IRFZ44N: El MOS-FET de batalla para PWM

Cuando necesitamos controlar cargas de manera variable, es decir, atenuando o incrementando su régimen de trabajo, de manera habitual se recurre a la modulación por ancho de pulsos (PWM, Pulse-Width Modulation). El control de velocidad de motores y la intensidad de iluminación incandescente (o de LEDs) son las aplicaciones por excelencia para el PWM. Pero, ¿qué es el PWM? ¿Y el IRFZ44N? En este artículo vamos a ver la forma más eficiente de controlar la velocidad de un motor o la intensidad de un grupo de luminarias con un transistor que no debe faltar entre los componentes esenciales de un experimentador como tú.

Una de las técnicas más efectivas para conectar o desconectar una carga a una fuente de energía eléctrica ha sido siempre la utilización de simples llaves interruptoras manuales, o un relé activado por un circuito de control muy sencillo. Utilizar otros elementos para este trabajo (por ejemplo, transistores), acarrean necesidades de cálculos de corrientes a conmutar, tensiones de trabajo, y otras variables que una llave o un relé resuelven sin inconvenientes ni consecuencias. Sin embargo, cuando la aplicación requiere el control variable de una carga, comenzamos a imaginar un reóstato enorme y gigante, capaz de manejar muchos amperios y con la capacidad de disipar grandes cantidades de temperatura. Por supuesto que así no se resuelve la situación sino que se emplea una técnica muy sencilla y práctica llamada PWM.

La manera tradicional de conectar una carga es a través de un interruptor o el contacto de un relé

Pongamos como ejemplo que queremos hacer trabajar a un motor de 12Volts a la mitad de su régimen nominal. Lo primero que a muchos se le viene a la mente es aplicarle 6Volts de alimentación. Sin embargo, en la vida real, un motor de levalunas de coche, o un motor que impulsa una bomba de líquido refrigerante en una maquinaria, que debe tener su temperatura de trabajo controlada, no serían capaces de moverse del modo esperado al actuar de este modo. Muy por el contrario, quedarían inmóviles sufriendo un incremento notable de temperatura al ser atravesados por una corriente que no logra movilizar el eje en rotación debido a la carga que el motor tiene acoplada y debe impulsar. Si en cambio aplicamos por un pequeño lapso de tiempo la tensión de alimentación de 12Volts (la nominal de trabajo del motor del ejemplo), éste comenzaría a girar, o haría el intento de hacerlo, hasta volver a detenerse.

Si aplicamos muchos impulsos en forma reiterada, es decir, conectar – desconectar la alimentación varias veces en un segundo, el motor comenzaría a girar y por la propia inercia del sistema acoplado a su eje, se mantendría en marcha según el régimen de eventos de conexión – desconexión que le apliquemos durante un segundo. El método PWM basa su funcionamiento en este principio. En conectar de manera controlada y durante tiempos ajustables la alimentación, en este ejemplo a un motor, para de este modo poder variar la velocidad sin perder capacidad de tracción, o fuerza. También encontraremos algunos textos que utilicen el término “torque” para esta propiedad motriz. La mejor manera entonces es disponer de una llave o relé controlados de manera inteligente y que conecten – desconecten la carga muchas veces en un segundo. Pero, ¿cuántas veces es lo aconsejable?

Conmutando la alimentación de una carga podemos lograr un régimen de trabajo variable

En una aplicación de iluminación, si conmutamos (conectamos – desconectamos) la tensión de alimentación menos de 20 veces por segundo, podemos llegar a notar parpadeos molestos a la vista y en el caso de un motor quizás podamos observar o percibir, un accionar muy irregular cual si fuese a los golpes o con impulsos que pueden generar problemas mecánicos a largo plazo, además de entregar una marcha desagradable e incorrecta. Si en cambio elevamos la frecuencia de conmutación por encima de las 50 activaciones por segundo para lograr una marcha estable, caeremos en el problema de comenzar a generar sonidos audibles provocados por el bobinado del motor. Recuerda que el espectro de audición humana se establece entre los 20 ciclos por segundo y los 20 mil. (20Hz. – 20.000Hz.) Por supuesto que el bobinado de un motor no se comportará como un parlante o altavoz tan efectivo como para abarcar toda esta gama de frecuencias con absoluta fidelidad, pero existirán segmentos de resonancia donde algunas frecuencias hagan vibrar los bobinados más que otras, provocando un desagradable sonido que no debiera existir.

Si analizamos este razonamiento, llegamos a la conclusión que para obtener un funcionamiento suave, sin golpes, parpadeos ni sonidos extraños, debemos trabajar con frecuencias superiores a las que un bobinado de motor pueda “resonar”. Estas frecuencias se ubican, en la mayoría de los casos, por encima de los 10Khz. Una vez encontrada la frecuencia apropiada de funcionamiento para nuestro sistema, observaremos que quizás sean demasiadas conexiones en un segundo para la velocidad mínima deseada. Digámoslo de este modo: es probable que el motor gire demasiado rápido y nosotros necesitemos una velocidad menor. Bajar la frecuencia de conmutación es impracticable porque comenzarían los ruidos, entonces, ¿qué opción nos queda?: El PWM. Variar el ciclo de trabajo de la señal conmutada que sirve de activación del sistema. Manipular el ancho del impulso de conexión a la carga.

