Usando un Mosfet para controlar el pin de la puerta de otro Mosfet

Estoy usando Mosfets para alimentar una tira de luces LED RGB con una Raspberry Pi:

https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/RFP30N06LE.pdf

Pensé que el voltaje de umbral para el Mosfet anterior era lo suficientemente bajo para el suministro de 3.3V de la Raspberry Pi al pin de la puerta, pero los LED están tenues (¿el azul es el más tenue tal vez debido a la diferente resistencia interna en la tira?). Medí el voltaje a través del drenaje y la fuente para cada uno de los 3 Mosfets (rojo, azul y verde) a 7, 6 y 5 voltios respectivamente. Conecté el pin de la puerta al pin de 5V en la Raspberry Pi y las luces se iluminaron con todo su brillo. ¿Es posible conectar un circuito que use los Mosfet que tengo instalados actualmente a 7, 6 y 5 voltios para controlar los pines de la puerta de otros tres Mosfet que luego encienden las luces? es decir, quiero abrir el canal de un Mosfet desde el drenaje hasta la fuente proporcionando voltaje a su pin de ganancia desde la salida de otro Mosfet. Si no es posible, ¿Hay algo que pueda estar haciendo mal con el cableado o finalmente necesito encontrar otro Mosfet con un voltaje de umbral aún más bajo? A continuación se muestra el diagrama fritzing que he estado usando con una resistencia desplegable de 100k. La fuente de alimentación es un suministro de 12 VCC 1A

ingrese la descripción de la imagen aquí

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¡Bienvenido a EE.SE! No hay tal cosa como un pin de ganancia. ¿Quieres decir puerta? Además, dibuje un esquema . Haga clic en editar y se abrirá el símbolo del esquema y un editor de esquemas bastante completo.
Sí, pin de puerta, tratar de aplicar una ganancia al pin de puerta no se tradujo del cerebro al dedo.
Hay una ganancia de transconductancia en el MOSFET, pero aplicar ganancia a la compuerta es un gran esfuerzo. Nuevamente, dibuje un esquema y lo ayudaremos a partir de ahí.

Respuestas (2)

En términos generales, hay muchas razones por las que un pin GPIO de microcontrolador/computadora de placa única podría no ser adecuado para controlar la puerta de un MOSFET. Es posible que pueda usar un MOSFET de "nivel lógico" de menor potencia como controlador de puerta, pero no lo recomiendo. Para un controlador de lado bajo como este, obtendrá los mejores resultados si utiliza un IC de controlador de compuerta MOSFET, que es un dispositivo creado específicamente para este tipo de aplicación.

¿Algún controlador en particular para este tipo de Mosfet?
Esta es una pregunta de compras y técnicamente fuera de tema. Sin embargo, es difícil elegir uno que no funcione, así que no te preocupes demasiado por tu decisión. Además, no descartaría por completo la posibilidad de que su circuito no funcione debido a algún otro error que haya cometido. Es posible que desee intentar usar otro microcontrolador (como un arduino si tiene uno por ahí) y verificar que realmente está alternando correctamente los pines GPIO de su Raspberry Pi.
@jwd0015 El TC4427 viene en versiones inversoras y no inversoras, también viene en DIP8. microchip.com/wwwproducts/en/TC4427 ... tampoco necesita el botón desplegable de la compuerta para descargar la tapa, ya que está integrado. Bordes limpios y agradables, especialmente en los n-fet de gran potencia como los IR630.
La recomendación de @alanwaring me parece sólida, la secundo
@alanwaring Me doy cuenta de que el TC4427 tiene un rango operativo de 4,5 a 18 V, ¿eso significa que necesita al menos 4,5 V del microcontrolador o es justo lo que necesito para proporcionar energía al TC4427?
@Ocanath El arduino puede proporcionar un brillo completo con una salida de pin de 5V.
@Ocanath Lo tienes: ese es el voltaje de suministro, no el voltaje de entrada. Según ficha técnica, la caracterización eléctrica se realizó con una tensión de alimentación de VDD de 4,5 a 18V. La tensión de alimentación máxima absoluta es de 22V. El voltaje máximo de entrada (al búfer/inversor) es VDD+0.3V o GND-5V... lo que significa 22.3V o -5V.

Según la hoja de datos, su unidad de puerta de 3,3 V debería ser suficiente. ¿Está absolutamente seguro de que está utilizando el MOSFET que acompaña a esa hoja de datos? ¿Ha verificado que realmente está obteniendo 3.3V del RPi GPIO?

Si desea usar los 12 V para subir la unidad de puerta al MOSFET, puede agregar otro transistor y algunas resistencias para hacerlo. Aquí hay un circuito que hace eso con un BJT. Podrías hacerlo con un MOSFET, pero ya tenía dibujado este circuito.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

R1 está ahí, de modo que si el RPi no está conectado, el LED está apagado. De lo contrario, no es necesario. El valor de R4 se elige lo suficientemente alto como para limitar la corriente base de Q1, pero lo suficientemente bajo para que cuando el voltaje RPi GPIO sea bajo, el voltaje base sea lo suficientemente bajo como para apagar Q1.

Editar: agregar una versión MOSFET

esquemático

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La razón por la que recomendé un controlador de puerta es que el circuito que publicaste tendrá tiempos de caída muy rápidos y tiempos de subida muy lentos. La tira RGB se controla a través de. PWM, por lo que para cualquier cosa que no sea blanco sólido, tendrá altas pérdidas de conmutación y, potencialmente, una gran acumulación de calor.
Estoy seguro de que es el Mosfet que estoy usando y, según la investigación, también pensé que sería capaz de manejar esta tarea. Medí el voltaje de la puerta a tierra y fue de 3,25 en la salida máxima, por lo que, a menos que 0,05 V tenga un efecto tan grande en el sistema, no lo sé.
@Ocanath Buen comentario. No sabía que el RGB funcionaba con PWM. Este circuito que publiqué está destinado solo a muy baja frecuencia o simple encendido/apagado.
Usando un Mosfet para controlar el pin de la puerta de otro Mosfet
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