Cómo comprobar un transistor MOSFET con el polímetro.

Hace poco, un conocido me contactó para que le echase una mano con un circuito controlador de temperatura por PWM, en el cual, el transistor mosfet de salida que controla una resistencia de calentamiento se ponía en cortocircuito y la resistencia no calentaba. Ya había cambiado el mosfet casi media docena de veces, siempre con el mismo resultado.

 

Figura 1.

El esquema del circuito es propietario y no puedo publicarlo, pero la figura 1 da idea de como es el circuito del que estoy hablando. Al menos la parte con problemas.

Lo primero que me hizo sospechar que esta persona estaba haciendo algo mal es que me dijese que con un mosfet en cortocircuito la resistencia no calentaba cuando debería suceder todo lo contrario. El mosfet en cortocircuito haría que la resistencia calentase al máximo sin posibilidad de controlarla mediante la señal PWM.

Le pedí ver el circuito, y una vez revisado, vimos que el problema era la fuente que alimenta a la resistencia y que todos los transistores mosfet que supuestamente estaban averiados, en realidad, estaban en buen estado.

Entonces, ¿por qué motivo se diagnosticaron tantos mosfet como averiados?

El primer motivo es que la persona que revisó los circuitos no es una persona experta en electrónica, y ni siquiera es su obligación reparar circuitos electrónicos, aunque lo intentó.

El segundo motivo es el no tener claro cuál es la estructura y el comportamiento de un transistor mosfet, y por eso cometió un error que ya he visto en otras ocasiones y que lleva a desechar transistores en buen estado pensando que están en cortocircuito.

A continuación voy a detallar los pasos que se siguieron para medir los transistores mosfet. Creo que así se entenderá mejor cuál fué el error cometido y cuál es la manera de medirlos.

Antes de pasar a la descripción de las medidas tenemos que tener en cuenta un par de detalles sobre los transistores mosfet:

• Si te fijas en el símbolo del mosfet de la figura 1, verás que en el interior del mosfet hay dibujado un diodo. No se trata de un diodo que el fabricante haya colocado ahí a propósito, si no de un componente que se forma por la propia estructura del transistor. Es un componente parásito.
• Este diodo no es el único componente parásito que aparece tras la fabricación del transistor, hay varios más y el que más nos interesa en este momento es la capacidad de la puerta del mosfet. Es decir, la puerta del mosfet se comporta de manera similar a como lo hace un condensador.
  

 

Midiendo el mosfet.

Figura 2.

Para ilustrar esta entrada hice uso de un transistor mosfet IRF1405 de canal N, y para las medidas utilicé un polímetro configurado en la función de medida de diodos.

 

Paso 1. En este primer paso, la medida se hizo colocando la sonda positiva del polímetro en el terminal de puerta del mosfet y la negativa en el drenador.

 

Hasta aquí, todo bien, el polímetro muestra que no hay conducción entre estos dos terminales.

Paso 2. Se hace una nueva medida cambiando la punta de prueba negativa a la fuente del mosfet.

Tal como esperábamos tampoco tenemos conducción entre puerta y fuente.

Paso 3. Se mueve la punta de prueba positiva al drenador del mosfet. De esta manera estamos comprobando si hay conducción entre drenador y fuente lo que indicaría que... ¿tenemos el mosfet en cortocircuito?

Como se ve en la imagen, parece que nuestro mosfet tiene en cortocircuito los terminales drenador y fuente. Lo parece, pero más adelante veremos que no es así.

Paso 4. Invertimos ambas sondas de prueba. Esta vez ponemos la sonda negativa en el drenador y la positiva en la fuente. Y parece que el cortocircuito sigue ahí.

Parece que el transistor está en cortocircuito, pero en realidad no lo está. ¿Qué es lo que sucede entonces?

Recuerda que anteriormente comentamos que la puerta del mosfet se comporta de manera similar a como lo hace un condensador.

Al realizar las medidas del paso 3 y/o 4, la tensión de medida del polímetro ha sido suficiente para polarizar y cargar la puerta del transistor. Y mientras la puerta mantenga esa carga tendremos conducción entre los terminales del drenador y la fuente.

En algunos transistores, la carga de la puerta puede permanecer durante bastante tiempo, el tiempo suficiente como para que alguien sin experiencia piense que el transistor está averiado.

La solución está en asegurarse, antes de realizar las medidas, que la puerta del transistor está descargada y para ello podemos hacer un cortocircuito entre los terminales puerta-drenador o puerta-fuente con un destornillador, unas pinzas o con la misma punta de la sonda del polímetro.

 

Si repetimos la medida del paso 3 con la puerta descargada veremos que nuestro transistor no está en cortocircuito.

 

Y si repetimos la medida del paso 4 ¿por qué obtenemos lectura? Porque en este caso estamos midiendo la tensión directa del diodo parásito, cuyo valor variará de un mosfet a otro.

Resumiendo.

• Cuando vayas a medir un transistor mosfet asegúrate que la puerta está descargada. Si es necesario, haz el cortocircuito para descargarla como se indicó anteriormente.
• Empieza midiendo entre los terminales de drenador y fuente en ambos sentidos y recuerda:
• En un sentido no obtendrás lectura.
• En el otro, leerás la tensión directa del diodo parásito.
• Con la sonda de prueba negativa en la puerta (polarización inversa, recuerda que hablamos de un mosfet con canal N) mide primero el drenador y después la fuente. No deberías obtener ninguna lectura.
• Con la sonda de prueba positiva en la puerta (polarización directa) mide primero el drenador y después la fuente. No deberías obtener ninguna lectura. Pero... ¡¡¡ Ojo !!! Tras estas medidas habrás vuelto a cargar la puerta del mosfet, por lo que si vuelves a medir entre drenador y fuente verás que hay conducción.

 

¿Y si estamos ante un transistor mosfet de canal P?

Las medidas se realizarán de manera similar pero teniendo en cuenta que la polarización es al revés que en un mosfet de canal N. Es decir, el transistor tendrá polarizada la puerta cuando sea la sonda de prueba negativa la que coloquemos en este terminal.