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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MOSFET RDS RDSon


Autor: Hanno (Gast)
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Hallo Leute,

ich hätte da eine klitzekleine Frage: Kann mir jemand erklären, was die 
beiden oben genannten Begriffe bedeuten? Haben die die selbe Bedeutung, 
oder hat das "...on" schon seine eigene Bedeutung?
Danke&LG
Hanno

Autor: 3366 (Gast)
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Der Drain Source Widersatnd im eingeschalteten Zustand. Der sollte 
moeglichst tief sein. Die Verlustleistung ist I-Quadrat * R.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  3366 (Gast)

>Der Drain Source Widersatnd im eingeschalteten Zustand. Der sollte
>moeglichst tief sein.

Sagen wir mal niedrig. Tief sind Meere, Täler und manchmal ein Dekolleté 
;-)

MfG
Falk

Autor: Hanno (Gast)
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Vielen Dank,

wenn ich also eine Versorgungsspannung mit einem Mosfet schalten möchte, 
um dann würde eine Spannung an diesem RDS_on abfallen???

Autor: BerndB (Gast)
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Ja

Autor: Tom (Gast)
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und dieser Spannungsabfall ist I * Rdson.

Beispiel: Rdson = 4 mOhm und I = 10 A, ergibt 0,04 V Spannungsabfall.

Autor: Hanno (Gast)
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40mV wäre zu verkraften.
allerdings habe ich noch eine kleine Frage. Ich habe vorhin gelesen: 
"...wodurch eine npn-Struktur entsteht, die vorerst keinen Stromfluss 
zulässt (vgl. npn-Transistor: ohne Basisstrom ist der Transistor 
gesperrt)."
Ich dachte immer, ein npn ist leitend wenn die basis auf GND liegt, 
sprich kein strom fliesst? Irre ich mich da?
Vielen dank nochmal an alle
LG Hanno

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Hanno (Gast)

>"...wodurch eine npn-Struktur entsteht, die vorerst keinen Stromfluss
>zulässt (vgl. npn-Transistor: ohne Basisstrom ist der Transistor
>gesperrt)."

Wo stand das? In welchem Zusammenhang?

>Ich dachte immer, ein npn ist leitend wenn die basis auf GND liegt,
>sprich kein strom fliesst? Irre ich mich da?

Er irrt.

MFG
Falk

Autor: Hanno (Gast)
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hi Falk, werde nicht ganz schlau, wer irrt?

http://de.wikipedia.org/wiki/MOSFET

unter dem Punkt: Grundsätzlicher Aufbau am Beispiel eines 
selbstsperrenden n-Kanal-MOSFETs

kannst du das vielleicht näher erleutern?

gruss Hanno

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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Hanno wrote:
> hi Falk, werde nicht ganz schlau, wer irrt?
>
> http://de.wikipedia.org/wiki/MOSFET
>
> unter dem Punkt: Grundsätzlicher Aufbau am Beispiel eines
> selbstsperrenden n-Kanal-MOSFETs
Mooooment! Ein "npn" ist ein Bipolartransistor und kein MOSFET!

"n-Kanal" ist nicht gleich "npn".

Und ob ein MOSFET bei U_GS = 0 leitet oder nicht, hängt nicht davon 
ab, ob es ein n-Kanal- oder ein p-Kanal-Typ ist, sondern ob es ein 
selbstsperrender (Enhancement Mode) oder ein selbstleitender (Depletion 
Mode) MOSFET ist.

Und die Aussage "Basis auf GND" ist ziemlich wertlos, solange nicht 
angegeben wird, auf welchem Potenzial sich die anderen Anschlüsse 
befinden. Gesteuert wird beim npn-Transistor durch einen Strom, der von 
der Basis zum Emitter fließt, und wenn der Emitter ein Potenzial 
annimmt, das niedriger ist als "GND" (was auch immer das sei), dann kann 
auch ein Basisstrom fließen.

Die in dem Artikel angesprochene Sache bezieht sich soweit ich das auf 
die Schnelle überblicke auf bestimmte Effekte im MOSFET, die u.a. dafür 
sorgen, dass unterhalb einer gewissen Gate-Source-Spannung gar nicht 
viel passiert. Ist die Schwellenspannung (U_GSTh, 
Gate-Source-Threshold-Spannung) überschritten, dann kann ein Strom 
fließen.

Autor: crazy horse (Gast)
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"Ist die Schwellenspannung (U_GSTh,
Gate-Source-Threshold-Spannung) überschritten, dann kann ein Strom
fließen."

So ist das auch nicht. Es wird einfach ein Strom festgelegt, für den 
eine gewisse Spannung Ugth erforderlich ist. Was nicht heisst, dass bei 
weniger Spannung kein Strom fliesst.

