no canal N o terminal Gate conduz com nível lógico "1"). Já no de canal P, esta rotação será alcançada sendo "sinalGate" igual a 0 (pois no canal P o terminal Gate conduz com nível lógico "0"). E o mesmo acontece para a rotação mínima.

E essa é a ideia básica de um MOSFET !!! Esperamos que tenha gostado. Qualquer dúvida, poste no blog, estaremos à disposição.

Links de Referência:

- Datasheet do MOSFET canal P deste tutorial

- Datasheet do MOSFET canal N deste tutorial

- Tecnologia CMOS