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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik P-MOSFET Problem mit der Ansteuerung


Autor: Lukas B. (lukas-1992) Benutzerseite
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Hallo,

irgendwie hab ich so meine Probleme mit dem P-Mos. N-Mos Fets sind 
mittlerweile für mich kein Problem um sie Anzusteuern, allerdings 
scheittere ich gerade an einer absolut primitiven schaltung: siehe 
Anhang.

Für eine kleine Schaltung welche einen Motor ein und ausschalten soll 
(Motor mit 12V, 7A). Normalerweise würde ich einen N-FET nehmen, leider 
habe ich keinen der diesen Strom aushält und so muss ich jetzt einen 
P-Mos nehmen.

Dazu habe ich erst mal ein simmpler Versuchsaufbau (siehe Anhang) 
gemacht. Bei dem mir aufgefallen ist:
Wenn ich das Gate mit GND verbinnde leuchtet die LED, Wenn ich das Gate 
mit +5V verbinde ist die LED aus. Ich begreif das einfach nicht, dem 
Datenblatt (Ugs, Ids) zufolge müsste ich doch ne negative Spg am Gate 
anlegen damit der FET voll durchsteuert.

Entweder steh ich grad auf dem Schlauch oder ich hab da was im Theorie 
unterricht verpennt.

Kann mir jemand erklären was ich falsch mache?
Der Mos-Fet ist ein RFG30P06.
Datenblatt: 
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchil...

Ich möchte zukünnftig den FET mit einem PIC ansteuern, dazu benötige ich 
einen Treiber richtig? , ich werde ihn diskret aufbauen, --> werde mal 
nach einer P-FET Treiberstufe Googeln....

Grüße Lukas

: Verschoben durch Admin
Autor: Peter Roth (gelb)
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Die Gate-Spannung bezieht sich auf die Source. 0V sind gegenüber 5V 
negativ.

Oder benenne deine Versorgung um: 5V => GND, GND => -5V

Grüße, Peter

Autor: Dennis (Gast)
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Die Gatespannung wird immer auf das Source-Potential bezogen, und Source 
liegt nunmal auf +5V, und dann ist Ugs = -5V wenn man das Gate auf 0 
Volt legt.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Lukas B. schrieb:
> (Motor mit 12V, 7A).
Achte auf einen niedrigen R_DSon.
Das ist der Widerstand des Fets im eingeschalteten Zustand.
Sonst ist die Verlustleistung zu hoch:
P = I² * R_DS

> Normalerweise würde ich einen N-FET nehmen, leider habe ich keinen der
> diesen Strom aushält und so muss ich jetzt einen P-Mos nehmen.
Für hohe Ströme sind N-Fets besser bzw. billiger.


> Wenn ich das Gate mit GND verbinnde leuchtet die LED, Wenn ich das Gate
> mit +5V verbinde ist die LED aus.

> dem Datenblatt (Ugs, Ids) zufolge müsste ich doch ne negative Spg am Gate
> anlegen damit der FET voll durchsteuert.

Wenn V_GS (=V_Gate-Source) negativ ist, dann liegt an Source eine höhere 
Spannung an als an Gate. Genau diesen Fall hast du. (S =5V; G =0V)
Also ist alles in Ordnung.

http://www.sprut.de/electronic/switch/pkanal/pkanal.html


> Ich möchte zukünnftig den FET mit einem PIC ansteuern, dazu benötige ich
> einen Treiber richtig?

Nur wenn du eine PWM machen möchtest.
Allerdings ist es sinnvoll V_GS zu erhöhen, da die meisten Fets mit 5V 
noch nicht durchschalten und die Verluste so höher sind. Dazu einfach 
einen NPN Transistor und einen Pull-Up nehmen.

Bei deinem Transistor RFG30 dürfte es gerade so langen.

Autor: Lukas B. (lukas-1992) Benutzerseite
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Danke an Dennis und Peter, genau das wollte ich wissen!

EDIT: und danke an Alexander

nur noch am Rande gefragt:
Angennommen ich steure den FET voll durch, und schicke einen Strom von 
10A drüber dann werden 6,5 Watt am Fet verheizt (RDSon = 0.065Ohm)

P = I^2*R = 6,5W.

Wärs vielleicht besser einen NPN Transistor zu nehmen, den Verlusten 
wegen:

Uce @ besättigt <200mV abhänig von Transe
Ic = 10A

P = U*I = 2W

Warum nimmt den alle Welt (meist) einen FET für Schaltbetriebe?


