MOSFET von Raspberry Pi GPIO umschalten

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Ich versuche, einen STP16FN06 von einem Raspberry Pi GPIO-Pin zu steuern , bin aber etwas verloren.

Das folgende Schema zeigt (glaube ich), wie es derzeit verdrahtet ist, links den RPi-Pin + Masse und rechts eine 5-V-Gleichstromversorgung.

schematisch

simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab

Wenn ich den MOSFET entferne und ihn direkt an die 5 V anschließe, leuchtet er auf, sodass dieser Teil in Ordnung ist.

Wenn ich den Pin auf hoch setze, habe ich 3,3 zwischen ihm und dem Boden, aber nichts zeigt und nach meinem Verständnis sollte der MOSFET zwischen 2 und 4 V eingeschaltet sein.

Ich bin mir nicht sicher, was ich vermisst habe, aber da ich ein bisschen neu in der Elektronik bin, gibt es wahrscheinlich einige Anfängerfehler.

led mosfet raspberry-pi hlidotbe
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+1 für eine klare Problemstellung mit einem guten Schaltplan. Eigentlich habe ich nicht alle Ihre Fragen gelesen, da das Problem aus dem Schaltplan und dem Datenblatt ersichtlich war, aber selbst so viele klare Informationen sind hier nur allzu selten. Es ist schön, jemanden zu finden, der eine Frage stellt, die wir nicht tarieren und federn müssen.
Olin Lathrop
Danke, ich bin froh, dass es dir gefallen hat, weil du bald mehr erwarten kannst :) (außerdem
mag

Antworten:

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Sie müssen das Datenblatt tatsächlich lesen . Beachten Sie, dass die Gate-Schwellenspannung bis zu 4 V betragen kann und nur dort zu leiten beginnt . Dieser MOSFET ist für diese Anwendung einfach ungeeignet. Es ist auch viel größer und für viel höhere Spannung und Leistung als Sie benötigen. Diese an sich tun dir nicht weh, außer dass andere Spezifikationen gegen diese eingetauscht wurden. MOSFETs, die mehr als 30 V verarbeiten können, können normalerweise nicht sehr gut durch Logikpegelsignale eingeschaltet werden, und dies ist keine Ausnahme.

Ersetzen Sie ihn durch einen geeigneteren FET wie den IRLML2502, und Ihre Schaltung sollte wie gezeigt funktionieren. Oder Sie können einen Jellybean-NPN-Transistor wie 2N4401 mit einem Basiswiderstand verwenden und R2 möglicherweise etwas anpassen.

Das Diagramm im MOSFET-Datenblatt, das Sie hätte alarmieren können (sollten?), Befindet sich auf S.6:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dieses Diagramm zeigt, dass Ihr MOSFET mit seinem Gate bei 3 V keinen Strom verarbeiten kann und dass er den Strom verarbeiten kann, für den er ausgelegt ist (16 A) von ~ 5,5 V. (Beachten Sie, dass solche Diagramme typisch sind und nicht im schlimmsten Fall. Sie können sie daher nicht für genaue Konstruktionsberechnungen verwenden, geben aber dennoch gute Hinweise.)

Sie sollten einen MOSFET verwenden, dessen vertikaler Teil der Kurve unter 3 V liegt. Ein solcher MOSFET ist für viel niedrigere Ströme ausgelegt.

Wenn Sie wirklich einen MOSFET wie diesen verwenden müssen, müssen Sie den Ausgang Ihres Pi auf eine höhere Spannung verstärken (umwandeln), beispielsweise mithilfe eines MOSFET-Treiberchips.

Olin Lathrop
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Der Typ des MOSFET, auf den sich Olin in dieser Antwort bezieht, wird allgemein als "Logikpegel" bezeichnet - das Knie in der Vgs-Kurve liegt normalerweise bei oder unter 2,5 V. Sie arbeiten hervorragend bei 5 V und viele sind bei 3,3 V durchaus brauchbar.
Adam Lawrence
ok das macht Sinn, ich bin ein absoluter Neuling in der Elektronik und obwohl ich das Datenblatt gelesen habe, habe ich eindeutig nicht alles verstanden. Ich dachte, der Schwellenwert lag zwischen 2 und 4 und nicht zwischen 4. Ich kaufte sie auf einer Hobby-Website und ich denke, sie sollten mit einem Arduino verwendet werden (bei 5 V war es wohl besser geeignet). Das aktuelle Setup ist zum Testen bei 5 V, aber ich soll 12 V ansteuern und eine größere Strommenge als der IRLML2502 verarbeiten kann, denke ich, aber jetzt weiß ich, wonach ich suchen muss. Vielen Dank!
Hlidotbe
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@hlid: Die Gate-Schwelle liegt zwischen 2 und 4 Volt. Hierbei gibt es jedoch zwei Probleme. Erstens wissen Sie nicht, wo es dort sein wird, so dass es sicherlich möglich ist, über 3,3 V zu liegen. Zweitens ist die Gate-Schwelle ohnehin nicht die Spezifikation, die Sie interessiert. Das sagt Ihnen, wann der FET einzuschalten beginnt , was nicht sehr relevant ist, es sei denn, Sie müssen die Leckage außerhalb des Zustands sorgfältig abwägen.
Olin Lathrop
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Wenn Sie einen MOSFET haben, der zum Schließen des Gates über 4 V liegen muss, müssen Sie Isolatoren - Gate-Treiber verwenden. Ich empfehle diesen Treiber per Link unten. Niemals, niemals 15 V in Reihe schalten, wenn Sie eine Halbbrücke oder eine Vollbrücke bauen. Die 5-V-LED in diesem Treiber kann für eine Vollbrücke in Reihe geschaltet werden. Dafür benötigen Sie zwei Stromquellen für einen einzelnen MOSFET. Eine für Raspberry Pi und eine für 15V Gate im MOSFET.

http://www.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&itemSeq=164920407&uq=635583246599232874&CSRT=6638351088573513399

Michael
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PeterJ