De este modo, podemos trabajar con frecuencias tan altas como 10Khz. y obtener un ancho de impulso del 1% (o menor) de la señal. A medida que este ancho del impulso comienza a aumentar, la energía promedio que se entrega a la carga también lo hace, pudiendo ser calculada y controlada de manera muy precisa. En el caso de utilizar un microcontrolador, obtendremos mediante su programación, una secuencia de “unos” y “ceros” que respetarán una frecuencia fija pero que pueden tener un ciclo de trabajo variable. Este término, también conocido como Duty, hará variar el ancho del impulso de conexión para obtener así un funcionamiento controlado desde la detención absoluta hasta la marcha a máxima potencia. Para esto, dentro de la programación del microcontrolador, asignaremos una variable al ciclo de trabajo o duty, que será del tipo BYTE y podrá adquirir valores entre 0 y 255. Para un duty igual a cero, el motor estará detenido. Lo mismo que para un valor de 1 o 2. A pesar de ser impulsos enviados al motor que poseen su tensión nominal de trabajo y que se ejecutan a una frecuencia de más de 10Khz., no tendrán el ancho suficiente para entregar la energía necesaria que el motor necesitaría para comenzar a girar, o la luminaria comenzar a encender.

La acumulación de tiempos de encendido nos brindará una tensión promedio, la que será ajustable según el software del microcontrolador

Si en cambio incrementamos el valor de la variable duty a 100, la relación será 100/255 = 0,392 = 39%. Con este nivel de energía aplicada al motor podemos llegar a alcanzar el esfuerzo suficiente como para movilizarlo y mantenerlo funcionando en un régimen aproximado al 40% de la velocidad máxima. Por otro lado, debemos tener en claro que al momento de realizar un programa dentro de un microcontrolador, el desarrollador puede dar marcha al sistema con un duty máximo (255) durante algunos instantes para obtener un arranque a máxima potencia para luego descender de manera suave y progresiva al 40% antes elegido, o también puede hacerlo de manera abrupta, de un instante a otro, aprovechando que no se notará una disminución brusca en la velocidad gracias a la inercia mecánica del sistema acoplado al eje del motor. Para el caso de una luminaria, esta variación brusca no podrá disimularse, pero si el arranque a un duty máximo es lo suficientemente corto, el fenómeno no alcanzará a notarse. De todos modos, en el caso de las luminarias siempre será deseable iniciar con baja potencia para luego incrementarla, es decir, a la inversa de los motores eléctricos. Por lo tanto, el PWM es una herramienta que posee el desarrollador/programador para variar el régimen de trabajo de motores o luminarias con la mayor eficiencia posible.

Para el tipo de conmutación mencionado hasta aquí y para obtener un funcionamiento satisfactorio a una frecuencia tan elevada, una llave mecánica o un relé se vuelven imposibles de utilizar. Es aquí donde hace su presentación el IRFZ44N. ¿Qué es el IRFZ44N? Es un transistor de tecnología MOS-FET (Metal–Oxide–Semiconductor – Field Effect Transistor) que posee destacadas características que lo hacen ideal para este tipo de aplicaciones. Queremos también aclarar que PWM se puede realizar con transistores bipolares (NPN – PNP), con tiristores, triacs, o IGBT según la conveniencia de la aplicación, es decir, el PWM no se hace sólo con un transistor MOS-FET como veremos ahora sino que puedes encontrar aplicaciones que utilizan sistemas electrónicos de conmutación muy variados y como mencionamos antes, ajustables a las necesidades de la aplicación.

El IRFZ44N en su hoja de datos

Entre las características más destacadas de este transistor encontramos que es capaz de manejar corrientes de hasta 50 Amperes ofreciendo una resistencia tan baja como 0,017 Ohms. Esto permite un régimen de trabajo extraordinario ya que trabajando al máximo de sus posibilidades no desarrollará una potencia mayor a los 45 Watts. Nada extraordinario para un generoso disipador que pueda irradiar el calor generado por semejante corriente circulando a través del dispositivo. Para que tengas una idea, trabajando con 12 Volts, una lámpara incandescente de 100W consumirá 8,33 Amperes. Es decir, la sexta parte de sus posibilidades extremas y claro está, a 100W, es decir, a la potencia máxima o a un duty de 255.

Una sencilla y práctica explicación del funcionamiento de un transistor MOS-FET puede resumirse a comprender el comportamiento de la circulación de corriente dentro del transistor. Al aplicar una determinada tensión sobre la compuerta, puerta o Gate (positiva respecto a GND), se genera dentro del transistor un campo eléctrico que permite la circulación de corriente entre el terminal identificado como Drain y el terminal Source. Tan simple como eso. Al aplicar tensión al Gate, el campo eléctrico aporta huecos o lagunas, hecho que favorece y activa la circulación de electrones entre Drain y Source. Cuando la tensión en Gate se interrumpe o se coloca a un bajo potencial, la corriente entre Drain y Source se interrumpe. Tenemos de este modo una llave electrónica comandada por tensión (no por corriente, atentos a este punto) que no tendrá inconvenientes en conmutar a frecuencias tan altas como las que necesitamos para controlar una carga.

