Hallo! Ich möchte eine Gegentakt MOSFET Verstärkerschaltung aufbauen. Hier die Kenndaten: Uds = +-400V Slew-Rate = 500V/us (spricht man bei MSOFETS auch von Slew-rate?) Id = 1A Meine Frage: Ich finde wohl vereinzelt n-channel MOSFETs die meinen Ansprüchen gerecht werden, aber wie finde ich dazu das komplementäre Gegenstück??? Hat vielleicht schonmal jemand das gleiche Problem gehabt und kann mir ein komplementäres Pärchen nennen? Danke für Eure Hilfe, hhanff
Hendrik H. wrote: > Meine Frage: Ich finde wohl vereinzelt n-channel MOSFETs die meinen > Ansprüchen gerecht werden, aber wie finde ich dazu das komplementäre > Gegenstück??? Garnicht. Üblicherweise verwendte man nur N Kanal Mosfets.
Wie kann man nur aus einem N Kanal MOSFET eine Gegentaktstufe aufbauen???
Wenn Du eine N-Mos / P-Mos Gegentaktstufe bauen willst, dann müsste der P-Mos Chip etwa die 3-fache Fläche belegen, wie der N-Mos Chip. (Elektronenbeweglichkeit) Die N-Mos Transistoren haben ein wesentlich niedrigeren RDSon. Man kann der N-Mos auch als High Side Switch einsetzen. Dazu muss am Gate aber eine wesentlich höhere Spannung anliegen. Dazu braucht man dann entweder eine Bootstrap-Schaltung (wird bei Schaltnetzteilen u.ä. Schaltungen benutzt, bei denen schnell getaktet wird) oder einen Step-up Wandler (Wenn man den Transistor länger durchschalten muss). Es gibt auch fertige Lösungen ( BTS555 - hat aber nur einen Spannungsbereich von ca. 35V ). Weiss grad net, ob es das auch für 400V gibt. Einfach mal bei infineon nachschauen. Die max. Schaltfrequenz ist allerdings relativ niedrig! Unter Umständen gibt es auch fertige Treiberschaltungen für Halb-/Vollbrücken Schaltungen, die so einen Spannungswandler integriert haben.
Matthias wrote: > Man kann der N-Mos auch als High Side Switch einsetzen. Dazu muss am > Gate > aber eine wesentlich höhere Spannung anliegen. Wesentlich ist relativ. Es sind nämlich ziemlich genau etwa 10V. Bei 800V Betriebsspannung dürfte es relativ egal sein, ob am Ausgang 10V mehr oder weniger raus kommen. Von daher kann man auch auf die höhere Spannung verzichten, wenn man die 10V in Kauf nimmt. Wobei es vermutlich nur etwa 5V sein werden, denn die meisten Mosfets kommen mit weniger Gatespannung aus, wenn der Strom niedrig ist. @ Hendrik Soll das ganze Digitalsignale verarbeiten, oder analoge ? Ersteres wird einfach, letzeres nicht.
Hallo! Danke schon mal für die vielen Antworten. @Benedikt: Es soll ein Analogsignal verarbeitet werden. Das Ganze wird die Leistungsstufe eines p-wave Generators. http://en.wikipedia.org/wiki/P-wave Am Ausgang der Schaltung hängt dann ein Piezo-Transducer. Im Endeffekt will ich für 1us ein 1MHz Sinussignal (also eine volle Periode) auf den Piezo-Transducer geben um diesen zum Schwingen anzuregen. Was heißt das jetzt für mich? Wird's jetzt richtig schwer? @Matthias: Halb-/Vollbrücken habe ich in meinem Leistungsspektrum (>400V) nicht gefunden. Nochmal zum p-Kanal MOSFET: Heißt das die Halbleiterhersteller streuben sich komplementäre p-Kanal MOSFETS zu bauen, weil diese wegen der großen Siliziumfläche teurer sind und evtl. keine Abnehmer finden? Hab nochmal ein bißchen gegoogelt und ein vielversprechendes Paar gefunden: http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MTP2P50E-D.PDF und http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/motorola/MTP2N50E.pdf Zumindest sieht das Kennlinienfeld für Vds/Id für mich einigermaßen komplementär aus (da könnte ich mit leben). Die anderen Kennlinien sind nicht wirklich komplementär. Gruß!
