Mikrokontroler menggerakkan perilaku tegangan MOSFET N-Channel

Seperti yang terlihat dalam model LTSpice ini, saya mencoba mengendalikan LED putih (3,6 Vf @ 20 mA) yang terhubung ke sumber tegangan 7,5 dengan MOSFET N-channel 2N7002 dan sinyal kontrol 5V dari Arduino.

Mengingat bahwa tegangan gerbang saya adalah 5V dari mikrokontroler, saya mengharapkan MOSFET pada dasarnya bertindak sebagai saklar. Dengan melihat grafik untuk 2N7002, mengingat bahwa arus yang diinginkan adalah 20mA dan Vgs adalah 5V, saya mengharapkan penurunan tegangan pada transistor mendekati nol sehingga tegangan sumbernya ~ 7.5V.

Namun, seperti yang terlihat dalam grafik simulasi, tegangan melintasi transistor sebenarnya cukup besar, sehingga tegangan sumbernya hanya ~ 3V (berlawanan dengan yang diharapkan ~ 7.5V).

Ketika saya memotong sirkuit ini, saya mendapatkan hasil yang sama, sumber tegangan ~ 3V.

Adakah yang bisa menjelaskan mengapa sumber tegangan MOSFET jauh lebih rendah dari yang diharapkan? Dan dapatkah seseorang merekomendasikan transistor yang secara efektif memungkinkan saya dalam situasi ini untuk membuat saklar untuk menggerakkan LED putih dengan menggunakan sinyal 5V dan daya suplai 7.5V?

Tempatkan beban antara pasokan 7,5 Volt dan saluran MOSFET, dan Anda akan mendapatkan perilaku seperti sakelar.

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Dalam tata letak Anda saat ini, sumbernya mengambang tergantung pada arus melalui LED dan resistor. Karenanya, Vgs bukan 0 hingga 5 Volts seperti yang Anda perkirakan, tetapi jauh lebih rendah, tergantung pada sumber mana yang melayang pada suatu titik waktu.

Apa yang diperlukan adalah untuk "beralih" untuk melakukan ketika diberi sinyal positif dari Arduino, sehingga menarik simpul Tiriskan ke tanah (atau dekat dengan itu), dengan demikian mengekspresikan ~ 7 Volt yang diinginkan di LED + R3.

Hanya untuk menambahkan komentar sebelumnya, Anda dapat mengontrol led Anda dengan pengaturan yang Anda berikan, tetapi Anda harus menggunakan MOSFET saluran P.