El campo eléctrico que genera el Gate, "abre" el canal de conducción entre Drain y Source

La tensión mínima de Gate para que el transistor comience a conducir (según su hoja de datos que encontrarás al final del artículo) está ubicada entre 2 y 4 Volts mientras que la máxima tensión aplicable respecto al terminal Source, es de 20 Volts. Con 10 Volts de tensión sobre el Gate el transistor alcanza la mínima resistencia entre Drain y Source. Si se sobrepasa la tensión Vgs (tensión de Gate respecto a Source) máxima de 20 Volts el transistor se rompe y si no se alcanza la tensión mínima de 2 a 4 Volts, el transistor no entra en conducción. Una situación a destacar es que si trabajamos siempre con 5 Volts, estaremos sobre el límite de activación del transistor, mientras que si trabajamos con mayor tensión sobre el Gate lograremos un mejor desempeño con menor disipación de calor al ofrecer menor resistencia a la circulación de corriente entre Drain y Source.

IRFZ44N - Un "gigante" en encapsulado TO-220

Otro de los detalles importantes a considerar en un diseño que utilice PWM con un MOS-FET es el manejo de los tiempos y las formas de los flancos de subida y bajada de la señal aplicada al Gate. No respetar con fidelidad la forma de onda con la que se debe activar el Gate de un MOS-FET puede llevarte a disipaciones anormales de temperatura y funcionamientos al límite de los márgenes de seguridad térmica. El circuito mostrado permite un óptimo trabajo del transistor. En cambio, si la alimentación desciende a 5 Volts (puede suceder por diseño) la resistencia de Gate debe bajar a valores entre 2,2 y 5 Ohm ya que la tensión de activación del Gate estará al límite de los valores mínimos de operación. Recuerda observar siempre la hoja de datos para lograr un diseño apropiado.

Circuito clásico de aplicación del IRFZ44N

Con esta sencilla aplicación puedes controlar la intensidad de iluminación, la velocidad de motores para tu robot o tu próxima CNC sin mayores inconvenientes. Cambiando los valores de una simple variable BYTE dentro de un microcontrolador, tienes el problema resuelto. Tu genialidad, creatividad e imaginación, determinarán el método a aplicar para realizar la tarea de control dentro del programa. Mientras tanto, ya tienes algo muy importante: El hardware y la explicación de su funcionamiento aplicando el IRFZ44N, un transistor que puede brindarte infinitas satisfacciones si lo utilizas de manera correcta como hemos visto en este artículo. ¿Ya has pensado en que aplicarás el PWM? ¿En iluminación? ¿En motores? Cuéntanos tus experiencias. Esperamos, como siempre, tus enriquecedores comentarios.

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91 Comments

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  1. Estimado Mario,

    Este articulo le cae como anillo al dedo para todos los amigos que desarrollan aplicaciones de servomotores, robótica, aplicaciones industriales, etc. Yo todavía estoy trabajando en el Receptor Multibanda y no te olvides de él ( me refiero al Receptor ), ja ja ja . . .

    Te envío muchos saludos

    • Hola Falke !

      Una de las prioridades de este artículo es explicar de la manera más sencilla lo que es el PWM y como podemos hacer aplicaciones con él. Nada mejor que el versátil IRFZ44N para ello. Básicamente eso, el principio de la conmutación. Sin procedimientos matemáticos y con explicaciones para que todos puedan comprenderlo. Una artículo ameno y agradable de leer.

      Al receptor multibanda lo estamos dejando descansar un poco. En lo que a mi gusto respecta, los artículos de radio serían los fundamentales en lo que hago, pero hay que equilibrar un poco. Aburriría a mucha gente y eso no está bueno. En breve lo terminamos al receptor con el programa para el ordenador y la conexión USB. Luego lo vamos a ir reformando para "especializarlo" en distintas porciones del espectro hasta llegar a construir un Analizador de Espectro elemental de 50Mhz – 800Mhz. Es decir, hay mucha diversión por delante aún.

      Mientras ustedes estén ahí, yo tengo un lugarcito de este lado amigo :))
      Gracias a ustedes por leer mis artículos!

      Saludos cordiales Falke! Buen Año!

  2. Gracias Mario, podrias hacer una nota sobre el puente H con el IRFZ44N y alguna manera de controlar la desaceleracion por medio de una resistencia de frenado?.

    • Hola RichterB !

      Gracias a tí por estar con nosotros y leer los artículos.
      Está en los planes armar un puente H con los IRFZ44N pero se transformaba en un artículo muy extenso si le incluíamos eso.
      En otra entrega estaremos con el comando bidireccional del motor. Con muchas más potencia de la que puede brindar un L298 ! :))

      No había pensado en el tema de la desaceleración por resistencia de frenado … mmmm, suena interesante … y con frenado variable controlado también por PWM. ¿que opinas?

      Saludos !

      • Excelente Mario, en este momento estoy programando con un dspic 30f4011 en c30 y las ventajas de este microcontrolador son sus 6 PWM y su interfaz QEI puede ser muy util en los desarrollos de robotica.

  3. Hola Mario:

    Que buen articulo, es muy claro y facil de entender, si en las universidades y colegios explicaran como tu lo haces, muchos mas quisieran estudiar electronica y muchas mas areas de la ingenieria.
    Este tipo de articulos son cables a la hora de implementar nuestros montajes, con ayudas de este tipo hacemos que las cosas fluyan mucho mejor y nos nos descabecemos pensando en la famosa pregunta:y que elemento uso?

    Muchas gracias por tus articulos, un abrazo desde Colombia.

  4. Mario Sacco: electronica para todos!
    Muy buenos articulos, simples y claros, gracias por compartirlos.
    Pregunta, sos radioaficionado?

    • Hola Sanla !

