Los MOSFETS y su funcionamiento
Dentro de los principales componentes de un PC están las
Para poder entender el papel que juegan estos transistores dentro de una
La fuente establece una corriente de 12 V, pero componentes como la CPU necesitan poco más de 1 voltio, y de forma muy estable, para funcionar correctamente. Los MOSFET se encargan de realizar esta tarea, ya que actúan como interruptores de conmutación que se encienden y apagan rápidamente para regular el voltaje, de forma dinámica, hasta conseguir la deseada. También evitan las fluctuaciones que pueden venir de la fuente de alimentación, que podrían provocar daños a los componentes.
Cada uno de estos funciona como un interruptor y su principio es el efecto de campo, ya que controla el flujo de corriente a través de una tensión aplicada en uno de sus componentes llamado Puerta (Gate).
Además de esta puerta, también cuentan con otros componentes principales como el drenador (Drain) y la fuente (Source), aunque a veces también se añade el cuerpo (Body). Para cumplir con su función, estos controlan el paso de corriente que hay entre dos de sus componentes, el drenador (Drain) y la fuente (Source), dependiendo de la tensión que se aplica en la puerta (Gate).
Digamos que la puerta es la encargada de abrir o cerrar el paso, y la corriente que hay entre el drenador y la fuente es el flujo que se detiene o pasa, según el funcionamiento del transistor.
Estos pueden funcionar en modo apagado (Mode Off) o en modo encendido (o Mode On). En el modo apagado no se produce conductividad cuando el voltaje no existe o es más pequeño que el establecido para su funcionamiento. en este caso se dice que el MOSFET está abierto, y por consiguiente no deja pasar la corriente entre el drenador y la fuente.
Si está funcionando en modo encendido sería al contrario. Si hay una tensión adecuada adaptada al tipo de transistor (de tipo N o tipo P que veremos en la siguiente sección), se crea el campo eléctrico necesario para que haya un canal conductor entre el drenador y la puerta, permitiendo el paso de la corriente. En este caso actúa como un interruptor cerrado.
Cuando está abierto no hay conductividad, por lo que la corriente no circula, si está cerrado la corriente puede circular, ya que hay conductividad.
Una vez explicado cómo funcionan, veamos los tipos que hay.
Dentro de los principales componentes de un PC están las placas base, elemento indispensable para su
Partiendo de que los MOSFET son un tipo de transistor, este puede tener varios modos de funcionamiento. Según hemos visto en el apartado anterior depende de si la puerta recibe una tensión positiva o negativa, aunque además también se diferencian si están siempre encendidos o apagados (este último es el más común).
Según esto el funcionamiento de los MOSFET está clasificado en dos criterios generales, por el tipo de canal o por el modo de operación. Además, pueden funcionar combinando estos dos criterios. Veamos en qué consisten y cómo se llaman.
MOSFET de canal N
En resumen, este permite formar un canal que deja pasar los electrones, o sea, las cargas negativas. Para dejar pasar las cargas negativas, la tensión aplicada a la puerta debe ser positiva respecto a la fuente. Cuando existe este voltaje positivo, los electrones van hacia la superficie del canal reduciendo así la resistencia que permite que la corriente pase del drenador a la fuente. Este tipo son los más usados en los VRM de las
MOSFET de canal P
Aquí el canal permite conducir mediante las cargas positivas aprovechando los huecos existentes. Al contrario que en los de canal N, aquí la tensión en la puerta debe ser negativa respecto a la fuente. Al aplicar esta tensión negativa los huecos se reducen creando un canal que permite pasar la corriente desde la fuente hasta el drenador, justo al contrario que con los de canal N. Estos son menos eficientes, pero más útiles a la hora de conmutar voltajes positivos sin necesidad de electrónica adicional.
