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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET: Warum eine Diode zwischen S und D?


Autor: Markus (Gast)
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Auch ich suche einen FET mit kleinem Source-Drain-Widerstand RDSon. In 
die Hände gefallen sind mir z. B. die Typen IRF3205 (International 
Rectifier, http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf7104.pdf) 
mit 8 mOhm oder Si7470dp (Vishay) mit 2 mOhm. Letzterer kann 30 A 
schalten, obwohl er nur wenige mm Durchmesser hat. Dies ist zunächst 
einmal beeindruckend, wenn da nicht ein Haken wäre:

Im Schaltungssymbol ist bei beiden Typen eine extra Diode von Source 
nach Drain eingezeichnet. Das Diodenverhalten ist elektrisch 
nachmessbar, d. h. als elektronischer Schalter sind diese FETs nach 
meinem Verständnis nur einsetzbar, wenn D immer positiver als S 
ist(Diode sperrt).

Warum ist dieses Diodenverhalten da?

Kennt jemand einen FET ohne solch ein Diodenverhalten mit RDSon von 
wenigen mOhm?

Autor: Msp 430_crew (msp430_crew)
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Das ist meines Erachtens herstellungsbedingt bei allen MOSFETs so!
Wo liegt das Problem dabei?

Autor: Markus (Gast)
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>Wo liegt das Problem dabei?

Ich brauche einen elektronischen Schalter, der sperren kann, unabhängig 
davon, ob S positiver oder negativer als D ist.

Autor: holger (Gast)
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Ein Triac ?

Ohne nähere Informationen kommen wohl noch mehr
so komische Antworten ;)

Autor: Msp 430_crew (msp430_crew)
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Was genau willst Du denn schalten? Vielleicht wäre ein Triac für dich 
das richtige?

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Autor: Andreas R. (rebirama)
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Oder 2 Fets antiseriell schalten

Autor: Markus (Gast)
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@Uhu Uhuhu: (muss mich zum Namen-Eintippen richtig konzentrieren;) )

Das ist es!

Dieser Thread war mir leider entgangen. Wenn ich das richtig verstehe, 
ist diese Diode also unvermeidlich, wobei zwei entgegengesetzt 
geschaltete FETs das Problem lösen würden.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Markus wrote:
> @Uhu Uhuhu: (muss mich zum Namen-Eintippen richtig konzentrieren;) )

Ist dein Clipboard kaputt?

> Wenn ich das richtig verstehe, ist diese Diode also unvermeidlich,
> wobei zwei entgegengesetzt geschaltete FETs das Problem lösen würden.

Das verstehst du richtig.

Autor: Anon Ymous (anonymous)
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Ja die Diode ist unvermeidlich.
Ja, zwei gegensätzlich geschaltete fets lösen das Problem. Bei richtiger 
Ansteuerung :)

Autor: Snt Opfer (snt-opfer)
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Wenn die Stromrichtung komplett todgelegt werden soll, eine Diode über 
den Fet setzen. Kathode an Drain.

Autor: JensG (Gast)
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>Wenn die Stromrichtung komplett todgelegt werden soll, eine Diode über
>den Fet setzen. Kathode an Drain.

dann hat er aber nix mehr von seinen wenigen mOhm's

Btw - Si7470dp - ist das richtig? Man findet gar kein DataSheet dafür?

Autor: Snt Opfer (snt-opfer)
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JensG wrote:
>>Wenn die Stromrichtung komplett todgelegt werden soll, eine Diode über
>>den Fet setzen. Kathode an Drain.
>
> dann hat er aber nix mehr von seinen wenigen mOhm's

Man kann nun nicht alles haben....;-)

Autor: hubert (Gast)
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>>Ja die Diode ist unvermeidlich.
>>Ja, zwei gegensätzlich geschaltete fets lösen das Problem. Bei richtiger
>>Ansteuerung :)

Was ist denn die richtige Ansteuerung?

...

Autor: Markus (Gast)
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>Wenn die Stromrichtung komplett todgelegt werden soll,
>eine Diode über den Fet setzen. Kathode an Drain.

Ich will in eine Richtung Akkus (zwischen Source und Masse) laden. Es 
gibt eine Reihe unabhängiger Ladeschächte. Die FETs sollen das Laden 
abschalten. Die ursprüngliche Idee war, über die selben FETS je einen 
Akku mit einem ADC zu verbinden, um dessen Spannung zu messen. Dies 
erfordert allerdings einen Stromfluss in beide Richtungen (hin zum Laden 
und zurück zum Messen).


>Btw - Si7470dp - ist das richtig? Man findet gar kein DataSheet dafür?

http://www.vishay.com/docs/73556/73556.pdf

Bisher habe ich nur Testsamples bekommen. Falls jemand mir eine Quelle 
sagen kann, wo ich die FETs kaufen kann, wäre ich dankbar. Die Vorteile 
dieses Transistors sind auch die kleine Bauform (lässt sich trotzdem 
problemlos löten) und die Tatsache, dass man ihn auch mit geringerer 
Spannung zwischen G und S noch ganz gut schalten kann.

>Was ist denn die richtige Ansteuerung?

Darunter würde ich mir vorstellen, dass das Gatepotential zum 
Durchschalten für beide FETS hinreichend höher als beide 
Source-Potentiale ist. Wenn die Spannung zum Laden der Akkus bei 2-3 V 
liegt, reicht eine Gatespannung von 5V dafür wohl aus.

Autor: JensG (Gast)
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Danke für den Link zum Si7470dp.
Allerdings - Dir ist hoffentlich bewußt, daß der nur eine Uds=8V hat?
Ansonsten hat der schon ganz tolle Werte. Scheint wohl einer für 
Schaltregler auf Mainboards zu sein, der die 1,x Volts erzeugen soll.

Autor: Matze (Gast)
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Das sich Mosfets nur mit diesen Dioden herstellen lassen ist mal 
absoluter Käse. Normale Kleinsignal-Mosfets haben diese Dioden nicht, da 
bei ihnen ein einfacher PNP oder NPN Übergang vorherrscht 
(Drain-Bulk-Source-Strecke), und beim Anlegen der Gatespannung ein Kanal 
im Bulk geschaffen wird, der den Stromfluss unter dem Gate ermöglicht. 
Die Diode entsteht eigentlich nur wenn komplexere Strukturen zum Einsatz 
kommen und sich zwischen Drain und Source weitere Dotiergebiete 
befinden. Das ist bei den meisten Power-Mosfets der Fall, wo 
Vertikalstrukturen geschaffen werden. Auf ein beliebiges Substrat wird 
hier eine Epitaxie-Schicht gewachsen, in die zunächst das spätere 
Kanal-Gebiet eindotiert wird und danach die Sourcegebiete. Der Mosfet 
ergibt sich erneut wie beim Kleinsignal-Mosfet unter dem Gate. 
Ausserhalb des sich bildenen Kanals (fern ab vom Gate) entsteht 
zusätzlich jedoch ein Bipolar-Effekt, der durch den Aufbau der Schichten 
bedingt als Diode geschaltet ist. Es ist also keineswegs eine Eigenart 
eines Mosfets, sondern vielmehr eine Eigenart des Herstellungsprozesses.

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