      Gracias a tí por estar con nosotros !
      La idea es esa amigo: Electrónica para entender, para razonar con terminos naturales que todos puedan comprender.

      Respuesta a tu pregunta: Sí, LU6DPP.
      Escibe esa licencia en Google o en QRZ.com y encontrarás toda mi info como radioaficionado.

      Saludos ! 🙂

      • Mario:
        La verdad sigo mucho tus artículos, ahora estoy tratando de hacer algo con microcontroladores pero soy durisimo con la programacion.
        Con respecto la radioaficion, yo tambien soy LU, pero hace rato tengo la estacion media abandonada, pero me esta agarrando el bichito otra vez, asi que en cuelaquier momento pongo el VHF en condiciones… y en un futuro el HF tambien, ando con ganas de 80 mts

        Saludos y gracias nuevamente!
        QAP, QRV!

  5. Excelente artículo !! Me será muy útil.

    Ahora me pregunto si alguien tiene información sobre algo similar: controlar motores pequeños de C.A. monofásicos, 220v.

    Gracias!

  6. Excelente articulo, aqui vamos descubriendo paso a paso, como un rompecabezas, lo que se necesita para adentrarce en el mundo de la robotica. Con esto se puede controlar los motores de un CNC. Seria bueno una serie de articulos para diseñar un CNC hecho por NEOTEO, pues se que hay un reportaje de 2008 , pero lo remite a una pagina externa.

  7. Hola Sr. Mario(disculpe la formalidad pero no se como dirigirme a Ud.) soy un fiel lector de Neoteo, la verdad casio no posteo pero quiero decirle que me gustan mucho sus articulos y este es 1 Exelente articulo, no he podido hacer todos por falta de tiempo ya que estudio Ingeniebria en Electronica y Telecomunicaciones, pero me gustaria agradecerle ya que todos estos articulos que ha publicado me han ayudado para comprender mejor lo que estudio de hecho hasta me lusco con mis compañeros de clases por que luego se más que ellos.

    una pregunta no habra la posibilidad de que haga 1 articulo de como hacer una fuente conmutada que de entrada sea de110-220VAC y de salida 12 ó 20v Minimio ya que he estado buscando y en ningun lado encuentro informacion que me ayude.

    y este otro, no se si se podra hacer un cargador de pilas pero esta es una pila de 12V a 12Ah y la recargo con un transformador(con su respectivo puente de diodos y capacitor) pero me han dicho que si la sigo cargando asi voy a dañar la pila, me recomendaron que es mejor cargarla en tiempos(le meto voltaje, le qito el voltaje asi varias veces por seg.) para que no se caliente y se dañe la pila, a esto me surge una duda(y al mismo tiempo una idea) y se relaciona con este articulo, este transistor me podria servir como switch? para que la conecte a un pic y de esta forma controlar el tiempo de cargado de la pila y al mismo tiempo sensar el voltaje de lapila con el ADC del pic para que cuando este completamente cargada la pila se desconecte y asi no dañarla(porque varias veces se me ha olvidado desconectar el trsnformador jejeje), como ve cree que esto sea posible.

    gracias por todo y saludos desde México

    • Hola amigo !

      Es muy bueno que los artículos que publicamos aquí en NeoTeo te sean útiles. Gracias por tus comentarios !

      Respecto a la fuente conmutada que mencionas.
      Es posible construir fuentes conmutadas de manera muy sencilla, pero la gran mayoría de los lectores tendrían un gran problema que sería la obtención del transformador de conmutación correcto. La mayoría de las fuentes conmutadas que conocemos, (en un TV, un monitor, un ordenador, un DVD) vienen calculadas y diseñadas con un transformador de conmutación (chopper) muy específico y especialmente construído para ese diseño de fuente y no otro.
      Es muy difícil encontrar que un transformador de conmutación, por ejemplo de un TV, funcione en la fuente de alimentación de un ordenador o de un monitor.
      El resto de la electrónica es sencilla y no muy difícil de obtener en cualquier tienda de materiales pero los transformadores son el gran escollo a vencer cuando se hace un diseño de fuente conmutada que aspire a ser una construcción didáctica y popular.
      Habría que probar de ensayar con algún tipo de toroide de ferrite, pero estaríamos en el mismo problema, es decir, podrás conseguir el mismo diámetro o tamaño de toroide, pero al cambiar un poco las características de permeabilidad del ferrite empleado, la fuente no funcionaría correctamente y se rompería al poco tiempo.
      Además, trabajar con 220V directamente a la red es un riesgo y un error puede ser muy grave. Ese es otro de los factores que nos reprimen para hacer una fuente de ese tipo.
      De todos modos no descartes la idea que algún día aparezcamos con algo. Uno nunca sabe …

      El cargador de baterías.
      Concepto base: Las baterías y la temperatura son enemigas a muerte.
      Si la batería levanta mucha temperatura siempre que la cargas, terminarás destruyéndola antes que puedas aprovechar toda su vida útil. Lo elemental en la carga de una batería es la corriente a la que cargas la batería. Nunca debes superar el 10% de corriente nominal. Es decir, para la batería que mencionas, nunca debes cargarla a más de 1,2 Amperes de corriente. El tema de los tiempos que mencionas se refiere a una carga "pulsante" es decir, rectificando media onda y sin electrolíticos para enviar a la batería una corriente de carga pulsante.
      Para construir una llave de conmutación serie como mencionas, se utilizan MOSFET de canal P y el que usamos en este artículo es uno de canal N.
      El resto es todo correcto. Armar un temporizador con un PIC para no pasarte en tiempo y utilizar uno de sus ADC para monitorear la tensión y/o corriente de carga. Es un buen proyecto.
      Quizás pronto salgamos con un cargador de baterías con control de carga. Sería cuestión de armar el proyecto, llevarlo a la práctica, probar que funcione correctamente,escribir el artículo y finalmente trasladarlo hacia aquí.
      Tal vez pronto estemos con algo de eso.

