Hallo,
ich möchte per Mikrocontroller 5V / 1A schalten, Schaltfrequenz so im
Bereich 100Hz bis 1kHz. Da Transistorschaltungen noch etwas Neuland für
mich sind, habe ich mich ein wenig umgesehen und diesen Schaltungsaufbau
hier gefunden:
(5V)
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| | Verbraucher
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_____| |_||'-_ MOSFET
|______| ||'-^
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(GND)
Ein n-MOSFET flog hier noch in der Schublade rum, also hab ich's
aufgebaut (Gatewiderstand habe ich 1 kOhm genommen) und es funktioniert
anscheinend auch. Allerdings glaube ich, dass mein Mosfet etwas
überdimensioniert ist, lieg ich damit richtig?
Datenblatt ->
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlms2002.pdf
Insbesondere bin ich mir hier nicht so ganz sicher:
# Gate Treshold Voltage 0,6V...1,2V
-> Da würde mir doch jeder Wert <3,3V reichen, oder?
# Continious Drain Current @ VGS 4,5V = 5,2A
-> Würde mir da nicht 1A oder knapp mehr reichen (bei 3,3V)?
# Power Dissipation @ 70°C = 1,3W
-> Mit I_drain² * RDS(on) = (1 A)² * 0,025 Ohm = 25 mW liege ich da
extrem weit drunter. Habe ich richtig berechnet? 25mW kommt mir sehr
wenig vor...
# Schaltgeschwindigkeit...an welchen Angaben im Datenblatt kann ich die
ablesen? In dem oben verlinkten Datenblatt finde ich dazu nichts.
Danke für jede Hilfe!
argus schrieb: > ich möchte per Mikrocontroller 5V / 1A schalten Was für eine Last? > http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir... > # Gate Treshold Voltage 0,6V...1,2V > -> Da würde mir doch jeder Wert <3,3V reichen, oder? Nein! Der RDSon nimmt mit geringer Gate Spannung zu und max. Strom nimmt mit geringer Gate Spannung ab. > # Continious Drain Current @ VGS 4,5V = 5,2A > -> Würde mir da nicht 1A oder knapp mehr reichen (bei 3,3V)? VGS = Gatespannung d.h. bei VGS=4,5V max 5,2A Dennoch würde hier ein kleinerer Typ reichen. > # Power Dissipation @ 70°C = 1,3W > -> Mit I_drain² * RDS(on) = (1 A)² * 0,025 Ohm = 25 mW liege ich da > extrem weit drunter. I_drain² * RDS(on) = (1 A)² * 0,045 Ohm = 45 mW Man sollte die 1,3W keinesfalls ausreizen. Diese sind sicher auch vom Leiterplattenlayout abhängig. > # Schaltgeschwindigkeit...an welchen Angaben im Datenblatt kann ich die > ablesen? In dem oben verlinkten Datenblatt finde ich dazu nichts. Deine Schaltgeschwindigkeit ist vom Widerstand vorm Gate abhängig und kann vereinfacht als RC-Glied angesehen werden. Rechne mal mit 2nF bei deinem Kondensator (Angabe Datenblatt: Input Capacitance = 1310pF). Berechnung zur Geschwindigkeit dann wie hier: http://de.wikipedia.org/wiki/RC-Glied Abschätzung: tau = 2nF * 1kohm = 2µs Deine Schaltfreq: T = 1/1kHz = 1ms Bei dir ist 4*tau << T daher passt es.
Ach, blöd, sehe gerade ein Problem. Ich habe die Schaltung mit einem 10 Ohm Widerstand anstelle des eigentlichen Verbrauchers getestet. Der Verbraucher hängt wie oben zu sehen zwischen 5V und Drain. Source ist mit Masse verbunden. Aber der Verbraucher ansich hängt im Endaufbau am gleichen Massepotential wie die Source vom Mosfet, damit würde ich ja Drain und Source kurzschließen und der Mosfet ist quasi überbrückt. D.h., ich bräuchte einen p-Kanal-Mosfet, und lege dort dann die 5V an Source und den Verbraucher zwischen Drain und Masse, richtig?
Vielen Dank für die Antwort! Das macht schon einmal einiges klarer. > Was für eine Last? Verbraucher ist ein Antennenverstärker. >> # Gate Treshold Voltage 0,6V...1,2V >> -> Da würde mir doch jeder Wert <3,3V reichen, oder? > Nein! > Der RDSon nimmt mit geringer Gate Spannung zu und max. Strom nimmt mit > geringer Gate Spannung ab. Ich dachte, die Gate Treshold Voltage ist die Gate/Source-Spannung, ab der der Mosfet durchschaltet, ist das falsch? Habe das nämlich mal gemessen, und bin dabei auf eine Spannung in diesem Bereich gekommen.
