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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik N & P Channel FET als High-Side an 36 VDC


Autor: Andreas (Gast)
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Hallo,

ich versuche mich gerade daran, ein bestehendes Layout zu optimieren und 
komme dabei in 'analoges' Neuland.
Ich möchte gern eine Kette LED's gegen Masse schalten und brauche daher 
einen High-Side-Switch mit möglichst kleiner Grundfläche - und der fast 
nichts kostet. Daher wollte ich einen NDC7001C (N+P Channel FET) 
verwenden; nur mit der Beschaltung habe ich so meine Probleme...
Ich hab's mal versucht; dabei aber so'n blöden Spannungsteiler einbauen 
müssen, da laut Datenblatt die Gate-Source-Spannung, 20 VDC nicht 
übersteigen darf. Mach' ich das jetzt 
von-hinten-durch-die-Brust-in's-Auge, oder kann man das so durchgehen 
lassen ?  Ist nicht wirklich meine starke Seite :\

Gruß, Andreas


---
Anhang: http://www.bilder-space.de/show.php?file=lMzaa9KOWN96YYe.jpg

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Also die Schaltung funktioniert, ist allerdings nur für (sehr) kleine 
Frequenzen geeignet. Falls du ne PWM oder sowas machen willst, würde ich 
dir sowas raten:(Anhang)

Autor: Andreas (Gast)
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vielen Dank, aber so viel Platz habe ich bei diesem Projekt einfach 
nicht.
Im Moment hätte ich 1x SOT23-6 + 2x 0402.
Ich nehme an, Du meinst das Umladen des Gates durch die Widerstände 
macht die Geschwindigkeit zunichte ?  Kann man da ggf. was mit Z-Dioden 
machen ?

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Ich nehme an, Du meinst das Umladen des Gates durch die Widerstände
>macht die Geschwindigkeit zunichte ?  Kann man da ggf. was mit Z-Dioden
>machen ?

Ja. Genau.


>r so viel Platz habe ich bei diesem Projekt einfach nicht.

Das wären doch nur SMD Transistoren mehr.. Na ok,
Dann folgende zwei Vorschläge:
1) Verringere deinen BEIDEN Widerstände und Prüfe mit Oszi
   die Flanken an Gate und Drain

2) Nimm meine Schaltung und lasse die Gegentaktendstufe weg.
   Sollte auch gehen. Aber Flanken mit Oszi prüfen.

Ich weiß ja ne, welche Frequenzen du so anstrebst..

Mit Z-Dioden würd ich an der Stelle nix machen.
(Soll nicht heißen, das es falsch ist. Mach ich nur an der Stelle nicht)

Autor: Andreas (Gast)
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Was mich erst mal irritiert, ist der fehlende Basis-Widerstand am BC847. 
Was genau spricht denn gegen einen Fet an dieser Stelle (ich hätte dann 
beide in einem Gehäuse).
Um's noch mal kurz nachzuvollziehen: Wenn der 847er duchschaltet, sieht 
der FET am Gate 8.9V; wenn 847 sperrt, liegt das Gate auf 36V und ist 
somit zu.
Wo liegt, abgesehen von den Werten, der Vorteil Deiner Anordnung der 
Widerstände - Du weisst ja, analog hab' ich's nicht so ;)
Und btw: hast Du Erfahrungswerte, was für Frequenzen ich bei PWM fahren 
könnte ?
Vielen Dank für die Tips und für die Geduld :)

Autor: Andreas (Gast)
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mein HP48 meint, dass nur im ersten Pfad, bei 36V, schon 27mA 
verbrutzelt werden...

Autor: Marco S (Gast)
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Hallo erstmal.

Habe gerade mal nach Digitaltransitoren gegoogelt. Ein Dual Common
Base−Collector Bias Resistor Transistors wie z.B. EMC3DXV5T1 o.ä. dürfte 
deinen Platzproblemen sehr entgegenkommen. Ein Chip mit 2 Transistoren 
samt Basisspannungsteilern drinnen.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>t der fehlende Basis-Widerstand am BC847

Der ist nicht notwendig, sogar schlecht, falls einer da wäre:
Die Schaltung Q2 & R2 bilden eine Konstantstromquelle. R2 bildet nämlich 
für Q2 einen Emitterwiderstand, das ergibt eine Stromgegenkopplung. 
Somit kann der Q2 NICHT in die Sättigung gehen. Der Strom ergibt sich 
zu:
       Ub - 0,6V
i_e =  ---------
          R2
Da die Stromverstärkung sehr groß ist, gilt i_c = ~i_e
SOmit kann über den oberen Widerstand R1 der (negative) Spannungshub für 
die Gateansteuerung festgelegt werden. Werte errechnen kannst ja mal 
selbst als Übung.

Werden Transistoren in die Sättigung gefahren ("normale" 
Emitterschaltung mit Basisvorwiderstand), dann dauert es lange, bis, 
beim Abschalten, die Sättigung verlassen wird und der Transistor 
wirklich sperrt. Deshalb verwendet man Stromgekoppelte Schaltungen ohne 
irgendwelche Sättigungen. Das macht die Schaltung schnell.


>u spricht denn gegen einen Fet an dieser St

Mit meiner Schaltung geht das ncht, weil FETs sich so nicht als 
Konstantstromquelle betreiben lassen. Dazu müsste es eine andere 
SChaltung geben.

Autor: Andreas (Gast)
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ich bin Dir eine ganze Weile gefolgt, aber dann irgendwo falsch 
abgebogen...
Wenn also R2 zum einen, den Spannungspegel am Gate des BUZ begrenzt und 
zum anderen den 847er beschleunigt, warum kann man den 847 nicht gegen 
einen i.d.R. schnelleren FET ersetzen ?  Dann hätte ich zwar keine 
Konstantstromquelle mehr, aber doch immerhin einen recht schnellen FET, 
der solche Tricks nicht braucht. Wenn also die Widerstandszuordnung 
bipoar für das Umladen des Gates (BUZ) ausreicht, was spricht dann 
dagegen ?

@ Marco. Hatte ich zuerst auch im Blick. Aber da macht mir die 
Verlustleistung Sorgen...

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Nichts. Wie gesagt, deine Schaltung geht. Die Widerstandswerte solltest 
du allerdings anpassen, falls Messungen mit dem Oszi bei der 
Betriebsfrequenz zeigen, dass die Schaltung zu langsam ist.

Meine Schaltung war nur ein Tip. Diese setzte ich in solcgen Situationen 
immer ein. SIe erzeuigt eine konstante Gatespannung, selbst wenn di 
eBetriebsspannung stark schwankt.

Autor: Andreas (Gast)
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Ich bin Dir auch sehr dankbar für Deine Anstrengungen und vor allem hat 
es mir die Angelegenheit deutlich transparenter gemacht :)

Im Moment verfüge ich über eine Platinenfläche von 11 x 15 mm auf dieser 
befinden sich:

1x ATtiny 44
1x SO8
1x Diode S1A - fetter Brocken
1x SOT23-6
2x SC70-6
2x Micromelf
2x SC70-3
11x 0603

Ich werde probeweise mal einen LED-Treiber BCR402 von Infineon 
einbringen und mich von dessen Wärmeentwicklung überraschen lassen...
Parallel dazu dann die Fet-Geschichte ;)

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