So reparieren Sie einen N-Kanal-MOSFET, der immer eingeschaltet ist, ohne Widerstände zu verwenden

Das Wichtigste zuerst: Ich bin sehr neu in der Elektronik

Gleich einsteigen: Ich versuche, einen N-Kanal-MOSFET als LED-Streifenlichtschalter zu verwenden, wobei 12 V bei 1,5 A an die Quelle und 4,5 V von einer Batterie an das Gate geliefert werden:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich finde jedoch, dass mein Mosfet auch ohne Anschließen der Drähte an meine Batterie einen Fluss von der Quelle zum Abfluss zu ermöglichen scheint.

Ich hoffe, dass mir jemand sagen kann, woran es liegt und wie ich es beheben kann. Der MOSFET, den ich habe, ist ein FQU13N10L .

Darüber hinaus habe ich auch einige Angaben zu den Antworten:

  • Diese Schaltung ist nur ein Test für ein größeres Projekt, das etwa 60 MOSFETs auf einem Steckbrett beinhaltet, was mein Steckbrett verkrampft. Ich brauche eine Lösung, die keine Widerstände oder Kondensatoren beinhaltet, die viel Platz auf meinem Brotbrett verkrampfen;
  • Zweitens kann ich bei Bedarf die 4,5 V auf 3 V oder 3,3 V ändern, indem ich verschiedene Batterien verwende.
  • Drittens kann es wichtig sein zu beachten, dass die Gate-Spannung von 4,5 V von einem GPIO-Pin auf einem PIC-Mikrocontroller gesteuert wird. Ich weiß nicht, ob das wichtig ist, aber ich brauche nichts, um die 4,5-Leitungen durchzugehen, die den Mikrocontroller beschädigen können, der nicht mit 12 V umgehen kann.

Ich entschuldige mich, wenn ich hier anspruchsvoll klinge, ich versuche nur, meine Absicht so klar wie möglich zu machen, danke für all Ihre Antworten

Ein Widerstand ist die offensichtliche Antwort. Erklären Sie also vielleicht, warum in Ihrem Titel "ohne Verwendung von Widerständen" steht?
@Andyaka Da ich sie nicht möchte, beziehen Sie sich bitte auf meinen ersten Aufzählungspunkt, wenn Sie eine Erklärung benötigen
@KidWithComputer "Ich will sie nicht" ist nicht wirklich ein ausreichender Grund. Ja, sie können etwas Platz beanspruchen, aber wenn sie benötigt werden, kann die Suche nach Verknüpfungen Sie mit einem Projekt zurücklassen, das nicht richtig funktioniert. Am besten gleich von Anfang an richtig machen und einen Weg finden, mit der Enge umzugehen. Sie können Steckbretter jederzeit miteinander verbinden, um sich mehr Platz zu verschaffen. Aber Widerstände sind der richtige Weg, dies zu tun.
@MCG sagst du mir, dass es absolut keine andere Lösung gibt, als einen Widerstand zu verwenden?
Ich stimme dafür, diese Frage zu schließen, da das Gate ohne Widerstände von Gate zu Source schwebt und der MOSFET nach dem Einschalten ewig braucht, um sich auszuschalten.
@Andyaka Was bedeutet es, wenn ein Tor schwebt?
@KidWithComputer Floating bedeutet, dass es nicht hoch oder niedrig ist, es kann irgendwo zwischen diesen 2 Punkten "schweben", also ist es undefiniert. Aus diesem Grund verwenden wir Widerstände, um die Spannung hoch oder niedrig zu ziehen, damit wir den Zustand des Pins sicher kennen, um undefiniertes Verhalten zu stoppen
@KidWithComputer Es gibt keine geeignete Lösung, die Ihnen konsistente Ergebnisse liefert. Widerstände sind der Weg, es zu tun
@MCG Was ist mit den in den beiden Antworten auf diese Frage vorgeschlagenen Lösungen? Was ist auch, wenn ich es nur über einen Draht anstelle eines Widerstands mit Masse verbinde?
Ein Schalter nimmt mehr Platz ein als ein Widerstand, und die Verwendung interner Widerstände eines Mikrocontrollers funktioniert nicht immer konsistent zum Hoch- und Herunterziehen, da sie normalerweise ziemlich schwach sind und nicht jeder Pin an jedem Mikrocontroller diese Fähigkeit hat. Wie für die Verwendung eines Drahtes, das wird funktionieren. Aber sobald dieser Schalter geschlossen ist, schließen Sie im Wesentlichen alles kurz, was das Gate auf Masse treibt, also wird das nicht funktionieren
@MCG Ok danke für die ausführliche Erklärung
@MCG nur als Beweis für mich selbst habe ich versucht, das Kabel an die -12 V und das Gate anzuschließen und die Batterie vollständig vom Steckbrett zu trennen, aber das Ding hat immer noch geleuchtet! Was könnte ich falsch machen?
Niemand sonst hat dies kommentiert, also bin ich es. Sie sagen in Ihrer Frage: "Ich finde, dass mein Mosfet auch ohne Anschließen der Kabel an meine Batterie einen Fluss von der Quelle zum Abfluss zuzulassen scheint." Das kann ein Tippfehler sein. Aber ein N-Kanal-MOSFET hat eine eingebaute Diode, die immer Strom von Source zu Drain fließen lässt (solange die Spannung mehr als etwa ein halbes Volt beträgt). In Ihrem Schaltplan zeigen Sie den MOSFET korrekt angeschlossen, so dass Strom von Drain zu Source fließt.
Die Gate-Spannung an einem Mosfet muss immer gesteuert werden (Vgs, meine ich). Es braucht nicht immer einen Widerstand. Wenn Sie beispielsweise das Gate von einem Mikrocontroller-Ausgang ansteuern und der Ausgang immer entweder hoch oder niedrig ansteuert, benötigen Sie nicht unbedingt einen Widerstand von Gate zu Source. Während des Einschaltens des Mikrocontrollers kann es einen Moment geben, in dem der Ausgang nicht angesteuert wird, was zu Problemen führen kann. Da muss man im Einzelfall abwägen.
"wird von einem GPIO-Pin auf einem PIC-Mikrocontroller gesteuert" Welcher PIC?
@BruceAbbott a 16F15345
@mkeith Wenn immer Strom fließt, wie stoppe ich ihn?
Versuchen Sie zuerst, die Source mit dem Gate zu verbinden. Das sollte Ihren MOSFET ausschalten. Wenn das nicht funktioniert, ist vielleicht dein MOSFET defekt. Oder vielleicht hast du es umgekehrt angeschlossen. In einem N-Kanal-MOSFET kann Strom immer von Source zu Drain fließen, aber er fließt nicht von Drain zu Source, es sei denn, die Gate-Spannung ist hoch (im Vergleich zu Source). Wenn Sie also die Quelle mit der LED und den Drain mit Masse verbunden haben, ist das ein Fehler.
Wie wollen Sie 60 MOSFETs mit einer MCU steuern, die nur 18 I/O-Pins hat?