Grüße Lukas

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Lukas B. (lukas-1992)

>Angennommen ich steure den FET voll durch, und schicke einen Strom von
>10A drüber dann werden 6,5 Watt am Fet verheizt (RDSon = 0.065Ohm)

Ja.

>Wärs vielleicht besser einen NPN Transistor zu nehmen, den Verlusten
>wegen:

Nein.

>Warum nimmt den alle Welt (meist) einen FET für Schaltbetriebe?

Weil es viele MOSFETS gibt, die DEUTLICH weniger als 65mOhm haben. Und 
selbst die sind recht wenig, mit einem kleinen Kühlkörper keine Problem.

Siehe Mosfet-Übersicht.

MfG
Falk

Autor: Marcus Müller (marcus67)
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Bei 10A nur < 200mV Uce - das halte ich für ein Gerücht.

Rechne lieber mal mit 0,7-1V Uce bei diesen Strömen.

Hinzu kommt ein Basisstrom von sicherlich 100-200mA da bipolare 
Leistungstransistoren in diesem Strombereich keine besondere 
Stromverstärkung mehr haben.

Gruß, Marcus

Autor: Lukas B. (lukas-1992) Benutzerseite
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Falk Brunner schrieb:
> @  Lukas B. (lukas-1992)
>>Wärs vielleicht besser einen NPN Transistor zu nehmen, den Verlusten
>>wegen:
>
> Nein.
>

Die Frage habe ich auf meine Anwendung bezogen, den bei fast 7Watt 
Verlustleistung komm ich um einen Kühlkörper nicht herum...
Und der Kühlkörper wird verhältnissmäßig groß werden.
Die Schaltung sollte in eine Kleine Verteilerdose Passen also ca 7x7cm 
und dann wirds eben knapp. Ich bin am überlegen ob ich nicht ein Relais 
nehmen soll. Hätte weniger Verluste allerdings immer einen gewissen 
Steuerstromfluss ~20mA aber wenn ich den 7Watt ins Auge sehe wirds woll 
besser sein, da nicht öfters als 5x in der Stunde Geschalten wird.

>>Warum nimmt den alle Welt (meist) einen FET für Schaltbetriebe?
>
> Weil es viele MOSFETS gibt, die DEUTLICH weniger als 65mOhm haben. Und
> selbst die sind recht wenig, mit einem kleinen Kühlkörper keine Problem.
>
> Siehe Mosfet-Übersicht.
>
> MfG
> Falk

Ja mir ist bekannt das es MOS-FET Typen gibt die deutlcih unter 10mOhm 
RDSon haben (preiswerter gibts diese aber nur in N-Kanal oder?).

Gruß
Lukas

Autor: Peter Roth (gelb)
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> Warum nimmt den alle Welt (meist) einen FET für Schaltbetriebe?

- weil es auch FETs mit wenigen mOhm gibt
- weil der Bipolartransistor in deinem Fall schon hunderte mA an 
Basisstrom braucht, während der FET sich mit dem Umladen seiner 
Gate-Kapazität begnügt.

Du solltest also lieber einen FET kaufen, der zu deiner Anwendung passt, 
sonst hast du nichts davon. Z.B. IRL3803, der auch bei 5V Versorgung gut 
durchsteuert und nur 6mOhm hat. Mit 300mW Verlust bei 7A Motorstrom wird 
er auch ohne Kühlkörper nicht mal richtig warm.

Grüße, Peter

Autor: Lukas B. (lukas-1992) Benutzerseite
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Ich glaub ich werd mal in meiner Kiste mit ausgeschlachteten PC-NT 
nachsehen und schauen ob ich einen Passenden Leistungs FET finde.
Aber heute nicht mehr morgen muss ich zum Praktikum...

Danke @ all!
Grüße Lukas

Autor: H.Joachim Seifert (crazyhorse)
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Naja, in alten Netzteilen wirst du nicht besonders geeignete Typen 
finden,
aber schau mal auf Motherboards im Bereich der Stromversorgung.

Autor: Mike C. (chaosmike)
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Hey Leute
Bräuchte  mal euer fachmännisches Wissen, und zwar geht es darum wie
man mit einem LM3915 ein MosFet ansteuert ?

Hoffe jemand hat da ne Idee .
P.S. Hab schon mit nem Transistor und nem Widerstand probiert, das stört
leider die Anzeige am LM3915.


