MOSFET 스위칭 연결

• Drain 부분에 부하, Source 부분은 GND, Gate control

MOSFET 스위칭 회로

R1은 Gate 단에 불필요 전류 방지.
R2는 풀 다운 저항 (플로팅 방지)

• N채널 MOSFET:
  Gate에 Source보다 높은 전압을 걸면 ON
  보통 로우사이드 스위칭에 사용

• P채널 MOSFET:
  Gate에 Source보다 낮은 전압을 걸면 ON
  보통 하이사이드 스위칭에 사용

게이트 저항 및 방전 회로

GATE 저항 다는 이유

• MOSFET 기생 커패시턴스 존재
  커패시터 방전시 쇼트 상태
  충전시 전류 흐르지 않아 개방 상태
  0Ω에서 전압 걸면 전류 무한대 → 슈팅 방지
  게이트 전압 빠르게 바꿀시 $I = C_{G}​⋅ {{dV}\over{dt}}​$
  R 없이 바로 드라이버에 붙이면
  → 아주 짧은 순간에 엄청 큰 피크 전류가 드라이버에서 게이트로 쏟아짐

방전 루트 생성 필요

• Mosfet G-S 기생 커패시턴스 존재.
• 방전 루트 없을시 전부 끊어져도 충전 유지됨.
• PNP 소자를 통해 저항 없이 방전루트 생성 (저항 존재시 방전 속도 느림)
• D-S 등가저항으로 보면 서서히 작아지는 형상, 파워 쓰이는 구간 줄이기 위해서

스위칭 방식 분류

로우사이드 스위칭 (Low-side Switching)

• MOSFET 위치 : 부하 아래쪽 (GND 방향)
  N채널 MOSFET 사용
  Gate에 HIGH → ON, LOW → OFF

• 장점: 제어 간편, Gate 드라이브 회로 단순
  단점: GND와 부하 사이에 스위치가 있으므로 GND 공유 주의
  용도: 모터, 릴레이, LED, 인덕터 구동 등

하이사이드 스위칭 (High-side Switching)

• MOSFET 위치 : 전원과 부하 사이 (Vcc 방향)
  P채널 또는 부트스트랩된 N채널 사용
  Gate에 GND(또는 낮은 전압) → ON

• 장점: GND 고정, 부하 GND 단 연결 간편
  단점: Gate 구동이 복잡 (특히 N채널의 경우 고전압 드라이버 필요)
  용도: 자동차 전자장치, 보호 회로, 전원 공급 차단

PWM 스위칭 (Pulse Width Modulation)

• ON/OFF를 정해진 주기로 반복하여 출력 전력 제어
  Duty Ratio 조절 → 평균 전압 제어
  PI/PID 제어기와 함께 사용 가능

• 스위칭 속도, 소자 온도, EMI 고려 필요
  용도: LED 밝기 조절, DC 모터 속도 제어, 스위칭 전원

부스트/벅 컨버터 스위칭

• 스위칭 타이밍과 인덕터/커패시터를 활용해 전압을 승압(Boost) 또는 강하(Buck)
  빠른 MOSFET 스위칭과 동기 정류 방식 필수
  용도: DC-DC 컨버터, 리튬이온 배터리 충전기, 태양광 전력 변환

병렬/직렬 스위칭

• 병렬 연결 : 고전류 분산 (Gate 저항 필요)
  직렬 연결 : 고전압 차단 (전압 분산 회로 필요)

① 전압 스위칭 (직렬 구성)

• MOSFET이 전원과 부하 사이에 직렬로 연결됨
  Gate에 ON 신호 → 전류 흐름 허용
  OFF 상태일 때는 전류를 차단하여 부하에 전압 공급을 차단함

• 특징 :
  가장 일반적인 스위칭 방식
  로우사이드(N채널)나 하이사이드(P채널) 방식 모두 가능
  부하에 흐르는 전류가 그대로 MOSFET을 통과함

② 전류 스위칭 (병렬 구성)

• MOSFET이 부하와 병렬로 연결되어 전류를 우회(bypass)시킴
  ON 상태에서는 전류가 MOSFET으로 우회하여 Load에는 거의 전류가 흐르지 않음
  OFF 상태일 때만 Load에 전류가 흐르게 되는 샌딩(sending)/방전 회로 등에서 사용됨

• 특징 :
  부하 보호용으로 일시적 우회 경로 제공
  일부 특수 회로나 다중 MOSFET 구성을 통해 효율을 조정할 때 사용됨

항목	전압 스위칭 (직렬)	전류 스위칭 (병렬)
연결 위치	전원과 부하 사이	부하와 병렬
제어 방식	ON 시 전류 흐름	ON 시 전류 우회
주요 목적	전력 공급 제어	전류 분기 / 바이패스
사용 예	LED, 모터, 릴레이 등 구동	보호 회로, 전류 공유

Ref
https://ko.wikipedia.org/wiki/MOSFET
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=3630
https://mathphysics.tistory.com/m/476
https://gdnn.tistory.com/89
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=5836&id=1461
https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/fdd86252-d.pdf
https://andy-power.blogspot.com/2018/11/n-mosfet-tr.html#google_vignette
https://www.ariat-tech.kr/blog/mosfet-definition,working-principle-and-selection.html

MOSFET 증폭기
http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=4574
https://e-circuit.tistory.com/49
https://www.electronics-tutorial.net/Analog-CMOS-Design/MOSFET-Amplifiers/