      No dejes de seguir visitando NeoTeo.

      Saludos cordiales !

  8. Que tal mario.
    A que formas de onda de Vgs son a las que te refieres, esas que dices que si no se toman en cuenta se tendran calenamientos extraños en el mosfet, porque creo que estoy sufriendo esos calentamientos raros a los que te refieres.

    Digo en que parte de la hoja de especificaciones estan esas formas.

    Gracias.

    • Hola bam !

      En la figura 10b de la hoja de datos que menciono al final del artículo.
      El tiempo transcurrido en el que la resistencia interna del MOSFET no sea mínima, existe una disipación X de potencia. Tanto para activar la conducción, como para cortarla.
      La potencia disipada por el dispositivo será siempre Vds (Tensión entre Drain y Source) multiplicado por la corriente que circule por estos terminales. Cuando el transistor está al corte (sin conducir), la corriente que lo atraviesa es = 0 por lo tanto la potencia disipada es cero. Cuando se satura (conduce) la corriente Drain-Source es máxima pero la diferencia de potencial entre Drain y Source es mínima porque la resistencia Drain-Source se vuelve casi cero. Por lo tanto, la potencia disipada en este momento, también será mínima.
      Esto equivale a que el transistor levantará poca temperatura o una temperatura considerada "normal" de trabajo.
      Cuando existe una transición lenta desde el corte a la saturación y viceversa, la resistencia entre Drain y Source toma valores intermedios entre máximo y cero. En esos momentos la fórmula de corriente al cuadrado por la resistencia Darin-Source, te dará un valor alto de potencia disipada en calor. La sumatoria en el tiempo de esos "calores", te llevará a un embalamiento térmico muy peligroso.
      Por lo tanto, y resumiendo, si la señal de activación no es cuadrada "casi perfecta" con escalones bien definidos y rectos, y la resistencia Drain-Source no conmuta de máximo a mínimo en el menor tiempo posible, tendrás problemas de temperatura.

      Espero se haya entendido.
      Saludos !

  9. Hola Mario!
    Primero darte las gracias por este fabuloso articulo!
    Quería hacerte una pregunta.
    Quiero utilizar este circuito para cargar una batería. Se trataría de un regulador de carga MPPT para unas placas solares y con un algoritmo consigo el puto de máxima carga variando el voltaje. Principalmente la pregunta es si puedo utilizar este circuito para cargar una batería de automóvil donde está el motor en el circuito poner una batería.
    De nuevo gracias por el articulo.Gracias a otros articulos tuyos me quite el miedo de la electronica y he conseguido varias cosas interesantes.

  10. Gracias Sr. Mario por contestar, tengo otra pregunta cual transistor mos-fet canal P me recomienda para intentar hacer el cargador de la pila y si todo va bien ps intentare subir 1 video y como hacerlo para que ud. le de el visto bueno, otra duda como podria comunicarme con ud. de forma + directa(digo si se puede).

  11. A ver si me puedes contestar Mario, si conecto el positivo al borne de la batería y el borne negativo al MOS-FET seria correcto? Es una batería de plomo. Seguiría pudiendo regular el voltaje, no? O directamente no funcionaria?
    Espero tu respuesta ya que al ver tu articulo me emocioné, tengo parado un proyecto por dudas en la parte del mosfet. Tengo el algoritmo de carga de batería con sus respectivos estados, mido voltaje y amperaje de carga solo necesito saber como puedo conectar la bateria al mosfet.
    Muchas gracias,
    Jesús

  12. Hola, una pregunta.
    Para este circuito no habrá una caída de tensión de un par de voltios entre drain y source?
    Alguna manera subir la tensión en gate unos 4V para que conduzca al máximo?
    Gracias por el articulo, un 10

  13. Mil gracias tocayo por los contenidos que publicas, haces que mi incursión en el mundo de la electrónica sea menos doloroza de lo que venia siendo hasta ahora.
    He montado el circuito que propones, pero tengo 2 pequeños problema. El primero, es que al principio añadi un diodo led entre la salida de un Arduino y la resistencia de 4K7 simplemente para ver que funcionaba la salida que habia escogido, y la cosa funciono casi a la perfección (menos por el ruido del motor a bajas revoluciones, que es mi segundo problema). La cosa es que cuando estaba dando saltos de alegria porque funcionaba perfectamente, me da por quitarle el diodo y para mi sorpresa el motor siempre está en marcha, estoy usando un potenciometro que leo desde el arduino, y con el valor minimo el motor ya va bastante rapido y segun giro el potenciometro aumenta un poco la velocidad. Con el diodo led, funciona perfectamente, al minimo no funciona el motor y segun voy girando la velocidad va aumentando gradualmente, hasta el máximo. En mi ignorancia yo pensé que estaria circulando demasiada corriente y al poner el diodo (que supongo que tendrá una pequeña resistencia) hace que circule menos. Pero mi teoria se fue al garete cuando en lugar de un Led puse una resistencia de 330R y todavia va mas rapido con el potenciometro al minimo. ¿Cual puede ser la explicación a lo que me está ocurriendo? Mi segundo problema es el del ruido que hace el motor a bajas revoluciones, pero con la emoción todavia no he tenido tiempo de buscar una solución, que supongo que la habrá.

