Motor DC - Transistor / Mosfet - Diseño

El circuito que obtuvo del video está incompleto: no muestra cómo controlar los transistores. Su suposición de que se pueden encender simplemente aplicando un voltaje es incorrecta.

Los transistores bipolares están diseñados para amplificar la corriente (una pequeña corriente que fluye de la base al emisor controla una corriente mucho mayor que fluye del colector al emisor). La unión Base-Emisor se comporta como un diodo, con una caída de tensión directa de alrededor de 0,6~0,8 V sobre el rango de corriente de funcionamiento del transistor. Esta caída de voltaje depende en gran medida de la temperatura, por lo que no se puede usar para controlar con precisión la corriente de base.

En su circuito, el emisor de Q2/Q4 está conectado a tierra, por lo que su base no puede superar mucho los 0,8 V (si logra elevarlo mucho más, ¡la base consumirá demasiada corriente y explotará!). Está utilizando el mismo voltaje para encender Q3/Q1, que también cae 0,6~0,8 V desde la base hasta el emisor, por lo que el voltaje resultante en el motor será prácticamente cero.

Estos problemas pueden eliminarse agregando resistencias en serie con las bases de Q2 y Q4, limitando la corriente de la base a un valor seguro y aumentando el voltaje de control que va a Q1/Q3.

Un problema menor con ambos circuitos es que la caída de voltaje Base-Emisor en Q1/Q3 aumenta la pérdida de energía en esos transistores y reduce el voltaje disponible para el motor. En un dispositivo de baja potencia, esta pérdida puede ser aceptable, pero se puede eliminar fácilmente usando transistores PNP (encendidos por la misma corriente de base que Q4/Q2).

En esta configuración complementaria, el interruptor se puede reemplazar con otro transistor que se enciende con un voltaje más bajo (mientras que al usar transistores NPN se requiere el voltaje de alimentación total del motor). El siguiente circuito muestra cómo hacerlo con un interruptor o un transistor.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Este circuito de puente básico es funcional, pero no completamente seguro. Nunca debe encender ambas direcciones al mismo tiempo, ya que la corriente pasaría por alto el motor y se dispararía directamente a través de los transistores. Se debe utilizar algún tipo de enclavamiento de seguridad (p. ej., interruptor de palanca, función lógica) para evitar esto.

Los motores eléctricos de CC a menudo tienen una alta inductancia, lo que induce picos de voltaje cuando el motor está apagado. Para proteger los transistores, debe colocar un diodo con polarización inversa en cada unión de colector/emisor (los MOSFET no necesitan esto porque ya tienen un diodo de cuerpo interno).