Antworten (2)

Wenn Sie das Gate schwebend lassen (wenn der Schalter offen ist), kann dies zu dem führen, was Sie sehen. Das Gate ist hochohmig und es kann sich Ladung ansammeln, wodurch der FET schaltet.

Es benötigt einen Pulldown-Widerstand an seinem Gate, um die Dinge vorhersehbar zu machen (das Gate explizit auf 0 V zu treiben, wenn der Schalter offen ist), Platz oder keinen Platz auf Ihrem Steckbrett.

Ich weiß nichts über den PIC, den Sie verwenden. Es kann interne Pull-up- und / oder Pull-down-Widerstände haben, die Sie im Code aktivieren oder seine Pins aktiv hoch und niedrig treiben können.

Sie könnten dies anstelle von externen Pulldown-Widerständen verwenden, wenn Sie die Gates direkt von den IO-Pins des PIC ansteuern. Es würde die Gates jedoch in einem undefinierten Zustand belassen, bis der PIC hochgefahren ist und die Pins konfiguriert hat.

Danke für den Tipp
Beachten Sie, dass Widerstände in Packungen mit 8 oder mehr Widerständen in einer Packung geliefert werden können, um Platz zu sparen.
Beachten Sie, dass ein interner Ziehwiderstand normalerweise nur funktioniert, wenn die MCU programmiert ist und das Booten bis zu dem Punkt im Code abgeschlossen hat, an dem sie konfiguriert ist.
@Chris-Stratton: Ja, hinzugefügt, um zu antworten.

Das Problem ist, dass Sie bei Verwendung des MOSFET das GATE nicht offen lassen können. Es ist ein SEHR hochohmiger Eingang, der ein Gerät mit sehr hoher Verstärkung steuert. Wenn Sie es also offen lassen, kann alles und jedes damit passieren.

Dieser Pin ist das GATE:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Normalerweise binden Sie es über einen Widerstand an Vcc oder GND, um es in dem gewünschten Zustand zu halten, wenn Sie es nicht fahren. In Ihrem Fall haben Sie einen einfachen Schalter, der ihn auf 4,5 V treibt. Ein Widerstand gegen GND ist also geeignet, um den MOSFET AUS zu halten, bis er eingeschaltet werden soll.

Wenn Sie aus irgendeinem seltsamen Grund wirklich keinen Widerstand verwenden möchten, der einen winzigen Betrag kostet, können Sie alternativ einen SPDT-Schalter verwenden, der das GATE mit GND verbindet, wenn es nicht an Ihre 4,5-V-Quelle angeschlossen ist.

Vielen Dank für die schnelle Antwort, was bedeutet es, ein Tor offen zu lassen? Hat das einfach nichts damit zu tun? Was würde passieren, wenn ich es einfach über ein Kabel mit Masse verbinden würde?
Ich habe meine Antwort mit dem identifizierten GATE aktualisiert.
Zum OP: Wenn das Gate direkt mit Masse verbunden ist und die Source auch mit Masse verbunden ist, schaltet der Transistor unter keinen Umständen ein. Um den Transistor einzuschalten, müssen Sie das Gate-Massekabel entfernen und das Gate hoch treiben. Das mag offensichtlich sein. Es ist schwer zu sagen, was die Leute wissen und was nicht. Bitte nehmen Sie es nicht übel.
@mkeith Ich schätze die Hilfe sehr, aber vor allem schätze ich das Verständnis, nichts für ungut, mein Kumpel.
So reparieren Sie einen N-Kanal-MOSFET, der immer eingeschaltet ist, ohne Widerstände zu verwenden
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