    Un saludo y mil gracias

    Mario B.M.

  14. Muy buen articulo pero como no soy ducho en el tema y me sono lo de la CNC te pregunto puedo armar un control para un motor paso a paso Bi-Polar que consume 24 voltios y 3 amperios de modo permanente con estos IRFZ44N sin ningun problema????

  15. usarias 4 mosfets y sin pwm , sino con estados logicos del microcontrolador que usas,,
    Una pregunta, se pueden juntar el puente h (cambio de giro ) y control de velocidad en unosolo o al menos ponerlos en serie para que cumplan esas dos funciones??
    porque el pwm no cambia el giro o si??

  16. Antes que nada que buen articulo, ah aclarado casi la mayoria de mis dudas.

    Pero aun me queda una, espero que me puedan ayudar, en el articulo menciona que para un mayor desempeño del IRFZ44N el voltaje aplicado a la compuerta debe ser arriba de los 4V que establece la hoja de datos. Pero para mi diseño caigo exactamente en pulsos de 4V, ¿por que elegir una resistencia entre los 5 y 2.2 ohms?, que esto no genera una corriente 800 mA y 1.8A respectivamente. Esto es para el caso particular de 4V, pero en general como se debe establecer la resitencia de la compuerta.

    Gracias.

  17. Hola amigo, excelente tu articulo pero mira lo montamos en la protoboard y este no funciono, se quedaba pegado 12v, usted me podria ayudar…..con otro circuito inversor de giro para 12v a 25Aamperios….

    Gracias

  18. estimado Mario, excelente el articulo no dejes de escribir este tipo de notas. Ahora viene la pregunta, si yo quiero alimentar nada mas que led, de alto consumo por ejemplo de 3 w es decir (750ma) tendria que anular el fr307 y el c4? gracias estimado! excelente!

  19. Me gusto el artuculo es como dices, se puede usar cualquier transistor o tiristor. Cuando hago este tipo de practicas normalmente uso un transistor o un darligton con un mosfet no he hecho mucho pero me parecio un buena opcion. Aunque para "garantizar" una onda cuadrada no mas para señal despues del transistor pongo un comparador (sobretodo para "subir" el voltaje)

  20. Así me gustan las explicaciones, sencillas y claras, muchas gracias! Estoy por construir una silla de ruedas eléctrica y tengo la idea de utilizar como motor un burro de arranque de autos, el problema es que la mayoría está por encima de los 50 A, también me comentaron sobre los burros de motos, pero no pude encontrar las características. Seguiré buscando la forma, de todos modos el PWM lo usaría sí o sí. Si tiene alguna idea les agradezco. Repito muchas gracias por el artículo! Saludos!

  21. este circuito lo puedo utilizar para controlar un Mosfet de potencia de aproximadamente 330 amperios en voltaje de 48 voltios ? el codigo del mosfet es 328A1516BB pero yo no cuento con pic. si tienen un circuito que pueda controlar el PWM para el control de este dispositivo me ayudaria bastante. Gracias por su respuesta.

  22. este circuito lo puedo utilizar para controlar un Mosfet de potencia de aproximadamente 330 amperios en voltaje de 48 voltios ? el codigo del mosfet es 328A1516BB pero yo no cuento con pic. si tienen un circuito que pueda controlar el PWM para el control de este dispositivo me ayudaria bastante. Gracias por su respuesta.

  23. este circuito lo puedo utilizar para controlar un Mosfet de potencia de aproximadamente 330 amperios en voltaje de 48 voltios ? el codigo del mosfet es 328A1516BB pero yo no cuento con pic. si tienen un circuito que pueda controlar el PWM para el control de este dispositivo me ayudaria bastante. Gracias por su respuesta.

  24. este circuito lo puedo utilizar para controlar un Mosfet de potencia de aproximadamente 330 amperios en voltaje de 48 voltios ? el codigo del mosfet es 328A1516BB pero yo no cuento con pic. si tienen un circuito que pueda controlar el PWM para el control de este dispositivo me ayudaria bastante. Gracias por su respuesta.

  25. este circuito lo puedo utilizar para controlar un Mosfet de potencia de aproximadamente 330 amperios en voltaje de 48 voltios ? el codigo del mosfet es 328A1516BB pero yo no cuento con pic. si tienen un circuito que pueda controlar el PWM para el control de este dispositivo me ayudaria bastante. Gracias por su respuesta.

  26. este circuito lo puedo utilizar para controlar un Mosfet de potencia de aproximadamente 330 amperios en voltaje de 48 voltios ? el codigo del mosfet es 328A1516BB pero yo no cuento con pic. si tienen un circuito que pueda controlar el PWM para el control de este dispositivo me ayudaria bastante. Gracias por su respuesta.

  27. Hola buen tutorial, pero qusiera saber si talvez tienes algun diseño para un puente h de potencia, para manejar un warbot… Te lo agradeceria

  28. Excelente arículo, si señor. Me ha sido realmente util para resolver algunas dudas que me han surgido al realizar mi proyecto de un mando para slot por PWM. Gracias Mario

  29. Hola Sr. Mario Sacco, antes que nada lo saludo cordialmente y le agradezco por éste artículo tan bien explicado; le escribo para preguntarle ¿cómo se mide éste transistor? , ya que tengo un UPS que tiene 5 de éstos transistores, y no está funcionando el equipò,(o sea que no estabiliza la tensión y como que quiere encender pero no lo hace, emitiendo un "biip" al apagarse).
    Espero con ancias su respuesta. Gracias.

