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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik IRF4905 fragen zur Beschaltung


Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Hallo erstmal,

also, von Reichelt habe ich jetzt hier einen IRF 4905 der ja wohl LL 
Mosfet ist.

Ich würde nun gerne mal etwas "dickere" Lasten schalten.
Also denke ich mir erstmal Versuchsweise 5V Vcc an Source anzulegen, an 
drain Ground und an das Gate ebenfalls 5V.

Es fliesst wohl kein Strom und der Transistor sperrt(Hatte ich auch so 
erwartet). Wenn ich dann auf das Gate einfach GND lege, fliessen gute 
1,5 Ampere von Source nach Drain.
Der Mosfet macht genau das, was ich möchte, nämlich schalten.

Nun denn, manchmal mächte man ja auch etwas höhere Spannung an Source 
anliegen haben.
Also lege ich an das Gate 5V, an Dran Ground und an Source kommt ein 12V 
PC lüfter. Minus des Lüfters schliesse ich an Source und an den Pluspol 
12V.
Der Lüfter dreht bei 5V an Gate leicht.
Bei Gnd an Gate entfaltet er volle Leistung und es fliessen 180mA. 
(Soviel, wie auch draufsteht).

Ich dachte mit LL Mosfets habe ich bei 0 Pegel am Gate einen Unendlich 
hohen Widerstand und bei LL high (also ca. 5 V) einen durchschaltenden 
Transistor?
Achja, die Schwelle bei der er bei Gate 5V und  Drain Gnd trotzdem 
durchschaltet beträgt ca. 10 V.


Ist nun das Problem, das ich am Gate nicht das gleiche Potential habe 
wie an Source um den Mosfet dann zu sperren?

Oder wo ist mein Denkfehler ;)

Autor: Helmi (Gast)
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1. So wie ich das verstanden habe liegt jetzt am Gate +5V und an der 
Source
ueber den Lufter +12V.
Also hast du jetzt zwischen Gate und Source schon mal 7V anliegen.Das 
reicht schon um den MOSFET etwas durchzusteuern.

Mit der schwelle beim MOSFET ist gemeint das er bei einer Spannung von 
10V
voll durchgeschaltet ist. Auch bei Spannungen darunter faengt er bereits 
zu leiten an . Um den Mosfet zu sperren muss du die Spannung zwischen 
Gate und Source auf 0V halten. Achte bitte darauf das die Spannung 
zwischen Gate und Source nicht > 20V wird sonst wird das Gate zerstoert.

Gruss Helmi

Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Hmm, nur wie soll ich die Spannung zwischen Gate und Source auf 0 V 
halten, wenn ich am uC max. 4,9 V habe und an Source z.V. 12V?

Das ist ja der Gedanke beim LL Mosfet als Schalter.

Achja, die Spannungen währe dann ja ca. -7V und nicht +7V.
Ist ja ein P Kanal.
Jetzt kann ich zwar bei 5V im Gegensatz zu meinem BS250 mehrere Ampere 
schalten, aber eben nur bei 5V und das ist zu wenig :(

Autor: Helmi (Gast)
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Du musst zwischen CPU Ausgang und Mosfet noch einen Treiber schalten
der dir ersten einen Spannungshub von 10V erzeugt und die auch noch in 
bezug auf die 12V versorgung. Also aus = +12V am gate ein = <2V am gate.

Oder du nimmst einen N-Channel Mosfet dann sind alle Spannungen auf GND 
bezogen. Als Treiber gibt es sogenante "MOSFET-Treiber" die setzen dein 
TTL pegel in den Spannungsbereich fuer das Gate um oder du nimmst einen 
normalen Transistor als Treiber.

ps. N-Channel Mosfet's sind besser 1. mehr auswahl 2. niederiger RON 
Widerstand.

Gruss Helmi

Autor: Helmi (Gast)
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Ach ja der MC34152 von ON-Semiconductor ist so ein treiber.

http://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC34152-D.PDF

Gruss helmi

Autor: Helmi (Gast)
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Hier noch eine Schaltung fuer einen Treiber mit Transistor wenn nicht 
allzu schnell geschaltet werden soll. R3 und D1 dienen zum schutz des 
Gates.

Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Ah ok.
Also geht es ohne Trickserei bei P Kanal LL Mosfets nicht?
Und bei N Kanal funktioniert das dann auch ohne Trickserei, oder wie?
Denn dann tu ich mir erst garnicht den Schaltungs Bohei an ;)

Autor: Helmi (Gast)
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Bei den Mosfet gibt es auch sogennante Logik Kompatible Mosfet.
Meisten sind das denn N-Channel Typen.
Bei denen liegt dann die Schwellen Spannung im bereich von 5V.
Nur die kannst du direkt ansteuern. Anstatt des Transistor's kannst du 
auch ein 7407 (oder aenliche) Open Kollektor Treiber nehmen.
Die Schutzdiode kannst du auch weglassen wenn sichergestellt ist das 
keine Spannungsspitzen das Gate erreichen.

