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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Arbeitspunkteinstellung bei n-Kanal Fet


Autor: awesome (Gast)
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Hallo allerseits

Habe eine Frage zu Fets, die ich mir leider nicht selbst erklären kann 
bzw. liefert Tietze/Schenk nur bla bla und keine genaue Auskunft.

Wie funktioniert Grundsätzlich die Arbeitspunkt Einstellung beim Fet, 
was ist zu beachten. Bzw. habe ich zwar so etwas wie eine Ausarbeitung 
bekommen, doch irritiert sie mich mehr als sie mir beibringt. Generell 
interessiert mich nur wie man den Arbeitspunkt bei n Kanal JFet, und 
depletion/enhancement Mosfet einstellt.

Mfg, awesome

Autor: 3357 (Gast)
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Was soll der FET denn machen? Was sollen die Randbedingunegn denn sein ?

Autor: awesome (Gast)
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Da fängt es ja schon an, mir fehlt hier grundsätzlich das Verständnis, 
und Tietze Schenk hilft auch nicht wirklich weiter. Ich weiß zwar wie 
Halbleiter-theoretisch alles Funktioniert. UGS steuert UDS, Widerstand 
wird größer bis zum Stromquellenbereich etc. Aber dann geht nichts mehr

Was macht der Arbeitspunkt ? Sagt er mir wo im Kennlinienfeld ich mich 
befindet, wie groß der Id ist wie groß Uds ist/sein darf ?

Ich hab mal das Doc File hochgeladen

http://rapidshare.de/files/39719535/FETAP_Wordneu.DOC.html

Alles für n Kanal Typen soll ich können .. leider versteh ich nichts ..

Autor: Düsentrieb (Gast)
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j-fet verhält sich etwa wie ne triode (falls dir das was sagt)

mosfet is anders, depl.mosfet in etwa wie j-fet, nur dass auch pos. 
gate-spg. möglich ist
enh.mos sind die "üblichen" mosfets, ab zb 4V am gate zieht er zunehmend 
strom

guck dir mal die datenblätter und dort die v-gs / Id kurven an
von
bf245
bf964
irf530

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

für den Arbeitspunkt mußt du die umgebende Schaltung kennen. Willst du 
z.B. einen linearen Verstärker bauen brauchst du einen Arbeitswiderstand 
am Drain. Der FET soll im Arbeitspunkt den gleichen Widerstand haben wie 
der Arbeitswiderstand. Aus der Kennlinie erhältst du dann Ugs. Wenn du 
den Bereich der Kennlinie nimmst in dem sie linear ist kannst du deinen 
Arbeitswiderstand bestimmen. Die Aussteuerbarkeit deines Verstärkers 
liegt dann in dem Bereich wo die Kennlinie linear ist.

Für eine Schaltstufe wirst du den Arbeitspunkt dahin legen wo die 
Kennlinie nicht linear ist und der FET mit wenig variation von Ugs den 
Widerstand der SD-Strecke stark ändert.

Nimm die mal eine Grundschaltung vor und rechne sie nach.

PS: in meinem Tietze/Schenk ( 5te Auflage ) ist das gut beschrieben.

Autor: HildeK (Gast)
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n-jFets brauchen eine negative Gatespannung. Bei 0V Ugs sind sie relativ 
niederohmig, bei -5 ... -10V (je nach Typ, siehe Datenblatt -> 
Transfercharakteristik) sind sie praktisch hochohmig.

Deshalb ist deren Grundbeschaltung so:
- einen (auch durchaus hochohmigen) DC-Pfad von Gate nach GND mittels 
RG. Große Widerstände produzieren hier mehr Rauschen, kleine belasten 
die an das Gate angeschlossene Quelle. Kompromiss ist notwendig - je 
nach Anwendung. Falls die Quelle gleichspannungsfrei ist und einen 
DC-Pfad nach Masse hat (z.B. Rahmenantenne, ein Trafo, ein dyn. 
Mikrofon), kann man RG weglassen.
- einen Widerstand RS von Source nach GND
- einen Arbeitswiderstand RD von Drain nach V+

