Hallo zusammen, wieder eine Frage des HF-Noob: für eine kleine (1W) Class-E Endstufe muss ich wohl am besten eine Gate-Vorspannung Ug1 (s.a. Bild) in etwa der Schwellspannung Ugs erzeugen. Damit verschiebe ich den DC-Anteil von Ug, so dass der MosFet besser durchgesteuert wird. Die Ansteuerung erfolgt mit 5V-Amplitude. Typischerweise wird das wie im Bild links gemacht. Man könnte es allerdings auch wie im Bild rechts machen. Beim Bild links verschiebe ich den Mittelwert, d.h. Ug wird [-2,5V + Ug1; 2,5V + Ug1] entstammen, wobei Ug1 <= Ugs(th) sein muss, damit im Leerlauf nicht zu viel Ruhestrom fließt. Beim Bild rechts verschiebe ich um Ug1, d.h. Us wird [Ug1; Ug1 + 5V] entstammen. Auch hier muss Ug1 <= Ugs(th) sein. Insgesamt komme ich also auf eine höhere Einschaltspannung am Gate. Erscheint besser. Allerdings mache ich mir Gedanken um die dynamischen Eigenschaften (der Diode) Gedanken. Was handele ich mir da wieder für Schmutzeffekte ein?
Angehängte Dateien:
-
IMG_20220605_192601_5.jpg
190 KB
:
Bearbeitet durch User
Drossel am Gate kann besser durch einen 4,7 Megohm Widerstand ersetzt werden. Ein FET ist ja hochohmig.
Leroy schrieb: > Drossel am Gate kann besser durch einen 4,7 Megohm Widerstand ersetzt > werden. Ein FET ist ja hochohmig. Was ist daran besser? Hast Du eine Antwort auf die ursprüngliche Frage?
Randy B. schrieb: > Was ist daran besser? Die Entkopplung vom Gate Spannungsteiler und seinem Abblockkondensator ist sehr viel höher und nicht frequenzabhängig.
Leroy schrieb: > Randy B. schrieb: >> Was ist daran besser? > > Die Entkopplung vom Gate Spannungsteiler und seinem Abblockkondensator > ist sehr viel höher ok > und nicht frequenzabhängig. das spielt hier keine Rolle. Trotzdem tendiere ich zur Lösung mit der Diode (Schottky HF 1N5711), da ich damit einen höhere Ugs(On) erreiche.
Leroy schrieb: > Drossel am Gate kann besser durch einen 4,7 Megohm Widerstand ersetzt > werden. Ein FET ist ja hochohmig. So hohe Widerstände nimmt man nicht ohne Not. Insbesondere nicht in Leistungsstufen, in denen starke Temperaturwechsel auftreten. Auch wird die dadurch vermutete bessere Entkopplung nicht eintreten, weil bei HF sowieso alles niederohmig ist. Selbst eine (angenommene) Kapazität von 0,1pF zwischen den Enden des Widerstandes stellt bei 40MHz eine Blindwiderstand von nur 40kOhm dar.
Angehängte Dateien:
-
rf_mosfet_gate.png
6,7 KB
Bei 11m-Funken findet sich häufiger sowas hier. die 10k sind 'unendlich groß' im Vergleich zur Gateimpedanz.
Helge schrieb: > Bei 11m-Funken findet sich häufiger sowas hier. die 10k sind 'unendlich > groß' im Vergleich zur Gateimpedanz. Hier ist die Diode ja nur für ein Offset des Potis da. Trotzdem ist es eine Addition eines Gleichanteils. Das ist wie in meinem Bild links. Für eine Class-A Endstufe ist das ja auch sinnvoll. Bei mir ist es aber Class-E und ich möchte ja keine symmetrische Aussteuerung. Daher würde ich mich über die Sinnhaftigkeit des Vorschlags auf der rechten Seite des Bildes freuen.
Hp M. schrieb: > Selbst eine (angenommene) Kapazität von 0,1pF zwischen den Enden des > Widerstandes stellt bei 40MHz eine Blindwiderstand von nur 40kOhm dar. Ach? Und eine Drossel hat wohl keine Kapazität? Der Widerstand soll zumindest so hoch sein, dass er das Signal am Gate nicht belastet. Ob das fallabhängig 4K, 40K oder 4Meg sind ist egal. Jedenfalls bringt eine Drossel an der Stelle keinen Vorteil, nur Nachteile.
Leroy schrieb: > Ach? Und eine Drossel hat wohl keine Kapazität? Die von mir vorgeschlagene 1N5711 hat auch eine Kapazität von max. 2pF lt. DB.
Randy B. schrieb: > Leroy schrieb: >> Ach? Und eine Drossel hat wohl keine Kapazität? > > Die von mir vorgeschlagene 1N5711 hat auch eine Kapazität von max. 2pF > lt. DB. Diese Kapazitätsklauberei vom Gatewiderstand oder der Diode ist so was von praxisfern und eignet sich allenfalls zum Erbsenzählen. Denn die Eingangskapazität des MOSFET ist um das 50....100 fache höher und sie bestimmt die gesamt-Eingangskapazität und das Schaltverhalten. Das ist alles kein Problem, so lange die treibende Quelle niederohmig genug ist, um die Eingangskapazität des MOSFET schnell umzuladen. Schnelles Durchschalten ist deswegen wichtig, weil dadurch das Durchfahren des resistiven Teils der MOSFET Kennlinie kurz gehalten wird und dammit dessen Verlustleistung. Darum sieht man in Klasse E-Endstufen oft eine NPN-PNP Push Pull Stufe oder ein CMOS Buffer als Gate-Treiber.
