He construido un controlador MOSFET de lado alto y lo conecté a un atmega328p. Al tener un problema con la configuración, el MOSFET no se enciende completamente debido a los bajos Vgs. Para este circuito, el Vgs esperado es de alrededor de 5V, pero mide solo 2.1V a través de la puerta y la fuente.
Te has encontrado con un problema muy común. El NMOS necesita un determinado Vgs y, como su compuerta está en VCC, la fuente debe tener un voltaje mucho más bajo. Para tener una caída muy baja en el NMOS (bajo Vds), debe "levantar" el voltaje de la compuerta. Por ejemplo, para VCC + 5 V como se muestra en el circuito a la izquierda:
Una alternativa que no necesita un VCC + 5 V adicional es usar un PMOS, vea el circuito a la derecha. Tenga en cuenta que en el circuito PMOS derecho el PMOS está activado cuando el NPN está apagado , entonces la señal de entrada es baja. Este es un comportamiento invertido del circuito NMOS a la izquierda.
También puedes "voltear" el circuito de PMOS y utilizar un NMOS. Entonces, la carga sería entre VCC y el drenaje NMOS, lo que significa que el circuito y la carga no comparten tierra, pero comparten VCC.
Pero la solución más simple es un solo NMOS:
Si realmente desea utilizar un NMOS y no un PMOS, sugeriría ponerlo en el lado negativo (U3 a drenaje, fuente a tierra). En otras palabras, conecte la fuente a tierra y el terminal "tierra" al drenaje.
De esta manera, Vgs siempre será lo que proporcione en la puerta, suponiendo que la Fuente esté conectada a la misma tierra que la que la controla.
¿Por qué? Un NMOS cambia cuando el umbral Vgs es positivo, lo que cuando se piensa no es óptimo en su esquema. Tan pronto como comienza a conducir, Vds se acerca a 0, lo que también significa que Vgs es más bajo de lo que esperas. Comienza a actuar como un divisor de voltaje, que no es un interruptor.
La desventaja de conectarlo detrás de la carga es que U2 siempre estará caliente. Cambia el dispositivo conectando / desconectando el suelo.
Por otro lado, un PMOS funciona cuando la compuerta es una cierta cantidad más baja que el voltaje de la fuente, que eléctricamente se denomina Vgs negativo, lo que hace que suene más fuerte de lo que es. Si suministra 5V a la fuente, una conexión a tierra simple en la compuerta hará que se encienda (lógica baja en términos de atmega328). Lo apagas con la lógica alta (5v).
nota al margen: PMOS ha volteado los pines de Drain and Source