Autor: yalu (Gast)
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> Ich dachte immer, ein npn ist leitend wenn die basis auf GND liegt,
> sprich kein strom fliesst? Irre ich mich da?

Ein NPN leitet dann, wenn ein Strom in die Basis hineinfließt.

> "...wodurch eine npn-Struktur entsteht, die vorerst keinen Stromfluss
> zulässt (vgl. npn-Transistor: ohne Basisstrom ist der Transistor
> gesperrt)."

> Mooooment! Ein "npn" ist ein Bipolartransistor und kein MOSFET!
>
> "n-Kanal" ist nicht gleich "npn".

Ein MOSFET ist zwar aus Anwendungssicht kein Bipolartransistor, hat aber
Ähnlichkeiten im Aufbau, deswegen ist von einer NPN-"Struktur" die Rede.
Nicht nur die Reihenfolge der n- und p-dotierten Gebiete ist gleich,
sogar der Dotierungsgrad ist beim selbstsperrenden MOSFET ähnlich.
Wahrscheinlich könnte man deswegen einen MOSFET mit getrennt
herausgeführtem Substratanschluss tatsächlich als (schlechten)
Bipolartransistor missbrauchen, der Substratanschluss ist dabei die
Basis, das Gate wird nicht verwendet.

Es geht in dem Wikipedia aber nicht darum, einen MOSFET als
Bipolartransistorersatz zu nutzen. Vielmehr soll der Vergleich zeigen,
warum der selbstsperrende n-Kanal-MOSFET von sich aus nicht leitet: Bei
üblicher Beschaltung wird der Substratanschluss (also die "Basis") auf
niedrigerem oder gleich hohem Potenzial gehalten wie Drain und Source
("Kollektor" und "Emitter" oder auch umgekehrt). Damit kann kein
"Basisstrom" fließen, der Transistor sperrt also. Leitend wird er erst
bei Benutzung des vierten Anschlusses, des vom Rest der Anordnung
isolierten Gates, über das ein elektrisches Feld erzeugt wird. Der
Unterschied zwischen Bipolartransistor und MOSFET liegt also trotz des
ähnlichen Aufbaus darin, dass der "Bipolareffekt" durch das niedrige
Substratpotenzial absichtlich unterdrückt und durch das hinzugefügte
Gate der Feldeffekt hervorgerufen wird.

Bei fast allen diskreten MOSFETs ist das Substrat intern mit Source
verbunden. Das ist sinnvoll, weil beim n-Kanal-MOSFET Source
normalerweise auf dem niedrigsten Potenzial liegt, so dass damit der
"Bipolareffekt" unterbunden wird. Wird allerdings die Drain-Source-
Spannung umgepolt, liegt Source und damit auch das Substrat auf höherem
Potenzial als Drain, so dass tatsächlich ein Substratstrom fließt. Der
MOSFET verhält sich jetzt wie ein Biploartransistor, bei dem Kollektor
und Basis verbunden sind:
   D
   |
   ^
    \|
     |--. B (intern)
    /|  |
   /    |
   |    |
   +----'
   |
   S

Drain wird dabei zum Emitter, Source zum Kollektor. Es fließt ein Strom
vom Substrat (B) nach Drain und zusätzlich ein um den Stromverstärkungs-
faktor des "Biploartransistors" vervielfachter Strom von Source nach
Drain. Ich vermute, dass der Stromverstärkungsfaktor sehr klein ist
(vielleicht ähnlich wie derjenige eines Biploartransistors im Invers-
betrieb, vielleicht sogar kleiner als 1), so dass der "Kollektorstrom"
nicht viel größer oder vielleicht sogar kleiner als der "Basisstrom"
ist.

Die oben gezeichnete Anordnung verhält sich nach außen hin wie eine
gewöhnlichen PN-Diode. Das ist dann die altbekannte Substrat- oder
Body-diode diskreter MOSFETs. Diese wird also nicht etwa absichtlich als
zusätzliches Bauteil in den MOSFET eingebaut, sondern ergibt sich
zufällig aus seiner internen Struktur und der Verbindung vom Substrat
mit Source.

Für selbstleitende MOSFETs kann der Vergleich mit dem Biploartransistor
übrigens nicht angewendet werden, da sie zwar ebenfalls eine
NPN-Struktur haben, der Dotierungsgrad der einzelnen Gebiete aber ein
anderer ist. Deswegen leiten sie trotz des fehlenden "Basisstroms".

Autor: Atmega8 Atmega8 (atmega8) Benutzerseite
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> Was bedeutet RDSon ?

R - Widerstand
DS - zwischen Drain und Source
on - wenn der Mosfet an ist (leitet).

Autor: Johannes M. (johnny-m)
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@Yalu:
OK, ich hatte den Wikipedia-Artikel wie gesagt nur überflogen. Thx für 
die ausführliche Korrektur.

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