ไมโครคอนโทรลเลอร์ขับเคลื่อนพฤติกรรมแรงดัน N-Channel MOSFET

10

ดังที่เห็นในรูปแบบ LTSpice นี้ฉันพยายามควบคุม LED สีขาว (3.6 Vf @ 20 mA) ที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 7.5 ด้วยMOSFET 2N7002 N-channel MOSFET และสัญญาณควบคุม 5V จาก Arduino

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เนื่องจากแรงดันเกตของฉันคือ 5V จากไมโครคอนโทรลเลอร์ฉันจึงคาดหวังว่า MOSFET จะทำหน้าที่เป็นสวิตช์ โดยการดูกราฟสำหรับ 2N7002 เนื่องจากกระแสที่ต้องการคือ 20mA และ Vgs คือ 5V ฉันคาดว่าแรงดันตกคร่อมของทรานซิสเตอร์ใกล้กับศูนย์เช่นแรงดันแหล่งที่มาคือ 7.5V

อย่างไรก็ตามตามที่เห็นในกราฟการจำลองความต่างศักย์คร่อมทรานซิสเตอร์นั้นมีขนาดใหญ่มากจริง ๆ แล้วแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดนั้นมีเพียง ~ 3V (ตรงข้ามกับที่คาดไว้ ~ 7.5V)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

เมื่อฉันทำแผงวงจรวงจรนี้ฉันได้รับผลลัพธ์เดียวกันแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดคือ ~ 3V

ใครสามารถอธิบายได้ว่าทำไมแรงดันแหล่งที่มาของ MOSFET ต่ำกว่าที่คาดไว้มาก และใครก็ได้โปรดแนะนำทรานซิสเตอร์ที่จะช่วยให้ฉันในสถานการณ์นี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในการสร้างสวิตช์เพื่อขับ LED สีขาวโดยใช้สัญญาณ 5V และกำลังไฟ 7.5V?

arduino led mosfet

— Andrew C
แหล่งที่มา

Vgsth ประมาณ 2.1 ถึง 2.5V @ Id = 0.25mA, ถ้าสมมติว่าเมื่อ LED ถูกส่งไปทาง Biassed, 3.5V จะปรากฏขึ้นทั่วและตัวต้านทาน 200Ohms 20mA * 200 = 4V (แรงดันที่เกิดขึ้นจริงที่กระแสข้างหน้าจะได้รับจาก LED . มีปัญหาบางอย่างกับวงจร เชื่อมต่อแหล่งที่มากับ GND และออกแบบให้สอดคล้องกัน

— user19579

10

วางโหลดระหว่างแหล่งจ่าย 7.5 โวลต์และท่อระบายน้ำ MOSFET และคุณจะได้รับพฤติกรรมเหมือนสวิตช์

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ในเค้าโครงปัจจุบันของคุณแหล่งที่มาจะลอยขึ้นอยู่กับกระแสผ่าน LED และตัวต้านทาน ดังนั้น Vgs ไม่ใช่ 0 ถึง 5 โวลต์ตามที่คุณคาดการณ์ แต่ต่ำกว่ามากขึ้นอยู่กับว่าแหล่งใดลอยอยู่ ณ จุดใดเวลาหนึ่ง

สิ่งที่จำเป็นสำหรับ "สวิตช์" ที่จะดำเนินการเมื่อได้รับสัญญาณเชิงบวกจาก Arduino จึงดึงโหนดของ Drain ไปที่พื้น (หรือใกล้กับมัน) ดังนั้นจึงแสดงความต้องการ ~ 7 Volts ทั่ว LED + R3

— Anindo Ghosh
แหล่งที่มา

1

ดังนั้นจุดสำคัญคือ FET นั้นถูกควบคุมโดยแรงดันไฟฟ้าระหว่างแหล่งจ่ายไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าระหว่างแหล่งจ่ายกับพื้น

— Peter Bennett

1

เพียงเพิ่มความคิดเห็นก่อนหน้านี้คุณสามารถควบคุมนำของคุณด้วยข้อตกลงที่คุณให้ไว้ แต่คุณจะต้องใช้ Mosfet แชนเนล P

— BeB00
แหล่งที่มา

ใช่ แต่ OP ควรตระหนักว่าเขาจำเป็นต้องใช้ตรรกะเชิงลบในกรณีนี้เช่นถ้า GPIO เป็น 0 LED จะเปิดและกลับกัน หรือเขาสามารถควบคุม NPN BJT หรือ NMOS ที่ควบคุม PMOS เพื่อรักษาตรรกะในเชิงบวก .. แต่ตอนนี้เรากำลังเพิ่มวงจรจำนวนมากสำหรับสวิตช์ LED ที่เรียบง่าย

— Jim