Elegir y sesgar un MOSFET controlado por un microcontrolador, ¿importa la corriente?

Necesito ayuda para elegir un MOSFET para el circuito que describí aquí , que diseñé originalmente usando un BJT pero decidí que los FET tienen más sentido en este caso.

El FET será controlado por un PIC24 que envía una lógica alta o lógica baja al FET. Sé que los FET son dispositivos controlados por voltaje, pero me pregunto si también se necesita una corriente mínima para encender el FET.

Si es así, ¿es necesario que el FET esté sesgado para que el PIC24 pueda generar suficiente corriente para encender el FET?

Tampoco estoy muy familiarizado con los FET de sesgo, por lo que también tengo curiosidad por los FET pre-sesgados internamente, pero son algo difíciles de encontrar en Google. ¿Podría recomendarme algún otro recurso?

La compuerta de un FET tiene una resistencia casi infinita, pero algo de capacitancia parásita. Lo que esto significa es que hay 0 consumo de corriente CC cuando está encendido o apagado, pero se requiere algo de corriente para cambiar entre los estados. Los FET de corriente más grande y más alta tienden a tener capacidades parásitas más altas y, por lo tanto, requieren más potencia para encenderse o apagarse.

La corriente requerida para cambiar es generalmente muy baja, y a menos que esté cambiando a alta velocidad (cientos de kilohercios y más) o su FET sea muy grande, podrá manejarlo directamente desde su microcontrolador.

Lo importante a considerar al elegir un FET para este propósito no es la polarización, sino el voltaje del umbral de la puerta. Asegúrese de que el voltaje umbral del FET seleccionado sea lo suficientemente bajo para que su microcontrolador pueda encenderlo por completo. No confíe en la figura en la tabla de la hoja de datos, esto a menudo se cita para corrientes muy bajas. En su lugar, verifique el gráfico de voltaje de compuerta vs fuente / corriente de drenaje, y asegúrese de que con el alto voltaje lógico de su microcontrolador, el FET podrá conducir la cantidad de corriente deseada.

El circuito al que se refirió no funcionará muy bien, independientemente de si usa un transistor bipoalr o un MOSFET. Esto se debe a que está tratando de hacer el control High-Side con un dispositivo NPN o N-channel.

Debido a que está trabajando con un panel solar, tiene dos opciones: regulador de derivación o regulador de serie.

Un regulador de derivación hace uso de una propiedad de los paneles solares: funcionan como una fuente de corriente. Es decir: para una cantidad dada de insolación (la cantidad de luz solar que llega al panel), la corriente permanece aproximadamente igual a la variación del voltaje del terminal. Un panel solar generalmente puede funcionar con un cortocircuito directo en sus cables de salida sin ningún daño.

La ventaja de un regulador de derivación es que el cable negativo del panel se puede conectar a la tierra del circuito y aún así permite el uso de un transistor NPN o MOSFET de canal N para proporcionar el corto a través del panel. Obviamente, hay un diodo en serie desde la unión del panel solar (+) / transistor a la batería. Este diodo es necesario de todos modos para que el panel solar no descargue la batería cuando los niveles de luz son bajos.

Debido a que el regulador de derivación tiene que disipar toda la energía no deseada como calor, la configuración más común del regulador de derivación es el controlador "bang-bang". Aquí es donde la derivación está completamente APAGADA (permitiendo la máxima corriente de carga posible) o completamente ENCENDIDA (el panel solar está en cortocircuito, lo que resulta en NO corriente de carga). Esto da como resultado un calor mínimo en el dispositivo de conmutación. Muchos controladores de carga solar económicos funcionan de esta manera.

La otra opción es un regulador en serie. Ahora debe elegir: puede usar transistores bipolares NPN o MOSFET de canal N como elemento de paso, PERO debe controlar el cable negativo del panel solar. En otras palabras, el cable positivo del panel solar se conecta directamente al terminal de la batería (+) (a través de un diodo en serie si es necesario). El cable negativo del panel solar se conecta al drenaje del MOSFET de canal N, con el terminal fuente del MOSFET yendo a tierra del circuito.

Menciono que el diodo en serie en el cable (+) del panel solar podría ser opcional. Esto se debe a que puede no ser necesario porque puede apagar el transistor / MOSFET cuando la carga no es posible debido a que no hay suficiente luz en el panel.

Si desea utilizar un MOSFET de canal N controlado por un microcontrolador, mi parte "preferida" para la conmutación de CC de baja tensión y media corriente es el IRF3708. 30V, 62A continuo, 0.012 Ohms Rds encendido. Conduzca la puerta con una resistencia de 47 ohmios montada lo más cerca posible de la puerta.