  30. este articulo es perfecto para los q nos iniciamos en la electronica muy detallado y didactico gracias justo lo q necesitaba para mi pwm 1000 pts

  31. Estoy utilizando esos transistores en la etapa de potencia de un PWM para manejar una celda seca y generar gas hidroxido ( HHO) , pero me crea un ruido o zumbido molesto sobre el equipo de sonido de mi carro.
    Como elimino esa interferencia?
    Gracias
    Hugo Prado
    email : pradohugo@gmail.com

  32. nececito un MOSFET para controlar un motor de CD de 120 volts, use un irf251 pero se quemó, mi duda es si el irfz44n lo pordrá resistir

    gracias de antemano

  33. hola man… t esplico.. yo tengo una potencia mega star de 2200w pico y de 4 canales… un dia estava escuchando musica al palo y empeso a salir umito.. cuando la destape me encontre de q los integrados irfz44n se reventaron los canvie pero cuando la conecto en cuestiones de segundos los transistores se calientan q dan calambre.. y estuve testiando la mayoria de los integrados y controladores y no estan en corto… estos integrados travajan a alta temperatura?? o hay algo mal en el sircuito…

    gracisa y disculpa mi ignorancia pasa q soy nuevo en la elctronia y me gusta arreglar las cosas x mi cuenta.. jaja

  34. hola man… t esplico.. yo tengo una potencia mega star de 2200w pico y de 4 canales… un dia estava escuchando musica al palo y empeso a salir umito.. cuando la destape me encontre de q los integrados irfz44n se reventaron los canvie pero cuando la conecto en cuestiones de segundos los transistores se calientan q dan calambre.. y estuve testiando la mayoria de los integrados y controladores y no estan en corto… estos integrados travajan a alta temperatura?? o hay algo mal en el sircuito…

    disculpa mi ignorancia pero soy nuevo en el campo de la elctronica

    y me gusta arreglar las cosas x mi cuenta jajaja…

  35. Este circuito ademas sirve para probar el funcionamiento de Inyectores Electrónicos que van en los Automóviles ,es una alternativa bastante buena simple y versátil ya que se puede simular el funcionamiento del automóvil a distintas revoluciones por minuto

  36. buena informacion…………estamos desarrollando un panel electronico de 400 leds por fila, de 6 metros de longitud, el problema que tenemos es el brillo de los leds a medida que se desplza el mensaje el brillo va disminuendo, segun aumenta la carga , antes usamos el tip42, ahora vere como nos va con tu diseño….
    GRACIAS

  37. como haces el calculo de la resistencia R20, eso predomina en la salida de la corriente de carga……?
    me podrias brindar la ecuacion para el calculo de R20…..
    GRACIAS

  38. hola,
    que modificaciones habria que hacerle al circuito de arriba para dimear leds en vez de regular un motor? es que me interesa este circuito para entrarle una señal pwm de arduino y controlar el amanecer y atardecer en una pantalla de leds para un acuario y esto loco buscando algo que me valga y este mosfet parece ser la panacea…

    un saludo y gracias de antemano.

  39. Cordial saludo Mario, excelente artículo y le admiro la redacción. Le tengo una pregunta:

    Resulta que necesito conseguir un MOSFET (pequeño y sencillo, por ejemplo de montura superficial) con un Vgs(th) mínimo de 2V, que me permita una alimentación Vds de 5 V y otro MOSFET con un Vgs(th) mínimo de 2V, que me permita una alimentación Vds de 2 a 3 V.

    Inmensa sería la ayuda y el agradecimiento pues llevo más de un mes buscándolos.

    Slds,

    Alberto Carbonó Arévalo

  40. Hola! estoy por armar este circuito y tengo DOS dudas: ¿Que pasa si en ves de alimentarlo con 12Volts lo alimento con 5volts? (Segun el datasheet del IRFZ44N la tension minima del gate y de DS es de 4,5volts, se que estoy al limite y podria no funcionar). Otra duda es ¿En caso de usar 5volts de alimentacion tengo que re-calcular las resistencias de los otros transistores?

  41. Hola! estoy por armar este circuito y tengo DOS dudas: ¿Que pasa si en ves de alimentarlo con 12Volts lo alimento con 5volts? (Segun el datasheet del IRFZ44N la tension minima del gate y de DS es de 4,5volts, se que estoy al limite y podria no funcionar). Otra duda es ¿En caso de usar 5volts de alimentacion tengo que re-calcular las resistencias de los otros transistores?

  42. Hola! estoy por armar este circuito y tengo DOS dudas: ¿Que pasa si en ves de alimentarlo con 12Volts lo alimento con 5volts? (Segun el datasheet del IRFZ44N la tension minima del gate y de DS es de 4,5volts, se que estoy al limite y podria no funcionar). Otra duda es ¿En caso de usar 5volts de alimentacion tengo que re-calcular las resistencias de los otros transistores?

  43. Exelente articulo, yo acabo de hacer uno utilizando un transistor darlington,NTE373, Y efectivamente a bajas velocidades se produce un sonido desagradable, voy a tratar de reducir las oscilaciones por segundo y vere desaparece este sonido,probare despues este famoso MOSFET a ver como me va, les mantendre informado.