DANKE
Mit freundlichen Grüssen
Mike.C

Autor: mhh (Gast)
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-----------------------  + 12V (z.B.)
 |    |
 R    E
 |-B    pnp-Transistor
   |  C------                 R=1kOhm oder so
   |        |
   |       R/2  |------
  LED       |   D
   |        |--G   Mosfet
   |        R   S
 LM3915     |   |
             GND

Autor: Mike C. (chaosmike)
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Hey

Leider funktioniert die Schaltung auch nicht, denke dass du ja weisst 
dass der LM3915 mit  negativen Signalen an den Ausgängen arbeitet, das 
heisst die LED muss mit der Cathode an den LM3915 angeschlossen werden 
muss.

Vielleicht hat ja jemand noch ne Idee.

P.S - An den MosFet's liegt es nicht den die anderen Funktionen können 
die MosFet's schalten.

Vielen Dank trotzdem

Autor: mhh (Gast)
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Da kann ich Dir nicht ganz folgen.

Wenn LED leuchtet, steuert der PNP-Transistor durch (er bekommt 
Basisstrom in Höhe des LED-Stromes) und der Mosfet bekommt dadurch 
Gatespannung. Was soll da nicht funktionieren?

Das was Du mit dem Mosfet steuern willst muss dann natürlich zwischen 
Drain und einer positiven Betriebsspannung liegen.

Also was geht wie nicht?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Autor: Mike C. (chaosmike)
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mhh ->
Tja weiss auch nicht warum das nicht klappt, hab mehrere pnp 
Transistoren und Widerstände ausprobiert.Sogar die Ersatzschaltung von 
einem pnp Transistor hab ich probiert.

Was ist dieser R/2, ist das der Vorwiderstand am G des MosFet's.

Danke sehr trotzdem, ich spiel einfach noch ein wenig mit irgendwelchen 
elektronischen Bauteilen herum, vielleicht finde ich doch noch ne 
Lösung.

Tschüss

Autor: Jens G. (jensig)
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Pin 11 hat intern noch eine Sonderbedeutung - ich würde dort einfach 
noch eine rote LED mit in Serie schalten, um echtes LED-Feeling im IC zu 
simulieren.

Autor: mhh (Gast)
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>Was ist dieser R/2, ist das der Vorwiderstand am G des MosFet's.

Wenn R=1kOhm, doll dieser R/halbe, also ca. die Hälfte haben
(470 oder 510 Ohm).

Damit ist die Gatespannung 2/3 der Betriebsspannung = 8V.

Autor: Mike C. (chaosmike)
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Ja aber damit der MosFet auch bei 0 am Gate bleibt, habe ich ein bissien 
herum probiert und bin so, bei 12V Betriebsspannung auf einen Widerstand 
der von G auf GND führt 100kOhm und der Vorwiderstand der von XYZ auf 
das Gate kommt so umm 33Ohm, der ist so niedrig und der andere so hoch 
damit das ein und ausschalten nicht verzögert bzw, einem so vorkommt als 
würden sie gedimmt ausgehen, und das funktioniert bestens.

Brauch eben nur ne Schaltung die die gleichen Signale wie der Lm3915 
aussendet nur mit positivem signal.

(Das ganze ist mit meiner PS3 nachher verbunden (Sound gesteuert) kennst 
du denn vielleicht einfach ne Verstärker schaltung mit positivem ausgang 
und MosFet ansteuer fähig ? )

Danke

Autor: mhh (Gast)
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Ist das so schwierig mal mehr Informationen zu geben? Wieviel Strom? Was 
soll damit geschalten werden? Rätselraten kostet unnötig Zeit.

Wenn Du den Mosfet wegläßt, hast Du am Collector des PNP-Transistors 
Dein positives Signal, was knapp der Betriebsspannung des LM3915 
entspricht.

Autor: Mike C. (chaosmike)
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Der Strom liegt bei mindestens 1A und erreicht bis zu 3A/3.5A , damit 
wird ne Led Kette betrieben mit 4 verschiedenen Farben.
(ja das ist viel für Led's, sind aber auch so um die 220 stück£)

Autor: mhh (Gast)
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Da ist es doch egal ob Du gegen Masse oder GND schaltest. Gegen GND hast 
Du noch den Vorteil, mehr LEDs in Reihe gegen eine höhere 
Versorgungsspannung zu schalten, was den Strom reduziert der geschalten 
wird.

Ich sehe das Problem nicht was Du zu haben scheinst.

Autor: Mike C. (chaosmike)
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Ist schon gut, Danke dir aber für deine Hilfe.
(-;

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