마이크로 컨트롤러 구동 N 채널 MOSFET 전압 동작

이 LTSpice 모델에서 볼 수 있듯이 2N7002 N 채널 MOSFET과 Arduino의 5V 제어 신호 로 7.5 전압 소스에 연결된 흰색 LED (3.6Vf @ 20mA)를 제어하려고합니다 .

게이트 전압이 마이크로 컨트롤러에서 5V 인 것을 감안할 때 MOSFET이 기본적으로 스위치 역할을 할 것으로 기대했습니다. 원하는 전류가 20mA이고 Vgs가 5V 인 경우 2N7002에 대한 그래프를 보면 소스 전압이 ~ 7.5V와 같이 0에 가까운 트랜지스터의 전압 강하가 예상됩니다.

그러나 시뮬레이션 그래프에서 볼 수 있듯이 소스 전압이 ~ 3V (예상 ~ 7.5V와 반대)에 불과하기 때문에 트랜지스터 양단의 전압은 실제로 상당히 큽니다.

이 회로를 브레드 보드로 만들었을 때 소스 전압이 ~ 3V 인 동일한 결과를 얻었습니다.

왜 MOSFET의 소스 전압이 예상보다 훨씬 낮은 지 설명 할 수 있습니까? 누구 든지이 상황에서 5V 신호와 7.5V 공급 전원을 사용하여 흰색 LED를 구동하는 스위치를 만들 수있는 트랜지스터를 효과적으로 추천 할 수 있습니까?

7.5V 공급과 MOSFET 드레인 사이에로드를 배치하면 스위치와 유사한 동작을 얻게됩니다.

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

현재 레이아웃에서 소스는 LED 및 저항을 통한 전류에 따라 플로팅됩니다. 따라서 Vgs는 가정 한 것처럼 0 ~ 5 볼트가 아니지만 어느 시점에서 소스가 부동 상태에 있는지에 따라 훨씬 낮습니다.

Arduino에서 양의 신호가 주어지면 "스위치"가 작동하여 드레인 노드를 접지로 끌어 당기거나 LED + R3에서 원하는 ~ 7 볼트를 표현해야합니다.

이전 설명에 추가하기 위해 제공 한 배열로 LED를 제어 할 수 있지만 P 채널 MOSFET을 사용해야합니다.