Hendrik H. wrote: > Am Ausgang der Schaltung hängt dann ein Piezo-Transducer. > Im Endeffekt will ich für 1us ein 1MHz Sinussignal (also eine volle > Periode) auf den Piezo-Transducer geben um diesen zum Schwingen > anzuregen. OK, also eine kurze, kapazitive Last. Damit wäre die Verlustleistung geklärt und dürfte kein Problem darstellen. Wenn es nämlich ein Dauersignal gewesen wäre, dann hätten die Mosfets etliche 100W Verlustleistung aushalten müssen. > Was heißt das jetzt für mich? Wird's jetzt richtig schwer? Kommt drauf an: Du möchtest +/-400V, also 800Vss. Wenn keines der Ausgangssignale auf Masse bezogen sein muss, dann würde ich eine Vollbrücke aufbauen. Dann kommst du mit 400V Betriebsspannung aus. Wenn nicht, dann brauchst du +/-400V, also 800V und das wird dann ziemlich schwer, da es dafür nur wenige Bauteile gibt, bzw. man da schon etwas tricksen muss um sowas ansteuern zu können. 500V/µs halte ich für einen 1MHz Sinus mit 800Vss übrigends für etwas zu wenig. Das Hauptproblem dürfte die Ansteuerung der Mosfets sein. Ich würde die Mosfets als Stromverstärker in Drainschaltung verwenden, so dass diese mit Spannungsverstärkung 1 arbeiten. Davor muss dann noch ein entsprechender Treiber, der gegen die Millerkapazitäten antreiben muss. > Nochmal zum p-Kanal MOSFET: Heißt das die Halbleiterhersteller streuben > sich komplementäre p-Kanal MOSFETS zu bauen, weil diese wegen der großen > Siliziumfläche teurer sind und evtl. keine Abnehmer finden? Ganz so schlimm ist es nicht, aber wenn du dir mal irgendwelche Schaltungen anschaust, wirst du viel mehr NPN/N Kanal Transistoren finden als PNP/P Kanal. Eben deswegen, weil diese vor allem im Leistungsbereich teurer sind als gleichwertige NPN/N Kanal. Insgesamt haben NPN/N Kanal FETs bessere elektrische Eigenschaften als die P Versionen.
Danke erstmal. Das muss ich nun mal verdauen.
Gruß,
Hendrik
Muessen denn wirklich 800Vpp direkt mit den Mosfets erzeugt werden? Könnte man nicht mit niedrigerer Spannung arbeiten (z.B. 24V) und die Ausgangsspannung entsprechend hochtransformieren? Mit Ferrit-Ringkerntrafo sollte das gehen. Im Niederspannungsbereich gibt es viel mehr Auswahl an schznellen Transistoren bzw. Mosfets. Ausserdem kann man dann eine Gegentaktendstufe mit 2 gleichen N-Kanal Fets aufbauen. Im Zeitalter der Elektronenröhren hat man es immer so gemacht, da gab es halt nur "N-Kanal". Gruss Mike PS: Welche Leistung wird denn benötigt?
Mike wrote: > Muessen denn wirklich 800Vpp direkt mit den Mosfets erzeugt werden? > Könnte man nicht mit niedrigerer Spannung arbeiten (z.B. 24V) und die > Ausgangsspannung entsprechend hochtransformieren? Mit > Ferrit-Ringkerntrafo > sollte das gehen. Im Niederspannungsbereich gibt es viel mehr Auswahl an > schznellen Transistoren bzw. Mosfets. Ausserdem kann man dann eine > Gegentaktendstufe mit 2 gleichen N-Kanal Fets aufbauen. Im Zeitalter der > Elektronenröhren hat man es immer so gemacht, da gab es halt nur > "N-Kanal". > > Gruss > Mike > > PS: Welche Leistung wird denn benötigt? Hallo Mike! Kurze Zwischenfrage zum Vorschlag mit den Ferrit-Ringkerntrafos: Die Gegentaktendstufe mit den 2 gleichen N-Kanal Fets würde dann eine Spannung von z.B. 0V...24V erzeugen. Ein nachgeschalteter Trafo mit Mittenabgriff macht dann dadraus 800Vpp, oder wie hast Du Dir das vorgestellt?
Ich denke so hat Mike das gemeint. Prinzipiell sollte das funktionieren, allerdings nur wenn man ein paar Einschränkungen machen darf: Der Frequenzbereich wird ab ein paar kHz aufwärts liegen. Alles darunter (inkl DC) kann nicht erzeugt werden. Man sollte hier auch auf die Streuinduktivitäen des Trafos achten: Bei 1MHz und 17A machen diese sich schon deutlich bemerkbar, wenn der Trafo nicht wirklich gut gewickelt ist, und am Ausgang dann noch eine kapazitive Last hängt.
In der Gegentaktschaltung würden die Fets abwechselnd eine Trafo-Halbwicklung gegen Masse schalten, die Mittenanzpafung auf 24V. Von Vorteil ist auch, dass beide FET's die gleiche Vorspannung haben. Ähnlich wie im Anhang, nur mit FET's statt Röhren. Ich dachte, die Frequenz liegt bei 1MHz Sinus, da sollte der Ferritkern funktionieren. Für Breitbandbetrieb ist der Ferritkern nicht so gut, denn jedes Kernmaterial het eine "Lieblingsfrequenz", wo es die kleinsten Verluste erzeugt. Also mal im Datenblatt suchen, z.B bei Reichelt. Gruss Mike
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