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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FET N channel High side H Brücke


Autor: maddin (Gast)
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Hallo,

ich habe mal eine kleine frage zu Transistorschaltungen.

mir ist aufgefallen das manchmal n channel typen im high side bereich 
einer schaltung eingesetzt werden.

warum macht man das, und was hat es für einen vorteil.

ich meine, wenn ich mit einem p channel typen mit 5 volt einen 60v high 
side zweig schalten will, hann nutze ich einen pull up und einen oc 
driver da die 5 v immer noch zu negativ wären - der transistor würde 
immer leiten, aber ist bei einem n channel typen nicht genau das gleiche 
problem, nur anders herum?

zumal die last dann ja auf der source seite untergebracht wäre....

dank euch,
maddin

Autor: Jack Braun (jackbraun)
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>ich meine, wenn ich mit einem p channel typen mit 5 volt einen 60v high
>side zweig schalten will, hann nutze ich einen pull up und einen oc
>driver da die 5 v immer noch zu negativ wären - der transistor würde
>immer leiten, aber ist bei einem n channel typen nicht genau das gleiche
>problem, nur anders herum?

Kann das mal jemand übersetzen?

Autor: johnny.m (Gast)
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> mir ist aufgefallen das manchmal n channel typen im high side bereich
> einer schaltung eingesetzt werden.
Nicht nur manchmal. Bei MOSFET-H-Brücken kommen eigentlich durchweg 
N-Kanal-FETs zum Einsatz. Man muss dann nur eine entsprechende 
potenzialfreie Versorgungsspannung für die High-Side-FETs zur Verfügung 
stellen, was im einfachsten Fall mit einer Bootstrap-Schaltung gemacht 
wird (die allerdings darauf angewiesen ist, dass der jeweilige 
Low-Side-FET auch ab und zu durchgeschaltet wird). Im statischen Betrieb 
gehts dann nur mit aufwändigeren Schaltungen (Ladungspumpen und bei 
höheren Schaltleistungen induktive Wandler).

Autor: johnny.m (Gast)
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BTW: Schau Dir z.B. mal die Bausteine L6201..3 von ST an. Die haben auch 
nur n-Kanal-FETs drin und für die beiden High-Side-FETs jeweils eine 
Bootstrap-Schaltung, die mittels externer Diode und Kondensator die auf 
Source bezogene Betriebsspannung erzeugt.

Autor: Pieter (Gast)
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moin moin,

>Nicht nur manchmal. Bei MOSFET-H-Brücken kommen eigentlich durchweg
>N-Kanal-FETs zum Einsatz.

Bitte nicht solche globalen Aussagen.
Ich habe hier jede Menge H-Brücken im Einsatz die mit P- und N-FETs bei 
12V Betriebsspannung arbeiten.

Das ganze ist genauer eine Frage der Typenreinheit. Für Spannungen > ca. 
15V ist es einfache nur  N-Kanal zu nehmen, da dort die Auswahl größer 
ist.
Die 15V ergeben sich so als Grenzspannung für TreiberICs wie ICL7667 
oder LTC1693. Auch die GS-Spannung der FETs ist < 20V, wobei bei >10V 
oft keine Parameteränderungen zu sehen sind.

Mit Gruß
Pieter

Autor: maddin (Gast)
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ich meine auch mal irgentwo gelesen zu haben, das p channel typen einen 
aufwändigeren herstellungsprozess genießen, deswegen teurer sind,aber 
ich denke das dürfte sich mittlerweile gelegt haben, oder!?


ist es denn nicht einfacher für die High side p channel typen 
einzusetzen um  sich den aufwand mit ladungspumpen usw.. zu sparen!?

was ist mit typenreinheit gemeint?

es gibt doch auch p-channel typen für höhere spannungs bereiche (zb 
irf9540)....100v 19A ist doch schonmal was, und der innenwid liegt bei 
0,2ohm...

ich fragte mich nur, warum man diesen umweg über die n channel variante 
geht...

kalr zu zeiten der buz11 war das evtl was anderes - oder?

maddin

Autor: Hans (Gast)
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das prob ist die dotierung von den P-dingern.. die müssen von der fläche 
her irgendwo zwischen faktor 2 und 3 grösser sein um das gleiche zu 
können wie ein N-Typ... und fläche ihn Si kostet halt....

je nachdem was du jetzt machen willst kanns als besser sein N-Kanäler zu 
nehmen und eine etwas kompliziertere treiber-stufe zu verwenden... z.b 
wenn du mehr strom haben willst... ausserdem wird N einfach häufiger 
eingesetzt(die ganzen Lowside-schalter z.b)=> sowieso billiger....

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Autor: johnny.m (Gast)
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> ist es denn nicht einfacher für die High side p channel typen
> einzusetzen um  sich den aufwand mit ladungspumpen usw.. zu sparen!?
Im Prinzip schon, aber wie Pieter schon angedeutet hat (Sorry für meine 
globale Aussage...): Nur in einem recht kleinen Spannungsbereich. Eine 
komplementär-FET-Stufe lässt sich nunmal ohne Zusatzbeschaltung nur im 
Bereich ihrer maximalen Gatespannung betreiben. Viele Hersteller bringen 
aber nicht extra für 0-15V extra H-Brücken mit p-FETs raus. Die haben 
meistens (siehe mein obiges Beispiel L620X, bis 48V) einen größeren 
Spannungsbereich und sind somit auch universeller einsetzbar. Und für 
die meisten Anwendungen im Bereich kleiner Leistungen ist die 
Bootstrap-Schaltung völlig ausreichend, so dass man da auch problemlos 
die einfacher herstellbaren n-Kanal-FETs einbauen kann.

Bei größeren Schaltleistungen liegen dann einerseits die Spannungen eh 
so hoch, dass p-FETs keinen Sinn machen und die Gateladung ist ebenfalls 
so groß, dass man über eine vernünftige Spannungsversorgung für die 
High-Side-Treiber nicht rumkommt, um ausreichende Schaltströme zu haben 
(kurze Schaltzeiten, Verringerung der Schaltverluste).

Autor: Unbekannter (Gast)
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> warum macht man das, und was hat es für einen vorteil.

N-Kanal-Mosfets haben die besseren technischen Daten, in vielerlei 
Hinsicht.

Wenn man also hohe Ströme, große Spannungen oder mit hohen Frequenzen 
schalten möchte, oder eine Kombination davon, sind N-Kanal-Fets deutlich 
besser. Soviel besser, dass sich der Aufwand für den Treiber lohnt.

Autor: maddin (Gast)
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ok ... wenn das der grund ist!

dank euch,
maddin

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