微控制器驱动的 N 沟道 MOSFET 电压行为

电器工程 Arduino 引领 场效应管
2022-01-12 06:22:53

正如在这个 LTSpice 模型中看到的那样,我正在尝试使用2N7002 N 沟道 MOSFET 和来自 Arduino 的 5V 控制信号来控制连接到 7.5 电压源的白色 LED (3.6 Vf @ 20 mA)。

在此处输入图像描述

鉴于我的栅极电压是来自微控制器的 5V,我期待 MOSFET 基本上充当开关。通过查看 2N7002 的图表,假设所需电流为 20mA,Vgs 为 5V,我预计晶体管两端的电压降接近于零,因此源电压约为 7.5V。

然而,从仿真图中可以看出,晶体管两端的电压实际上相当大,因此源极电压仅为~3V(与预期的~7.5V相反)。

在此处输入图像描述

当我对该电路进行面包板测试时,我得到了相同的结果,源电压约为 3V。

谁能解释为什么 MOSFET 的源极电压远低于预期?谁能推荐一个晶体管,它可以有效地让我在这种情况下创建一个开关来使用 5V 信号和 7.5V 电源来驱动白色 LED?

2个回答

将负载置于 7.5 伏电源和 MOSFET 漏极之间,您将获得类似开关的行为。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

在您当前的布局中,源是浮动的,具体取决于通过 LED 和电阻器的电流。因此,Vgs 不是您假设的 0 到 5 伏,而是低得多,具体取决于 Source 在某个时间点浮动到的位置。

当给定来自 Arduino 的正信号时,“开关”需要导通,从而将其漏极节点接地(或靠近它),从而在 LED + R3 上表达所需的 ~7 伏特。

只是添加到前面的评论中,您可以使用您提供的安排来控制您的 LED,但您需要使用 P 通道 MOSFET。