Differentiating data, information and knowledge in the context of

Figura 3

Figura 4

El resistor de salida R1 no requiere ajuste por tratarse de un resistor de pull-up ya que el comparador tiene una salida a colector abierto que admite hasta un valor de 1kΩ aproximadamente con 5V de fuente y 680 Ohm con una fuente de 3,3V.

El valor de R7 podría ser el que tenía el circuito si es que tenía un resistor de pull-up (salida a colector abierto) pero podría no tenerlo si es una salida del tipo “totem pole”. Si lo tiene se lo puede variar para lograr el mayor rango posible de tensiones de salida con el micro defec- tuoso, y recién después realizar el cálculo.

CONCLUSIONES

Esperamos haberlo iniciado en la “ingeniería de ser- vice” que lo capacite para modificar circuitos cuando no queda otra salida. Le estamos brindando los secretos de nuestro laboratorio para lograr reparaciones milagro- sas. Lo hacemos con la seguridad de que será bien empleado en esta época de crisis mundial donde la idea es recuperar todo y no tirar nada.

Este tema no queda aquí. Hoy le dimos las ideas para hacer una muleta que opere con una señal per- manente alta/baja. Pero el concepto se puede extender a señales rectangulares muy fácilmente.

En próximas ediciones probablemente le entregue- mos la continuación de este artículo conteniendo esa información.

Por ejemplo, por un terminal del puerto de salida de un microprocesador puede salir tanto una señal perma- nente como una alterna o una señal de datos. Todas pueden ser amplificadas con el mismo circuito que no difiere mucho del empleado para señales permanentes razón por la cual, vale la pena explicar cómo proceder cuando hay problemas con las salidas de los micropro- cesadores que entregan señales de datos.

Mientras tanto le pedimos que no se asuste con las cuentitas que realizamos en este artículo. Créame que con un poco de práctica es algo que Ud. podrá domi- nar a la perfección. Practique y lea el artículo varias veces hasta que le queden grabados los procedimien- tos y si hay algo que no entiende lo invito a escribirme un correo. ☺

Técnico

Reparador

T

TÉCNICOÉCNICO

RREPEPARADORARADOR

INTRODUCCIÓN

Los requerimientos de mayor velocidad para el acceso a Intenet como así también el aumento de carga de trabajo en las unidades centrales de proceso se ha traducido en mayor consumo de energía por CPU y, a su vez, el aumento de la generación de calor.

Los MOSFET de potencia se utilizan principalmente en torno a las fuentes de energía de la CPU para redu- cir la resistencia que presenta el compo-

nente cuando la corriente eléctrica fluye (en el estado "encendido"), haciendo que sea más fácil el control de la generación de calor. Hoy en día se emplean conver- sores DC/DC para satisfacer esta demanda, tal como anuncian los depar- tamentos técnicos de las principales empresas. En la figura 1 se pueden apre- ciar los diagramas en bloque para las fuentes de alimentación de las placas madre de las computadoras modernas.

Los MOSFET de potencia de NEC

generan menos calor por la realización de una baja en la clasificación de su resistencia interna que llega casi a los 3MΩ para VGS = 10V, ubicándose en la parte supe- rior de la industria. Este logro fue posible gracias a la uti- lización de un proceso conocido como UMOS-4 en componentes 2SK3993, que están dirigidos al uso en fuentes de alimentación con conversores DC/DC utiliza- dos en las placas madre de las PC portátiles.

Para computadoras portátiles, que son fáciles de

La proliferación de Internet ha dado lugar a la demanda tanto de mayor rendimiento y veloci- dad como de poner una gran carga a los micro- procesadores, que son el corazón de las com- putadoras. Con el objeto de poder cumplir con estas demandas, sin aumentar el consumo y mantener en alto la relación señal-ruido, cada vez más se están empleando MOSFET de poten- cia diseñados específicamente para uso en sis- temas de cómputo. En esta nota explicamos bre- vemente el papel de estos semiconductores en las nuevas tecnologías.

POR: ING. FEDERICOPRADO

[email protected]

EL

PAPEL DE LOS

MOSFET DE

POTENCIA

EN LAS

NOTEBOOKS

Figura 1

transportar, los usuarios quieren baterías capaz de hacer funcionar sus computadoras portátiles durante largos períodos de tiempo y lo más livianas posible. Para prolongar la vida de tales baterías, es necesario disminuir la cantidad de energía consu- mida por estas portátiles y reducir la pérdida.