BC107 schrieb im Beitrag #7088643: > Das ist alles kein Problem, so lange die treibende Quelle niederohmig > genug ist, um die Eingangskapazität des MOSFET schnell umzuladen. > Schnelles Durchschalten ist deswegen wichtig, weil dadurch das > Durchfahren des resistiven Teils der MOSFET Kennlinie kurz gehalten wird > und dammit dessen Verlustleistung. Darum sieht man in Klasse E-Endstufen > oft eine NPN-PNP Push Pull Stufe oder ein CMOS Buffer als Gate-Treiber. Ja, das ist auch meine Überlegung ... Ich verwende bislang 3 x 74LVC04 als Treiber.
Randy B. schrieb: > Ich verwende bislang 3 x 74LVC04 als Treiber. In Part 2 des verlinkten Artikels solltest die Antwort auf dein Fragen finden. Ich kann bisher auch nicht erkennen, wozu eine Gate Vorspannung bei einer Class-E Schaltendstufe nützlich sein soll. Es ist doch gerade Sinn dieser Endstufe, rechteckig ganz AUS oder ganz EIN geschaltet zu werden. Wass soll dann eine Gate Vorspannung bewirken?
BC107 schrieb im Beitrag #7088649: > Randy B. schrieb: > >> Ich verwende bislang 3 x 74LVC04 als Treiber. > > In Part 2 des verlinkten Artikels solltest die Antwort auf dein Fragen > finden. Ich kann bisher auch nicht erkennen, wozu eine Gate Vorspannung > bei einer Class-E Schaltendstufe nützlich sein soll. Es ist doch gerade > Sinn dieser Endstufe, rechteckig ganz AUS oder ganz EIN geschaltet zu > werden. Wass soll dann eine Gate Vorspannung bewirken? Wenn Du den Treiber direkt benutzt, bekommst Du eine Ugs im Intervall [0;5V]. Wenn Du die Diodenschaltung von mir oben benutzt bekommst Du eine Ugs im Intervall von [Ug1;Ug1 + 5V]. Wenn man nun Ug1 etwas kleiner als Ugs(th) macht, damit der MosFet noch richtig abschaltet, kommt man eben bei Ugs(th) ca. 2-3V auf ein Ugs(on) von 7-8V. Damit steuert der MosFet (BS170, 2n7002, RD06) besser durch. Das ist der ganze Sinn. Denn die 5V der LVC-Treiber sind ggf. etwas wenig.
Randy B. schrieb: > Wenn Du die Diodenschaltung von mir oben benutzt bekommst Du eine Ugs im > Intervall von [Ug1;Ug1 + 5V]. Wenn man nun Ug1 etwas kleiner als Ugs(th) > macht, damit der MosFet noch richtig abschaltet, kommt man eben bei > Ugs(th) ca. 2-3V auf ein Ugs(on) von 7-8V. Damit steuert der MosFet > (BS170, 2n7002, RD06) besser durch. Das ist der ganze Sinn. Denn die 5V > der LVC-Treiber sind ggf. etwas wenig. Dann nimm die Diode, ich sehe da kein Problem. Die eigentliche Herausforderunge bei einer Class-E Endstufe ist die Dimensionierung der Source-Drossel und die notwendige Transformation auf 50 Ohm. 40 MHz mit einem BS170 o.ä. erreichen zu wollen ist sehr ambitioniert. Aus eigener Erfahrunge weiß ich, dass ab 20 MHz der Wirkungsgrad um die Hälfte abgesunken ist. Und man möchte ja die Energie abstrahlen und nicht im MOSFET verheizen. good luck
BC107 schrieb im Beitrag #7088656: > Dann nimm die Diode, ich sehe da kein Problem. Die eigentliche > Herausforderunge bei einer Class-E Endstufe ist die Dimensionierung der > Source-Drossel und die notwendige Transformation auf 50 Ohm. Im Testaufbau funktioniert das ganz gut mit einem 2N7000. Ich werde jetzt eine vernünftige Testplatine mit 3x MMBF170 (SMD vom BS170) machen. Ich komme auf Ud(pp) von ca. 50V, was je nach Anpassungsnetzwerk etwas zusammenbricht. Laut Class-E-Calulator ist bei der gewünschten Leistung um 1W auch der Transformationsschritt ca. 65Ohm -> 50Ohm, also wenig problematisch. > 40 MHz mit > einem BS170 o.ä. erreichen zu wollen ist sehr ambitioniert. Aus eigener > Erfahrunge weiß ich, dass ab 20 MHz der Wirkungsgrad um die Hälfte > abgesunken ist. Und man möchte ja die Energie abstrahlen und nicht im > MOSFET verheizen. DAs stimmt, deswegen werde ich es auch noch mit (teuren) RD06HVF versuchen. Bin mir nur nicht sicher, ob der als Schalttransistor so geeignet ist. Der viel zitierte IRF510 ist bei 40MHz jedenfalls chancenlos. > good luck Danke, kann ich als HF-Noob gut gebrauchen.
:
Bearbeitet durch User
Randy B. schrieb: > Beim Bild rechts verschiebe ich um Ug1, d.h. Us wird [Ug1; Ug1 + 5V] > entstammen. Auch hier muss Ug1 <= Ugs(th) sein. > Insgesamt komme ich also auf eine höhere Einschaltspannung am Gate. > Erscheint besser. Rechte und linke Schaltung sind in ihrer Wirkung identisch. Der Spannungshub am Gate ändert sich mit der rechten Schaltung ja nicht. Die untere Spannungsschwelle darf bei beiden Varianten die Schwellspannung Ugs(th) des Transistors nicht überschreiten. Insbesondere bei (schnellen) Logic-Level-MOSFETs bietet sich an DC-Kopplung zu betreiben und auf einer gesonderten Vorspannung des Gate-Anschlußes zu verzichten.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.