Gruss Helmi

Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Ok, und P Kanal Mosfest die mit LL arbeiten kann man nicht direkt 
betreiben oder wie?

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Doch, wenn Source auf dem gleichen Potenzial ist, wie das HIGH-Level am 
Gate.

Autor: Helmi (Gast)
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Doch nur darfst du die Source nicht an 12V anschliessen sondern nur an 
+5V so ist dann wenn der CPU-Ausgang auf High(+5V) liegt die Spannung 
zwischen Gate und Source = 0V.

Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Aha...

Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Also nochmal für dumme.

Wenn ich jetzt z.B. einen IRL 540N nehme, welcher einen N Kanal hat,

dann kann ich an Gate mein uC steckern, an Source 12V und an drain 
ground?

Wenn ich nämlich an das Gate 5v und an source 5v sowie an drain GND 
lege, dann schaltet er. Ebenso wenn ich an Gate GND an source 5 v und 
dran GND lege, schaltet er in beiden fällen.

Irgendwie bin ich gerade verwirrt ;)

Autor: jack (Gast)
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>dann kann ich an Gate mein uC steckern, an Source 12V und an drain
>ground?

Nein, Source an GND, Drain an Minus vom Verbraucher, Verbraucher-Plus
an 12V. (für N-Fet).

Autor: Oliver D. (highspeed-oliver)
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Ah cool danke.

Ich habe mir auch mal bei sprut.de die eigenschaften zu Nkanal und P 
kanal mosfet durchgelesen....

Jetzt verstehe ich das erst komplett. Eindeutig übertragbar vom normalen 
Transistor auf Mosfet ist also nicht alles.
Wer lesen kann ist klar im vorteil.

Autor: Benni (Gast)
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Guten Abend,

Tut mir leid, dass ich einen sehr alten Thread ausgrabe, aber er trifft 
mein Problem genau...

Helmi schrieb:
> Doch nur darfst du die Source nicht an 12V anschliessen sondern nur an
> +5V so ist dann wenn der CPU-Ausgang auf High(+5V) liegt die Spannung
> zwischen Gate und Source = 0V.

Ich habe mir eben das Sheet (direkt von der Hersteller Seite) zu diesem 
Fet angesehen und er ist eigentlich genau was ich suche, nur leider 
nicht ganz.

Ich möchte 5V Last (ohmsch) bei 60A schalten (auf der high Seite).
Würde ja laut Helmi gehen, Sheet und sprut sagen auch 74A verträgt er. 
Aber weiter im Sheet gelesen sieht man, wenn ich es richtig lese:

Fig.1 VGS=5V, Drain-to-Source 5V => gerade einmal 20A

Lese ich richtig?

Wenn ich richtig lese, kann ich den FET ja vergessen.

GIbt es einen, der meinen Anforderungen gerecht wird?

Danke
Benni

Autor: Jens G. (jensig)
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Tja - Mosfets sind ja keine Relais. Soll heisen, die schalten nicht 
einfach an und aus, sondern haben einen linearen Übergangsbereich von 
ganz gesperrt bis ganz leitend.
"Normale" Mosfets sind erst bei recht hohen Gate-Source-spannungen (10 
oder 15V oder so) sehr niederohmig, so daß die eben relativ viel 
Spannung brauchen, damit die voll leiten, und den vollen Strom 
abkönnten.
"Abkönnten" deshalb (und nicht "abkönnen"), weil die Stromangaben nur 
für den Chip selber gelten, aber die Gehäuse bei den Hochstromtypen dies 
idR. nicht aushalten. Steht auch oft im DB, daß der Strom in der 
Realität durch das Geäuse bzw. dessen Beinchen/Bonddrähte begrenzt wird, 
und nicht durch den Chip.
LL-Typen dagegen vertragen üblicherweise bei Ugs=5V bereits ihren max. 
spezifizierten Strom (wieder unter der Maßgabe, daß das Package des 
Transistors dies mitmacht).

Entweder du findest einen Mosi, der die 75A auch vom Gehäuse her kann, 
oder du schaltest einfach mehrere parallel.
Auserdem - wenn 74A im DB drin stehen, heist das nicht, daß du den mit 
74 belasten kannst (auch wenn das Gehäuse dies könnte), denn das sind 
nur die max.-Werte unter idealisierten Bedingungen. Die Hälfte davon 
wäre schon eher machbar.

