Comportement de la tension du transistor MOSFET à canal N entraîné par microcontrôleur

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Comme on le voit dans ce modèle LTSpice, j'essaie de contrôler une LED blanche (3,6 Vf @ 20 mA) connectée à une source de tension 7,5 avec un MOSFET 2N7002 à canal N et un signal de contrôle 5V provenant d'un Arduino.

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Étant donné que ma tension de grille est de 5 V à partir d'un microcontrôleur, je m'attendais à ce que le MOSFET agisse essentiellement comme un commutateur. En regardant le graphique du 2N7002, étant donné que le courant souhaité est de 20 mA et que le Vgs est de 5 V, je m'attendais à une chute de tension à travers le transistor de près de zéro, la tension source était de ~ 7,5 V.

Cependant, comme le montre le graphique de simulation, la tension aux bornes du transistor est en fait assez élevée, de sorte que la tension source n'est que de ~ 3 V (par opposition à la ~ 7,5 V attendue).

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Quand j'ai monté ce circuit, j'ai obtenu le même résultat, une tension de source de ~ 3V.

Quelqu'un peut-il expliquer pourquoi la tension source du MOSFET est beaucoup plus faible que prévu? Et quelqu'un peut-il s'il vous plaît recommander un transistor qui me permettrait effectivement dans cette situation de créer un interrupteur pour piloter la LED blanche avec l'utilisation d'un signal 5V et d'une alimentation 7,5V?

arduino led mosfet Andrew C
la source
Vgsth est d'environ 2,1 à 2,5 V @ Id = 0,25 mA, si l'on suppose que lorsque la LED est polarisée vers l'avant, 3,5 V apparaîtra à travers et à travers une résistance de 200 Ohms 20 mA * 200 = 4 V (la tension réelle à un courant direct donné proviendra des caractéristiques de la LED) . Il y a un problème avec le circuit. CONNEXION de la source à GND et conception en conséquence.
user19579

Réponses:

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Placez la charge entre l'alimentation 7,5 volts et le drain MOSFET, et vous obtiendrez un comportement de type interrupteur.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Dans votre configuration actuelle, la source flotte en fonction du courant passant par la LED et la résistance. Par conséquent, Vgs n'est pas de 0 à 5 Volts comme vous le supposiez, mais beaucoup plus faible, selon l'endroit où la source flotte à un moment donné.

Ce qu'il faut, c'est que le "commutateur" se conduise lorsqu'il reçoit un signal positif de l'Arduino, tirant ainsi son nœud de drain à la terre (ou près de lui), exprimant ainsi les ~ 7 Volts souhaités à travers la LED + R3.

Anindo Ghosh
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Ensuite, le point important ici est que le transistor FET est contrôlé par la tension grille-source, et non par la tension grille-terre.
Peter Bennett
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Juste pour ajouter au commentaire précédent, vous pouvez contrôler votre led avec l'arrangement que vous avez fourni, mais vous devrez utiliser un mosfet de canal P.

BeB00
la source
Oui, mais l'OP devrait se rendre compte qu'il aurait besoin d'utiliser une logique négative dans ce cas, c'est-à-dire que si le GPIO est à 0, la LED sera allumée et vice versa. Ou il pourrait contrôler un NPN BJT ou NMOS qui contrôle le PMOS pour garder la logique positive. Mais maintenant, nous ajoutons beaucoup de circuits pour un simple interrupteur LED.
Jim