El consumo de energía puede ser controlado mediante la reducción de la corriente eléctrica, aumentando la resistencia interna de dichas bate- rías y el uso de MOSFET de potencia en los circuitos de la batería, permite obtener este resultado. En la figura 2 podemos ver el diagrama en bloque típico de una fuente de alimentación sugerido para com- putadoras portátiles. El uso de MOSFET de NEC del tipo PA2707GR en los circuitos de control de fuente permiten alargar el uso de las baterías debido a que su resistencia interna es superior a los 3,4MΩ, tal como sugieren las características mostradas en la figura 3. En estos componentes, se ha mejorado notable- mente el control de la compuerta (G)

y se logró disminuir la capacidad interna lo que redunda en una menor corriente de control y, por ende, mayor ahorro de energía. También se ha logrado una reducción en la gene- ración de calor con el uso de packs con disipadores de calor denomina- dos “difusores de calor”.

QUÉSON LOSMOSFET

Hay dos familias de transistores de efecto de campo: los JFET y los MOS- FET. Pese a que el concepto básico de los FET se conocía ya en 1930, estos dispositivos sólo empezaron a fabri- carse comercialmente a partir de la década de los 60. Y a partir de los 80 los transistores de tipo MOSFET han alcanzado una enorme popularidad. Comparados con los BJT, los transisto- res MOS ocupan menos espacio, es decir, dentro de un circuito integrado

puede incorporarse un número mayor. Además su pro- ceso de fabricación es también más simple. Además,

Técnico

Reparador

Figura 2

Figura 3

existe un gran número de funciones lógicas que pueden ser implementadas únicamente con transistores MOS (sin resistencias ni diodos). Esto ha hecho del transistor MOS el componente estrella de la electrónica digital. Hoy en día se han logrado mejorar las características de control de compuerta, permitiendo menor capacidad, mayor resis- tencia interna y mayor rendimiento con muy poca corriente de consumo.

CÓMOFUNCIONAN LOSMOSFET

MOSFET significa "FET de Metal Oxido Semiconductor" o FET de compuerta aislada, es un arreglo de cientos de transistores integrados en un sustrato de silicio. Cada uno entrega una parte a la corriente total.

Uno de los motivos que impulsó su desarrollo es que los transistores bipolares presentan limitaciones. Es un dis- positivo controlado por tensión, Es un dispositivo extrema- damente veloz en virtud a la pequeña corriente necesa- ria para estrangular o liberar el canal. Por esta facultad se los usa ampliamente en conmutación. Su velocidad per- mite diseñar etapas con grandes anchos de banda mini- mizando, así, lo que se denomina distorsión por fase.

La característica constructiva común a todos los tipos de transistor MOS es que el terminal de puerta (G) está

formado por una estructura de tipo Metal-Óxido- Semiconductor. El óxido es aislante, con lo que la corriente de puerta es prácticamente nula, mucho menor que en los JFET, por ello, los MOS se emplean para tratar señales de muy baja potencia.

Tiene una versión NPN y otra PNP. El NPN es llamado MOSFET de canal N (figura 4) y el PNP es llamado MOSFET de canal P (figura 5), En el MOSFET de canal N la parte "N" está conectado a la fuente (Source) y al drenaje (Drain). En el MOSFET de canal P la parte "P" está conec- tado a la fuente (Source) y al drenaje (Drain). Tanto en el MOSFET de canal N o el de canal P, cuando no se aplica tensión en la compuerta no hay flujo de corriente entre el drenaje (Drain) y la fuente (Source).

Vea la figura 6, para que circule corriente en un MOS- FET de canal N una tensión positiva se debe aplicar en la compuerta. Así los electrones del canal N de la fuente (Source) y el drenaje (Drain) son atraídos a la compuerta (Gate) y pasan por el canal P entre ellos.

El movimiento de estos electrones, crea las condicio- nes para que aparezca un puente para los electrones entre el drenaje y la fuente. La amplitud o anchura de este puente (y la cantidad de corriente) depende o es controlada por la tensión aplicada a la compuerta.

En el caso del MOSFET de canal P, se da una situación similar. Cuando se aplica una tensión negativa en la compuerta, los huecos (ausencia de electrones) del canal P del drenaje y de la fuente son atraídos hacia la compuerta y pasan a través del canal N que hay entre ellos, creando un puente entre drenaje y fuente. La amplitud o anchura del puente (y la cantidad de corriente) depende de la tensión aplicada a la com- puerta.

Debido a la delgada capa de óxido que hay entre la compuerta y el semiconductor, no hay corriente por la compuerta. La corriente que circula entre drenaje y