Transistores Pmos como Interruptor Electrónico - Análisis
Un transistor PMOS es la encarnación de esta nueva era en el diseño de circuitos electrónicos y ha visto un aumento en su adopción en los últimos años. Lee este artículo para conocer sobre los interruptores de transistores PMOS, sus ventajas y desventajas al ser utilizados como interruptores, sus aplicaciones y también cómo se utilizan en circuitos lógicos digitales con una comparación con otros tipos en cuanto a eficiencia en el conmutado.
Cómo usar transistores PMOS como Interruptores en el Diseño de Circuitos
Un Transistor de Efecto de Campo de Óxido Metálico de Canal P (transistor PMOS) depende de un voltaje positivo para funcionar y tiene tres terminales: fuente, drenaje y puerta. Este es un transistor NMOS, así que conduce un nivel de voltaje según las especificaciones y cuando aplicamos un voltaje en la terminal de puerta, el PMOS se apaga permitiendo que la corriente fluya del drenaje a la fuente. Si se elimina el voltaje (lógico 0) de su puerta, entonces se enciende y no fluye corriente. Esto hace que los transistores PMOS sean muy buenos como interruptores en el diseño de circuitos.
Uso de un transistor pmos como interruptor: Para usar el pmos eficazmente como un interruptor, conecte la alimentación al drenador y la carga en la fuente. La puerta se conecta luego a un circuito de control que cambiará el transistor entre encendido y apagado dependiendo de la señal requerida. Así, el flujo de corriente a la carga puede ser controlado estableciendo diferentes estados de encendido y apagado del transistor pmos fácilmente mediante el voltaje de la puerta.
El bajo consumo de energía de los transistores pmos utilizados como interruptores es una gran ventaja. Dado que los transistores son dispositivos controlados por voltaje, prácticamente no necesitan corriente para mantenerse en un estado u otro, lo que hace que esta tecnología sea atractiva para equipos alimentados por batería y circuitos de bajo consumo. También cuentan con una baja caída de voltaje y una alta velocidad de conmutación, lo cual es ideal para conducir convertidores resonantes con frecuencias de conmutación de hasta 2 MHz.
Sin embargo, los transistores pmos utilizados como interruptores (apagar la energía) tienen desventajas. Esas limitaciones pueden impedirles soportar niveles de voltaje más altos debido a las limitaciones en su rango de voltaje operativo. Además, los transistores PMOS tienen una alta resistencia encendida, por lo que si no se usan correctamente habrá una significativa disipación de potencia y posibles problemas de calentamiento.
En electrónica, los transistores PMOS se encuentran comúnmente en múltiples aplicaciones
Los transistores Pmos se utilizan en muchas aplicaciones a gran escala en los circuitos electrónicos, incluyendo interruptores de alta velocidad y regulación de voltaje o incluso gestión de energía. Uno de los casos de uso más comunes de los transistores de tipo Pmos es para conmutar una señal (como audio) encendiendo y apagando en amplificadores de audio para que puedan ser amplificados.
Los Transistores de Efecto de Campo de Semiconductores de Óxido Metálico de Canal P (PMOS) también se encuentran comúnmente en la regulación de voltaje, sirviendo como reguladores de bajo dropout que ajustan el flujo de corriente hacia una carga para mantener voltajes de salida constantes. En los sistemas de gestión de energía, los transistores Pmos también se utilizan para regular el suministro de energía a varios componentes del circuito, lo que previene daños y conserva una cantidad significativa de energía eléctrica.
Los transistores Pmos son uno de los elementos más utilizados en la circuitería lógica digital, además de la tecnología de semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS). En circuitos lógicos digitales, los transistores Pmos actúan como resistencias de tiraje para las puertas lógicas en esas aplicaciones, mientras que el tipo Nmos sirve de forma equivalente para tirar hacia abajo.
Ellos determinan el estado de conducción de los transistores Pmos, los cuales son controlados encendiéndolos o apagándolos con una señal binaria. Si el voltaje de entrada es bajo, entonces fluirá corriente hacia GND a través del PMOS q1 y elevará el nodo vout. Con un voltaje de entrada alto, el transistor Pmos está apagado y el transistor Nmos puede tirar hacia abajo la salida. Estos procedimientos garantizan el encendido preciso de circuitos lógicos digitales.
Comparar transistores pmos con otros interruptores como transistores de unión bipolar (BJT) y nmos no proporciona un contraste claro en el rendimiento, pero cuando se comparan con un pmos, muestran sus ventajas. Bajo consumo de energía y caída de voltaje, adecuados para dispositivos alimentados por batería así como para aplicaciones de conmutación de alta frecuencia.
Además, debido a que los transistores pmos conmutan muy rápido y pueden transportar cargas de corriente elevadas sin producir mucho calor, se utilizan en las aplicaciones de conmutación más rápida y potente donde realmente importa la eficiencia.
Así que, en resumen, hablamos sobre cómo los transistores pmos son dispositivos importantes en el diseño de circuitos y su uso como interruptores está presente en todas partes en electrónica. Los diseñadores de circuitos pueden elegir el interruptor correcto para sus aplicaciones comprendiendo cómo funcionan los transistores pmos como interruptores, las ventajas y desventajas de usarlos en operación de conmutación, áreas de uso típicas en electrónica debido a estas pros y contras, su papel en circuitos lógicos digitales, y cuándo comparar opciones. Este concepto fundamental de los transistores pmos debe ser aceptado como vinculante y no puede romperse, independientemente de lo avanzada que sea la tecnología.
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