          V+
          |
         | |

         | |RD
          |
        |-+------
    +---|
    |   |-+
   | |   | |
   | |RG | |RS
    |     |
  --+-----+------- GND
Man nimmt die Transfercharakteristik-Kurve aus dem Datenblatt. Dort 
sieht man z.B. dass für einen Drainstrom von 5mA eine Ugs von -2V 
notwendig ist.
Also wird der Sourcewiderstand zu 2V/5mA = 400 Ohm. Dadurch hebt sich 
das Potential der S auf 2V, das Gate liegt quasi auf Masse und die 
Bedingungen stimmen.
RD berechnest du dann so, dass U_RD und U_DS etwa gleich groß sind, 
damit ein maximal großer Aussteuerbereich möglich wird.

Beispiel bei V+ =10V:
Da noch 8V übrig sind zwischen V+ und Source, wird der RD so 
dimensioniert, dass bei 5mA die Hälfte, also 4V, an RD liegen. RD = 
4V/5mA = 800 Ohm.
Die Verstärkung ist nun leider nur noch RD/RS, aber durch 
Parallelschalten eines C über RS wird sie wieder groß. Oder durch 
Vergrößern von RD. Dann wird aber der Arbeitspunkt auch weiter unten 
liegen - bei Kleinsignalaussteuerung ist das aber kein Problem. Ev. 
zusätzlich V+ größer machen.

Autor: Michael H* (Gast)
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du bist student, hm? titze/schenk ist zu "praktisch" für dich. versuchs 
doch mal in ner vorlesung zu schaltungstechnik

Autor: joep (Gast)
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>du bist student, hm? titze/schenk ist zu "praktisch" für dich. versuchs
>doch mal in ner vorlesung zu schaltungstechnik

Was für ein überflüssiges Kommentar. Manchmal wunderts mich echt woher 
manche Leute ihre Vorstellungen haben.

Autor: Arno H. (arno_h)
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Die AppNotes von Vishay/Siliconix sind brauchbare Literatur:
http://www.vishay.com/fets-small-signal/ssfanp/


Arno

Autor: Eric Seewald (Gast)
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Danke an HildeK

Super Beitrag

Autor: FET (Gast)
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Hallo HildeK

Ich muß auch die Widerstände berechnen von der Schaltung die du 
gezeichnet hast.

Es sind die Werte U, Idss, Vp, Uds und Id gegeben.

Als erstes habe ich angenommen dass Rg=0 Ohm ist. So habe ich Rd und Rs 
berechnet.

Jetzt fehlt mir aber noch der Wert für Rg, wie könnte ich den berechnen.

MfG

Autor: Arno H. (arno_h)
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Hier wird fast immer als Standardwert 1MOhm genommen.
Rg kann auch größer gewählt werden, der Spannungsabfall durch den 
Gate-Leckstrom verschiebt aber bei zu großen Widerständen den 
Arbeitspunkt. Als Anhaltswert für das Maximum habe ich mal 0,5V bei 
maximalem Igss gelesen.

Arno

Autor: HildeK (Gast)
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FET (Gast) schrieb:
>Jetzt fehlt mir aber noch der Wert für Rg, wie könnte ich den berechnen.

Rg braucht nicht berechnet werden. Idealerweise fließt durch das Gate 
kein Strom, real natürlich ein sehr kleiner - im nA-Bereich und mit der 
Temperatur steigend. (BF245: 5nA(25°C) ... 500nA (125°C)).
Bei normalen Temperaturen sind wir jenseits von der Grenze, wo das ein 
Rolle spielt, selbst ein Gatewiderstand von 1Meg verursacht nur eine 
Verfälschung am RS von 5mV (25°C). Ich vermute aber sogar einen 
Ausgleich, so dass im Endeffekt noch weniger übrig bleibt.
Deshalb der pauschale Rat: nimm einen Widerstand, der so klein wie 
möglich ist, der aber die Quelle kaum belastet. Der absolute Wert geht 
in den Arbeitspunkt praktisch nicht ein.
Notwendig ist der Rg nur, wenn das Gate kapazitiv angekoppelt wird, bei 
einem Anschluss eine niederohmigen Quelle (z.B. dyn. Mikro) braucht man 
weder C noch den Rg.

Autor: FET (Gast)
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Danke

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