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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOS-FET Betriebsspannung schalten bei Verstärkerschaltung?


Autor: Tommy (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe folgendes Problem.
Ich habe eine Verstärkerschaltung entwickelt für eine I/O Schnittstelle 
mit max. 1mA Ausgangsleistung.

Dieser Schaltplanschnipsel dient im großen und ganzen zur Invertrierung, 
Potentialtrennung sowie Verstärkung auf 24V/1A.

Nun mein Problem:

Ich habe den MOS-FET BUZ72A verwendet, was bekanntlich ein NPN ist.

Wie ich bisher rausgefunden habe, kann ich mit diesem nur die Masse 
durchschalten.

Dies soll jedoch geändert werden, sodass ich z.b. 8 Klemmen habe, die 
ich mit der Schaltung unterschiedlich auf High (24V) und Low (0V) 
schalten kann.
Mir ist bewusst, um einen FET komplett zu sperren benötigt man 
theoretisch eine negative Spannung, für meine Zwecke reichen 0V jedoch 
aus.

Zusammengefasst benötige ich folgende Info:

Wie ist es Möglich, mit einem FET eine Betriebsspannung auf eine Klemme 
zu schalten (max. 1A)?


Vielen Dank für eure Hilfe!

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Dafür musst du einen PMOS Transistor-nehmen.

Source an +24V, Drain ist Ausgang

Gateansteuerung: +24V(aus) und +12V(ein).
Schaltung: NPN-Transistor wie gehabt. Spannungsteielr(2 Widerstände) vom 
Kollektor nach +24V. Das Gate des PMOS an den Spannungsteiler 
anschließen. Zusätzlich eine Z-Diode mit 12V oder 15V als 
Schutzschaltung zwischen Gate und Source schalten

Autor: Jens G. (jensig)
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>Ich habe den MOS-FET BUZ72A verwendet, was bekanntlich ein NPN ist.

Das ist bekanntlich kein npn. Aber auch kein pnp. Das ist ein Mosfet, da 
gibt's nicht solche Schichtfolgen. Da heist das N-Kanal, oder P-Kanal. 
Der BUZ72 ist ein N-Kanal.

>Mir ist bewusst, um einen FET komplett zu sperren benötigt man
>theoretisch eine negative Spannung, für meine Zwecke reichen 0V jedoch
>aus.

Nein. Übliche Leistungsmosfet sperren bei 0V genau so gut wie bei 
negativen Spannungen. Irgendwo über 0V geht es dann schleichend in den 
leitenden Zustand über (abhängig von Typ).

Ansonsten so wie schon Helmut geschrieben (P-Kanal nehemn).
Übrigens brauchste eigentlich keinen zusätzlichen T zw. Optokoppler und 
Mosfet. Die OK haben den Vorteil, daß die kein Bezugspotential brauchen, 
und somit in Emitter- wie auch Kollektoschaltung beschalten lassen. 
Insofern kannst Du damit auch die gewünschte Invertierung erreichen, je 
nach dem, ob dessen Arbeitswiderstand am C oder am E ist.

Autor: Tommy (Gast)
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Hey,

erstmal vielen Dank für eure Antworten!!

@Helmut: hast du es in etwa so gemeint wie im angehängten Schaltplan?
Bitte beachtet nicht die Bauteile, es soll nur eine Prinzipschaltung 
darstellen. Unter anderem habe ich zur Anschauung wieder den BUZ72A 
verwendet.
Damit komme ich gleich zu meiner nächsten Frage:
Kannst du mir eventuell einen P-FET nennen der meinen Anforderungen 
entspricht? (+24V, min. 1A).

Weiterhin: was genau hat die von Dir erwähnte Z-Diode für eine Aufgabe? 
bei einem 50:50 Spannungsteiler, habe ich doch entweder 24V oder 12V am 
Gate!? Das würde nach deiner Aussage ja geschalten/gesperrt bedeuten.

Zur letzten Frage: Ich blicke bei dem P-FET nicht so ganz durch. Warum 
schaltet der bei 12V und 24V? War beim P-FET nicht eigentlich was mit 
negativen Spannungen am Gate?

@Jens: Ebenfalls nochmal Danke für deine Berichtigungen. Mir ist 
natürlich bewusst, wie ein FET Bezeichnet wird, nur habe ich in der Eile 
versehentlich mit Transistorbezeichnungen gearbeitet. Tut mir leid :)

Vielen Dank nochmal, für Eure Hilfe!

Autor: Jens G. (jensig)
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>@Jens: Ebenfalls nochmal Danke für deine Berichtigungen. Mir ist
>natürlich bewusst, wie ein FET Bezeichnet wird, nur habe ich in der Eile
>versehentlich mit Transistorbezeichnungen gearbeitet. Tut mir leid :)

Wieder falsch: ein MOSFET ist auch ein Transistor (nicht umsonst hat er 
ein T hintendran). Nur daß ein Mosfet ein unipolarer T ist, und die 
npn/pnp-Dinger bipolare T sind.

Autor: Tommy (Gast)
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Jens G. schrieb:
> Wieder falsch: ein MOSFET ist auch ein Transistor (nicht umsonst hat er
>
> ein T hintendran). Nur daß ein Mosfet ein unipolarer T ist, und die
>
> npn/pnp-Dinger bipolare T sind.

Hehe, ich habe ja auch nur geschrieben, das ich die falsche Bezeichnung 
verwendet habe ;-) Habe ja nicht behauptet, dass es kein Transitor in 
dem Sinne ist ;-)

Bräuchte aber mal Dringend eine Antwort auf meine restlichen Fragen.
Wäre schön, wenn mir das nochmal jemand erläutern könnte.

Autor: Tommy (Gast)
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Kann mir bitte mal noch jemand erklären, wie die Schaltung mit dem 
P-Kanal FET funktioniert? Man könnte es als Lebensnotwenig betrachten ^^ 
(Vorbereitung auf bevorstehende Prüfung)

Vielen lieben Dank!

Autor: Tommy (Gast)
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So, ich habe soeben mal die Beispielschaltung wie oben beschrieben 
aufgebaut.(siehe Anhang)
Leider habe ich das Problem, das er bei 0V nicht komplett durchschaltet 
sondern erst bei -5V.
Das Sperren klappt einwandfrei. Hier mal eine kurze Liste:

Gate    Ausgang
-5V     24V
+24V    0V
0V      21,7V

Das Problem ist nun, wenn ich jetzt einen Verbraucher mit einem Strom 
von ca. 1A anschließe, würde der zwar funktionieren, aber es fallen ja 
rund 4V über den FET ab. Dadurch habe ich eine große Wärmeentwicklung.

Gibt es eine Möglichkeit, dieses Problem auch ohne einer negativen 
Spannung zu lösen?

Zum Einsatz kam ein IRF9622 (P-Kanal MOS-FET)

Ich danke euch schonmal für eure Hilfe!

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