逻辑电平晶体管不切换

电器工程 逻辑级 场效应管
2022-01-23 18:15:32

我正在尝试使用晶体管从 Raspberry Pi (3B+) 驱动一盏灯,然后我选择了一个可以通过 3.3V 逻辑切换的灯。我发现FQP50N06L的最大 Vgs 阈值为 2.5V,所以它应该可以工作(对吗?)。这是我正在使用的电路:

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

灯的额定电流为 0.75A @ 5V,所以这个设置应该可以工作,但事实并非如此。如果我在门口使用 5V 电压,灯就会亮起,然后在 4.5V 左右变暗。

我怀疑我选择的 FET 不好,但在再次寻找另一个晶体管并发现电路错误之前,我会感谢其他人对此事的投入。

那么这里可能是什么问题呢?

编辑:是的,我忘记了“max Vgs threshold ”上的“threshold”这个词。

4个回答

如果灯真的是 0.75A @ 5V,那么它的电阻接近 7 欧姆(热时)。

2.5V 的 Vgs 是阈值,它刚刚开始导通,因此您没有选择好的 MOSFET。但是,如果负载电阻是恒定的 7 欧姆,它可能会起作用。但是,它不是恒定的 7 欧姆,冷灯丝的电阻比热灯丝的电阻小 10 倍。因此,您永远无法获得足够的电流来加热灯丝。

在此处输入图像描述

我发现 FQP50N06L 的最大 Vgs 为 2.5V,所以它应该可以工作(对吗?)。

2.5 V 不是“最大”Vgs,它是当 Vds 为 2.5 V 时 FET 应吸收至少 250 uA的阈值电压,即。它刚刚开始打开的点。

您的 FQP50N06L 可能处于其规格的上限和/或栅极电路中可能存在一些电压降(检查您的电阻值),但“逻辑电平”FET 的栅极驱动电压额定为 5 V,而不是 3.3 V. 为了在 3.3 V 下可靠运行,您需要一个额定栅极驱动电压为 2.5~3.0 V 的 FET。

要记住的另一件事是,白炽灯在寒冷时的电阻大约低 10 倍,因此打开时的初始电流可能比正常情况高 10 倍,即。您的“0.75A @ 5V”灯泡约为 7.5 A。如果电路不能提供此电流,则灯泡可能会缓慢打开或根本不打开。

2.5V 是栅极-源极电压阈值,它刚刚开始开启。您希望施加的电压远高于此电压。通过用于获得额定 RdsON 的栅极电压,而不是栅极阈值电压。 在此处输入图像描述

如果您想获得其他工作点的特定值(例如高于阈值但低于用于获得额定 RDson 的值的 3.3V,也可以通过数据表中的 IV 曲线并从斜率计算电阻.

在 Vgs = 3V 时,斜率看起来是 50-100mOhms,具体取决于您决定采用 R = V/I 的点。比我想象的要好。您会认为它会起作用,但也许它太边缘或正在发生其他事情。

编辑:Mattman944 解释了原因。

在此处输入图像描述

将 R1 减小到 100R 以更硬地驱动栅极。丢失灯两端的电容器。这完全与 MOSFET 增益有关。我还将 100k 电阻移到 R1 的左侧。它目前用作分压器,尽管这些电阻值的影响很小。