マイクロコントローラ駆動のNチャネルMOSFET電圧動作

このLTSpiceモデルで見られるように、2N7002 NチャネルMOSFETとArduinoからの5V制御信号で7.5電圧源に接続された白色LED（3.6 Vf @ 20 mA）を制御しようとしています。

私のゲート電圧がマイクロコントローラからの5Vであることを考えると、MOSFETが基本的にスイッチとして機能することを期待していました。2N7002のグラフを見ると、必要な電流が20mAで、Vgsが5Vであることを考えると、ソース電圧が約7.5Vであるようなゼロに近いトランジスタ両端の電圧降下が予想されていました。

ただし、シミュレーショングラフに示されているように、トランジスタの両端の電圧は実際には非常に大きく、ソース電圧は約3Vです（予想される〜7.5Vとは対照的）。

この回路をブレッドボードしたとき、同じ結果が得られました。電源電圧は約3Vです。

MOSFETのソース電圧が予想よりもはるかに低い理由を誰かが説明できますか？そして、誰もがこの状況で私が効果的に5V信号と7.5V電源を使用して白色LEDを駆動するスイッチを作成できるトランジスタを推奨できますか？

7.5ボルト電源とMOSFETドレインの間に負荷を配置すると、スイッチのような動作が得られます。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

現在のレイアウトでは、LEDと抵抗を流れる電流に応じてソースがフローティングになります。したがって、Vgsは想定した0〜5ボルトではありませんが、ある時点でソースがどこにフロートされるかによって、はるかに低くなります。

必要なのは、Arduinoから正の信号が与えられたときに「スイッチ」が導通し、そのドレインノードがグランド（またはその近く）に引っ張られ、それによってLED + R3に必要な〜7ボルトを表現することです。

前のコメントに追加するだけで、提供した配置でLEDを制御できますが、Pチャネルのmosfetを使用する必要があります。