argus schrieb: > D.h., ich bräuchte einen p-Kanal-Mosfet, und lege dort dann die 5V an > Source und den Verbraucher zwischen Drain und Masse, richtig? Ja soweit richtig. Allerdings brauchst du, wenn deine Steuerspannung nur 3,3V ist, noch einen Pegelumsetzter. Also einfach ein kleiner Transistor, der die 0-3,3V auf 0-5V umsetzt. Hier: Pegelwandler 3.3V -> 5V
@ argus: > > Ich dachte, die Gate Treshold Voltage ist die Gate/Source-Spannung, ab > der der Mosfet durchschaltet, ist das falsch? Nein, das ist richtig. Und laut Datenblatt genügen 2.5V, um GARANTIERT den Nennstrom des Fet zu erbringne (d.h. Serienschwankungen sind da schon eingerechnet). Typisch reichen 1.5 V Ugs für mehr als 1A Drainstrom. > Habe das nämlich mal gemessen, und bin dabei auf eine Spannung in diesem > Bereich gekommen. Korrekt.
argus schrieb: > Ich dachte, die Gate Treshold Voltage ist die Gate/Source-Spannung, ab > der der Mosfet durchschaltet, ist das falsch? Ab da fängt er an durchzuschalten, aber das ist ein weicher Übergang. Denn Nennstrom kann er bei VGSth sicher noch nicht leiten.
Nochmals vielen Dank! Habe mich mit den Infos jetzt noch etwas weiter umgeschaut, werde es wohl mit Teilen wie diesen hier machen - n-Kanal & p-Kanal MOSFET in einem Gehäuse, müssten beide von den Werten her passen. Den n-Kanal-Typ dann für den Pegelwandler, der p fürs Schalten. Zumindest der IRF ist auch leicht zu bekommen (Angelika & Co.): http://www.fairchildsemi.com/ds/FD/FDC6327C.pdf http://www.adrirobot.it/datasheet/transistor/pdf/irf7389.pdf Eine dumme Nachfrage habe ich allerdings noch, weshalb ist beim Aufbau mit p-Kanal-MOSFET, 5V an Source sowie Last zwischen Drain und Masse der Pegelwandler erforderlich? Beim Aufbau oben im ersten Beitrag mit n-MOSFET, wo die Last zwischen 5V und Drain hängt, geht es ja ohne. Wahrscheinlich habe ich gerade entweder ein Brett vor dem Kopf oder noch eine peinliche Wissenslücke, aber ich kann mir den Grund nicht klar machen.
Hier ist ein p-Kanal Mosfet gut erklärt: http://www.sprut.de/electronic/switch/pkanal/pkanal.html Du musst dir dann noch die Spannung vom Controller klarmachen, oder ausdrucken und einzeichnen. Dann wirst du sehen warum es nicht anders geht. Es ist schon so, dass du am Ausgang deiner Schaltung 3,3V hast?
>Eine dumme Nachfrage habe ich allerdings noch, weshalb ist beim Aufbau >mit p-Kanal-MOSFET, 5V an Source sowie Last zwischen Drain und Masse der >Pegelwandler erforderlich? das bezog sich nicht so sehr auf den P-Kanal, sondern auf die 3,3V-Ansteuerspannung. Wenn der Mosi bereits bei 3,3V ausreichend stromtragfähig wird (entsprechend worstcase Werten in Datenblatt), dann brauchste keinen Pegelwandler
argus schrieb: > Ich dachte, die Gate Treshold Voltage ist die Gate/Source-Spannung, ab > der der Mosfet durchschaltet, ist das falsch? Die Rahmenbedingungen für diesen Wert stehen im Datasheet drin: Vds=Vgs, Id=250µA, d.h. ein Drainstrom von 250µA wird ab 0,6-1,2V durchgelassen und dabei gehen ebensolche 0,6-1,2V zwischen Drain und Source drauf. Für mehr Strom und/oder niedrigere Vds wird mehr Gatespannung benötigt als dieser Wert, denn ein MOSFET ist kein digitales Bauteil, das nur Ein/Aus kennt.
Jens G. schrieb: > das bezog sich nicht so sehr auf den P-Kanal, sondern auf die > 3,3V-Ansteuerspannung. Wenn der Mosi bereits bei 3,3V ausreichend > stromtragfähig wird (entsprechend worstcase Werten in Datenblatt), dann > brauchste keinen Pegelwandler Leider falsch. Zum Ausschalten brauchst du U_GS = 0V und die kannst du, wenn U_Source = 5V, ist nur mit 5V erreichen. Bei 3,3V geht er nicht ganz aus.
Nochmal vielen Dank, vor allem auch für den Link...für einen Transistor-DAU wie mich ist es da sehr gut beschrieben ;) Das Wissen steht zwar noch auf ziemlich wackeligen Beinen, aber ich weiß jetzt zumindest schonmal, wie ich es anzustellen habe!
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