  44. parece que ustedes no estan leyendo bien, ALBERTO CARBONO Y DANIEL,
    "si trabajamos siempre con 5 Volts, estaremos sobre el límite de activación del transistor, mientras que si trabajamos con mayor tensión sobre el Gate lograremos un mejor desempeño con menor disipación de calor al ofrecer menor resistencia a la circulación de corriente. MAYOR DESEMPEÑO esa es la palabra clave", va a trabajar pero no con un buen desempeño.

  45. Hola, habra manera de aprender desde cero el funcionamiento, las caracteristicas y aplicaciones de cada componente…???

    Al ver un diagrama esquematico no se interpretar su funcionamiento y
    me gustaria saberlo. Yo trabajo com Tecnico de electronica y puedo encontrar fallas checando con multimetro. Pero me siento mal al no poder interpretar un circuito.

    Pueden ayudarme…???

  46. Muchas gracias por la informacion!! muy buen articulo, hasta ahora no habia encontrado esta informacion bien explicita, clara y conscisa!

  47. hola comparto con todos las opiniones de agradcimiento por el articulo, muy bien que me ayudo a despejar muchas dudas y problemas por falta de informacion tan clara y esplicita.

  48. Dices que este dispositivo a 5v funcionaria al limite, cual seria para usar con esta tension de salida?

    y otra cosa el 555 tambien tiene eso de pwm, me podria olvidar de este transistor usando este integrado o quizas seria bueno usar los dos a la vez?

    Por ultimo yo quiero usar un led rgb el cual tiene 4 patillas,par poder ir bajandole la intensidad, alguien sabe de algun integrado que tenga para 3 pwm? porque encontre el 556 que son como dos 555 me faltaria implementar otro 555, y prefiero hacerlo con solo un integrado.

    Perdon por tanta pregunta y gracias por vuestro tiempo.

  49. Buenas! Dejo mi comentario luego de ver tu excelente POST y de paso te pregunto si tenes alguna informacion sobre el irfz44n siendo ulitizado en amplificadores de audio ya que necesito reparar un equipo que utiliza ese integrado. Tengo carbonizada una resitencia en la entrada de este integrado y no puedo saber de que valor es para reemplazarla, no consigo circuitos del equipo tampoco.
    Agradeceria tu ayuda, saludos!

  50. Tengo un inversor que usa este mismo IRFZ44N, lo estropee, ya que lo cambio, quiero ponerle mucha más potencia +- 500watts alimentado a 12volts y unos dampers adecuados, lo que quiero es sobredimencionarlos, ya que solo tiene oscilador doble T a etapa de potencia sin proteccion alguna. La idea es alimentar válvulas por lo cual necesito potencia y sin generar osciladores extras que se transforman en interferencias. Ademas no se me da lo digital, es una materia recursada y avandonada.

  51. yo tengo una duda estoy utilizando el IRF640 MOSFET sin embargo una vez que lo conecto esta entra en conduccion en ese mismo instante no respetando los pulsos que genero con el microcontrolador

    mi pregunta es la siguiente cual seria la correcta conexion del mosfet ya que no eh logrado que el mosfet deje de conducir incluso cuando los pulsos son igual a cer

    • Si utilizas una etapa de preamplificacion por ejemplo un bjt a la salida de tu pin pwm del arduino que a su vez conmute el mosfet debes darte cuenta que ahlra trabajarias en logica inversa cuando el bjt esta en corte tienes el gate del mosfet a mas vcc y cuandp saturas el bjt cierras el gate a masa por el emisor del bjt. Otro apunte las salidas de los pines de arduino son ttl en colector abierto(alta impedancia)a valor LOW, para poder poner a 0 un mosfet debes poner una resistencia de gran valor (kohms o Mohms)a masa en el terninal del gate si lo estas conectando directamente a la salida de tu arduino

  52. Muchas gracias por el artículo. Pretendo utilizarlo para el control de una luminaria led. ¿Sería posible resubir las imágenes o facilitarme el documento en PDF u otro formato?

    Muchas gracias. Un saludo.

  53. Gran articulo, mi intención es usarlo para reemplazar la batería del cochecito del niño que es de 6 voltios y poner una de 12 voltios para el mismo motor. Trabajando con el PWM al 50 % y no sobrepasando mucho este limite.

  54. hola buenas noches si quiero una carga de mayor amperaje como hasta 50A y voltaje de14V puedo conectar dos mosfet irfz44n, pero que otro diodo puedo instalar en paralelo al motor porq seria sobre dimencionar el circuito.. gracias espero la ayuda..

  55. Hola, excelente artículo, muy bien explicado todo, pero tengo algunas preguntas con respecto al circuito. Si para que el MOSFET T1 esté completamente en conducción se necesitan 10 V y se cuenta con una fuente de 12 V, ¿ es posible conectar un BJT NPN con una resistencia de colector y desde el colector del mismo conectar la puerta del MOSFET, para saturarlo mediante el pin del PIC ?, los pulsos activarían al MOSFET de forma contraria, pero se puede considerar en la programación. Además, ¿ Cuál es la función de T16, T15, T14 y el diodo conectados ?.

    Agradecería mucho su respuesta, ya que me interesa comenzar a trabajar con este tipo de aplicaciones, aunque la temperatura me ha jugado en contra en las aplicaciones que he realizado.

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