Управляемое микроконтроллером поведение напряжения N-канального MOSFET

10

Как видно из этой модели LTSpice, я пытаюсь управлять белым светодиодом (3,6 В при 20 мА), подключенным к источнику напряжения 7,5 с 2 -канальным полевым МОП-транзистором 2N7002 и управляющим сигналом 5 В от Arduino.

введите описание изображения здесь

Учитывая, что напряжение моего затвора составляет 5 В от микроконтроллера, я ожидал, что МОП-транзистор в основном будет действовать как переключатель. Глядя на график для 2N7002, учитывая, что требуемый ток составляет 20 мА, а Vgs - 5 В, я ожидал падение напряжения на транзисторе, близкое к нулю, так что напряжение источника составляло ~ 7,5 В.

Однако, как видно из графика моделирования, напряжение на транзисторе на самом деле довольно большое, так что напряжение источника составляет всего ~ 3 В (в отличие от ожидаемых ~ 7,5 В).

введите описание изображения здесь

Когда я взялся за эту схему, я получил тот же результат, напряжение источника ~ 3 В.

Кто-нибудь может объяснить, почему напряжение источника MOSFET намного ниже, чем ожидалось? И может ли кто-нибудь порекомендовать транзистор, который позволил бы мне эффективно в этой ситуации создать переключатель для управления белым светодиодом с использованием сигнала 5 В и источника питания 7,5 В?

arduino led mosfet

— Андрей С
источник

Значение Vgsth составляет примерно 2,1-2,5 В при Id = 0,25 мА. Если предположить, что при прямом смещении светодиода, на нем появится 3,5 В и на резисторе 200 Ом сопротивление 20 мА * 200 = 4 В (фактическое напряжение при данном прямом токе будет получено из характеристик светодиода) , Существует некоторая проблема со схемой. Подключите источник к GND и спроектируйте соответственно.

— user19579

10

Поместите нагрузку между источником питания 7,5 В и стоком MOSFET, и вы получите поведение переключателя.

схематический

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

В вашей текущей схеме источник плавающий в зависимости от тока через светодиод и резистор. Следовательно, Vgs не 0 - 5 Вольт, как вы предполагали, но намного ниже, в зависимости от того, куда источник перемещен в определенный момент времени.

Необходимо, чтобы «переключатель» проводил при подаче положительного сигнала от Arduino, тем самым подтягивая его сливной узел на землю (или близко к нему), тем самым выражая желаемые ~ 7 Вольт на LED + R3.

— Аниндо Гош
источник

1

Тогда важным моментом здесь является то, что полевой транзистор управляется напряжением между затвором и источником, а не напряжением между затвором и землей.

— Питер Беннетт

1

Просто чтобы добавить к предыдущему комментарию, вы можете управлять своим светодиодом с помощью предоставленной вами договоренности, но вам нужно будет использовать Mosfet P-канала.

— BeB00
источник

Да, но ОП должен понимать, что ему нужно будет использовать отрицательную логику в этом случае, то есть, если GPIO равен 0, светодиод будет включен, и наоборот. Или он мог бы управлять NPN BJT или NMOS, который контролирует PMOS, чтобы сохранять логику положительной. Но теперь мы добавляем множество схем для простого светодиодного переключателя.

— Джим