MOSFET como interruptor: resistencia de drenaje a fuente (caída de voltaje) demasiado grande

Estoy tratando de usar un MOSFET IRF510 como interruptor para mi sensor ultrasónico JSN-SR04T conectado con un microcontrolador basado en ESP32.

  • La puerta está conectada a un pin GPIO que emite ~ 3.3V y también está conectado a tierra con una resistencia de 10kOhm.
  • El sensor está entre Vcc y drenaje.
  • La fuente está conectada a tierra.

Cuando enciendo mi pin GPIO, el MOSFET se enciende, pero el voltaje entre el drenaje y la fuente es de ~1,5 V, lo que significa que mi sensor no se enciende (necesita 3,3 V). ¿No debería ser el voltaje entre el drenaje y la fuente? casi 0? ¿Qué podría ser la causa?

Debe configurar el GPIO como salida push-pull. Y el voltaje de umbral de fuente de puerta de IRF510 puede ser tan alto como 4V. Esto significa que 3,3 V pueden no ser suficientes para encender completamente el MOSFET. Algo entre 10V y 20V garantiza un encendido completo.

Respuestas (4)

No está cerca de conducir el IRF510 con suficiente voltaje de fuente de puerta: -

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3,3 voltios es demasiado bajo para este MOSFET. Incluso con 4,5 voltios, si intentara tomar 100 mA, la caída de voltios sería de 100 mV. No dijo qué corriente tomó su sensor pero, con un controlador de compuerta de 3.3 voltios, el IRF510 es una mala elección. Las palabras en la hoja de datos también dicen esto: -

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Solo se garantiza que el voltaje de fuente de compuerta de 4 voltios cause una corriente de drenaje de 250 μA.

Gracias por una respuesta detallada. No entendí la hoja de datos correctamente.

Considere que la ecuación cuadrática para RdsOn depende del cuadrado de la diferencia de la puerta al voltaje de umbral para alcanzar el RdsOn nominal.

La producción en masa de FET tiene una amplia tolerancia para la corriente de umbral de drenaje desde la puerta hasta el voltaje de la fuente. Los FET tradicionales tienen una clasificación Vgs(th) de 2 a 4 V más o menos. En la última década se han producido más de 50 mil nuevas variedades de FET y muchas para control de voltaje de nivel lógico con un rango de umbral más bajo que el rango de 2 a 4V.

Por lo general, para los FET tradicionales de 2 a 4 V, desea al menos un 250 % más de voltaje de compuerta que el Vgs (th), también conocido como Vt. (Este fue su error)

Para los FET de nivel lógico con umbrales que permiten el control de 3 V, los umbrales deben estar por debajo del 50 % del voltaje de control mínimo o menos.

Como estas son opciones sensibles al costo, elija la mejor combinación utilizando el RdsOn máximo y el Vgs mínimo que pueda garantizar y determine el aumento de temperatura de la disipación de calor para la corriente y el RdsOn que necesita para evitar un aumento excesivo de la temperatura de la unión, como > 60 °C. que afecta al MTBF.

Detalles sobre los parámetros FET

La causa es un voltaje de accionamiento de compuerta de 3,3 V.

El FET apenas enciende a 3.3V, necesita mucho más.

Muchas respuestas correctas aquí (el voltaje de su puerta es insuficiente para el FET), pero nadie más ha publicado la solución. Hay muchos MOSFET compatibles de nivel lógico que puede encontrar. Además, con una corriente de carga tan pequeña, no necesita un FET grande con una carga de compuerta grande proporcional, por lo que debería poder controlarlo directamente desde su microcontrolador.

Aquí hay un enlace a algunos candidatos: https://www.digikey.com/short/fz4tmwr7

Muchas gracias, seguro que me hago con uno de estos. Supongo que no leí los documentos IRF510 de la manera correcta.
MOSFET como interruptor: resistencia de drenaje a fuente (caída de voltaje) demasiado grande
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