MOSFET Enhancement Mode (o modo enriquecimiento)
Estos pueden ser de canal N o canal P, y son el modo más usado en los componentes electrónicos actuales, y por consiguiente también en las
MOSFET Depletion Mode (o modo agotamiento)
Este modo es el menos habitual, aunque aun se utilizan para algunos circuitos analógicos. Su funcionamiento es al contrario que los de modo enriquecimiento, donde habitualmente están encendidos. Cuando se aplica a la puerta una tensión opuesta a la que ya tiene, negativa en el caso del canal N o positiva en el canal P, esta se reduce cortando el paso de corriente que ya existía. De esta forma, su funcionamiento consiste en cortar la señal en vez de abrirle paso. Su utilidad se puede encontrar, por ejemplo, en circuitos de protección.
Su importancia en las placas base
Después de conocer qué son los MOSFET, su funcionamiento y los diferentes modos con los que puede trabajar, ahora veremos para qué sirven en las
Estos transistores tienen el papel esencial en los VRM de regular la energía que se suministra a la CPU. La fuente de alimentación aplica 12 V, y estos convierten estos 12 voltios en cantidades muy inferiores, entre 1 y algunos decimales más para que el procesador pueda funcionar correctamente. Además, también lo hacen de forma dinámica, consiguiendo aplicar a la CPU la demanda necesaria en cada momento, más cuando necesita mayor rendimiento y menor cuando está en reposo.
Para reducir los 12 V a la cantidad necesaria demandada por la CPU, se encienden y apagan muy rápido consiguiendo ajustar así el voltaje. Además, consiguen amortiguar las fluctuaciones de voltaje que puede llegar desde la fuente de alimentación, suministrando un voltaje estable para la CPU y otros componentes.
Otro elemento importante es el número de fases que compone los VRM en las
Una configuración de VRM fuerte también permite ofrecer mejores resultados a la hora de hacer overclocking, ya que podrán elevar la frecuencia del procesador aplicando más voltaje a demanda sin que este sufra de inestabilidad o eleve su temperatura considerablemente. Pero esto no quiere decir que los VRM, y por consiguiente los MOSFET, no deban contar con un buen sistema de disipación. Para poder mantener a temperatura los VRM en las
Otro de los factores que debemos tener en cuenta en cuanto a las fases se refiere, es que a veces las técnicas de marketing emplean fórmulas para hacernos creer que la configuración de los VRM es más fuerte de lo que realmente es. Cuando escuchamos que un VRM es de 14 fases, es posible que cuente con 14 fases reales, o que algunas hayan empleado un duplicador de señal que la comparten con otro componente. En este caso las 14 fases serían 7 reales duplicadas.
Las fases también pueden estar disponibles para la CPU y otros componentes, lo que habitualmente encontramos como 14+2, 14+2+1 o incluso 14+2+1+1 fases. La primera cifra se refiere a las fases disponibles para la CPU, mientras que el resto se dividen en otros componentes como pueden ser el SoC o la iGPU.
Actualmente, y sobre todo en las placas de gama media y alta, cada fase de los VRM cuenta con Driver MOSFET o lo que habitualmente conocemos como DrMOS. Esto significa que integra los dos tipos de alta y baja junto a su controlador. Así se permite un tipo más compacto a la vez que eficiente. DrMOS combina los de alta que conectan la línea de 12 v a la bobina del VRM, y también los de baja que conectan la bobina a tierra. Ambos suelen ser de canal N manejando alta tensión y corriente.
Sin los MOSFET no funcionaría tu PC
Como podemos ver, los MOSFET son un elemento muy importante dentro de las
Han evolucionado a lo largo de estos años, aunque su principio de funcionamiento es el mismo. Las placas modernas cuentan con DrMOS que son más eficientes, pequeños y duraderos, pero en su interior encontramos transistores de tipo MOSFET como los que se llevan usando desde hace ya algún tiempo.
Si vas a montar tu PC y quieres hacer overclocking, es mejor que busques una
Una buena elección de placa base incluye una buena combinación de VRM para que tu CPU pueda trabajar correctamente gracias a estos Transistores de Efecto de Campo de Metal Óxido Semiconductor, comunmente conocidos como MOSFET o DrMOS.
Fin del Artículo. ¡Cuéntanos algo en los Comentarios!
