왜 FET가 켜지지 않을까요?

여러분이 간단한 FET 회로를 처음으로 연결하였다면, n채널 FET를 스위치로 사용하려고 할 것이며, FET를 고측(high side) 또는 저측(low side) 스위치로 연결했을 확률은 50/50입니다. 고측으로 연결하고 스위칭하려는 전압과 동일한 전압을 사용하여 FET를 켜려고 한다면, 왜 내 FET는 켜지지 않는지 궁금해하여 아마도 머리를 긁적거릴 것입니다.

예를 들어, 버튼(S1)을 누르면 5V DC 모터로 전원을 전달하려 하는 n채널 FET가 고측에 연결된 아래의 간단한 회로를 생각해보겠습니다.

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위와 같이 연결하고 버튼을 누르면, 기껏해야 1초도 되지 않아 움직이지 않을 것입니다(거의 움직이지 않을 것입니다)… 그런데 왜 그럴까요?

이는 FET를 처음 사용하는 사람들이 겪는 전형적인 오해입니다. 흔히들 "게이트 전압이 FET를 제어한다’고 말하지만, 이것이 사실이긴 하지만, 대부분의 사람들이 전압이란 어떤 것에 대해 상대적으로 측정된 차이 임을 잊고 있습니다. FET의 경우 어떤 것은 FET의 소스입니다. 따라서 필요한 것은 소스에 비해 게이트에 충분한 전압이 걸려야 합니다 .

위의 경우 버튼을 누르면 무슨 일이 일어날까요? 처음 버튼을 누르면 FET의 소스는 GND 전위에 놓일 가능성이 높지만, 버튼을 눌러 게이트의 전위가 5V(GND 대비)로 올라간 직후 소스의 전위도 5V를 향해 올라가기 시작할 것입니다. 소스의 전위가 계속 상승하면, 결국 FET를 충분히 ON 상태로 유지하기에는 게이트(5V에 있는)와 소스(5V에 접근하는) 간의 전위차가 더 이상 충분하지 않은 지점에 도달하게 되어, FET는 스위치 보다는 저항과 같은 역할을 하게 되고, 따라서 모터를 제대로 동작 시키기 위해 필요한 전류로부터 차단하게 됩니다.

그렇다면 이 문제를 어떻게 해결할까요? 이 경우에는 쉽습니다, n채널 FET를 저측 스위치로 다시 연결하는 것입니다.

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FET가 잘못 동작하는 것 같으면, 자신이 생각하는 게이트-소스 전압을 공급하고 있는지 항상 확실하게 확인하고, FET를 손상/파괴시키지 않고 ON/OFF 시키기 위해 필요한 임계 전압을 항상 확인하시기 바랍니다. 드레인-소스 전류와 전압 정격과 같은 다른 것들도 확인하시기 바랍니다.




영문 원본: Why won’t my FET turn on?