Autor: Peter Roth (gelb)
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Die MOSFET-Übersicht hilft dir bestimmt.

Persönlich kenne ich nur den SUP75N03-04, der bei 4,5V Gatespannung 120A 
kann.

Grüße, Peter

Autor: Peter Roth (gelb)
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Peter Roth schrieb:
> Die MOSFET-Übersicht hilft dir bestimmt.

Nachtrag: die Artikel-Links könnten hier im Forum ruhig mit einem 
besseren Konrast zum normalen Text formatiert sein. Oder werde ich schon 
langsam farbenblind?

Grüße, Peter

Autor: Benni (Gast)
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Also das DB vom IRF4905 sagt, wenn ich das Gehäuse auf unter 50°C halten 
kann, dass knappe 70A drin sind.

Ok, verstehe, also müsste ich mir 10V ans Gate legen, damit meine Last 
bei der Leistung betrieben werden kann?

Der SUP75N03-04 ist ja leider wieder ein N-Kanal, aber der 
"SUP75P03-007" sollte können was ich will?

Autor: Peter Roth (gelb)
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Benni schrieb:
> "SUP75P03-007" sollte können was ich will?

Tolles Teil, dieser SUP75P03-07. Hat etwa 12mOhm bei 60A und 4,5Vgs und 
kann was du brauchst. Bei Dauerstrom 60A musst du aber kühlen, was das 
Zeug hält.

Grüße, Peter

Autor: Benni (Gast)
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Peter Roth schrieb:
> Tolles Teil, dieser SUP75P03-07. Hat etwa 12mOhm bei 60A und 4,5Vgs und
> kann was du brauchst. Bei Dauerstrom 60A musst du aber kühlen, was das
> Zeug hält.

Leider ist er gerade nicht zu bekommen... der in der Übersicht 
angegebene Lieferant hat "derzeit kein Bestand", und an sich ist er 
recht teuer.

Kühlung ist unabdingbar, im schlimmsten Fall eben aktiv.

Autor: PeterS (Gast)
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Hallo habe auch den IRF4905 und ebenso eine Frage zur Beschaltung.

Wenn ich an das Gate +12VDC anlege zum Schalten, an Source ebenso und an 
Dran die + für zB ein 5m LED Stripe und dessen GND eben an GND.

Der FET schaltet dann nicht durch, weil zwischen Gate und Source 0V 
anstehen. Er braucht mindestens 10V Unterschied.

Ist das bei allen Mosfets so, dass die Spannung an Gate und Source nicht 
gleich groß sein dürfen, damit er durchschalten würde?!

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo Oliver,

dein Problem ist das Verständnis wie NPN/PNP oder hier 
N-Channel/P-Channel arbeiten.

Beim N-Channel brauchst du doch auch einen Spannungsunterschied zwischen 
Gate und Source. Source auf Masse und ans Gate 5V. Er schaltet. Hier 
hast du zwischen Gate und Source deine 5V notwendigen 
Spannungsdifferenz.

Beim P-Channel funktioniert das genauso nur umgekehrt. Dein Bezugspunkt 
ist wieder die Source. Nicht! deine gewohnte Masse. Source hängt hier am 
(+) der Versorgungsspannung oder Schaltspannung.

Wenn er sperren soll muß die Differenz zwischen Gate und Source 0V 
betragen. Also muß am Gate die gleiche Spannung wie an Source anliegen. 
Soll er schalten, muß die Spannung am Gate um 5V oder 10V niedriger sein 
im Bezug zur Source. Umgekehrt weil P-Channel. Die Masse ist hier nicht! 
der Bezugspunkt.

Um die höhere Gatespannung zuschalten, nimmste einfach einen NPN als 
Schalter und greifst zwischen R und Kollektor die Gatespannung ab.

Das sind auch keine Tricks. Ist auch beim PNP notwendig.

: Bearbeitet durch User
Autor: PeterS (Gast)
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Ok, also so wie in der Skizza ja?
Wie groß sollte ich den R2 wählen (Collector Widerstand), einen 
wirklichen Strom benötige ich ja nicht für einen Mosfet.
1k? 10k?

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

10k R2 sind okay. Größer würde ich nicht nehmen.
An R1 kommt der µC Pin.

Autor: PeterS (Gast)
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Ne möchte ja nicht mitm uC arbeiten, sondern nur mit 12V an oder 0V aus.

Autor: Veit Devil (devil-elec)
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Hallo,

What? Wie dann? Mit Taster oder Schalter?
Wenn ja, kannste dir den NPN sparen.
Dann bleibt R2 mit 10k bestehen, NPN weg, Taster/Schalter an Knotenpunkt 
R2/Gate und Masse.

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