Spielt die Gatekapazität eines MOSFETs bei Frequenzen < 1Hz eine Rolle?

Wenn du so selten schalten willst, dann kannst du ruhig langsam 
schalten. Die Schaltverluste sind bezogen auf die Einschaltdauer gering. 
Also wird es reichen, den uC-Pin über einen kleinen Widerstand 47 Ohm 
direkt an den Logik-Level-Fet anzuschliessen.

Durch das langsame Schalten bleibt auch die Störausstrahlung gering.
4-5A sind noch keine "große" Last ;-)

EDIT:
Nur beim Reset des uC solltest du aufpassen, und für den Fall (alle Pins 
= Eingang = hochohmig) einen 10k Pulldown vom Gate zur Source legen, 
damit der Fet dann auch sicher abgeschaltet ist.

Letztlich spielen 2 Aspekte dabei eine Rolle:

1) Die während des Schaltvorgangs auftretenden Werte von Strom+Spannung 
müssen im zulässigen Bereich bleiben. Während des Schaltvorgangs wird 
der Transistor deutlich belastet. So muss beispielsweise bei induktiver 
Last im Schaltvorgang der Transistor kurzzeitig den vollen Laststrom bei 
voller Lastspannung verdauen.

In den Datasheets von Leistungstransistoren (bipolar und MOSFETs) findet 
man stets ein Diagramm, in dem deren gleichzeitig zulässige Werte in 
Abhängigkeit von der Zeit dargestellt sind. Nenn sich "safe operation 
area" (SOA).

Die Schaltzeit wiederum ist von der Treiberschaltung und der effektiven 
Gatekapazität abhängig. Ein AVR ist ein recht niederohmiger Treiber und 
schaltet den MOSFET viel schneller als ein CD4002 (als Extrembeispiel).

2) Verlustleistung = Wärme. Je öfter man schaltet, desto häufiger tritt 
diese Maximallast auf und desto wärmer wird er. Bei 1Hz ist das 
klarerweise noch kein Problem.

> smart high/low side switch empfehlen
> ... infenion ...
Ich kenne da die BTS711L1, BTS724G und TLE6220 von Infineon.
Ja, das sind schon schnuckelige Dinger, aber bei induktiven Lasten ist 
trotz dem All-Inclusive u.U. eine Freilaufdiode angesagt.

> Bei induktiver Last tritt im Schaltvorgang kurzzeitig der volle Laststrom
> und die volle Lastspannung am Transistor auf
Bei induktiver Last steigt der Strom gemächlich an   ;-)
Und die volle Lastspannung liegt an, wenn der Transistor aus ist.

Korrekt, wenn er einschaltet.

Was aber passiert wenn er ausschaltet?
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm

> Was aber passiert wenn er ausschaltet?
Dann sollte man dem Strom einen Pfad geben, in dem er weiterfließen 
kann. Beliebt z.B. in Form einer Freilaufdiode   :-)

> Eigentlich möchte ich ja "nur" eine Versorgungsspannung an eine Last
> "klemmen", ohne wirklich die Last einzuschalten.
Das hört sich aber irgendwie danach an, als ob du die 
Versorgungsspannung schalten willst (High-Side). Oder was macht die 
angeschlossene Schaltung, wenn du ihr die Masse wegnimmst?

Spice wrote:
> könnte ja eventuell auch ein p-channel nehmen und last an drain=gnd?
> Umgehe ich das Problem dann?
Was ist die Eingangsspannung (Source)? Wenn du dort (genauso wie der uC) 
auf der 5V-Schiene bist, dann dürfte das gehen (Ugs=-5V).

Lothar Miller wrote:

> Dann sollte man dem Strom einen Pfad geben, in dem er weiterfließen
> kann. Beliebt z.B. in Form einer Freilaufdiode   :-)

In dieser Zeit liegt Drain/Kollektor auf Ub+0,7V (low side switch). Der 
Transistor leitet aber noch ziemlich gut. Ergo: hohe Spannung und hoher 
Strom. Wie das genau aussieht dürfte von sowohl Schaltzeit als auch 
Induktivität abhängen.

A. K. wrote:
> In dieser Zeit liegt Drain/Kollektor auf Ub+0,7V (low side switch).
> Der Transistor leitet aber noch ziemlich gut.
Solange der noch leitet wird die Spannung immer kleiner sein als Ub.
Erst wenn der Transistor sperrt kann die Spannung Ub+0,7V erreichen.

@  aha (Gast)
> Ein Gate hat etwa eine Kapazitaet von 1nF, dh mit 1nA macht das
> gate grad mal 1V pro sekunde. Zum schalten braucht man man 2..5V,
> dh es recht gerade mal noch knapp fuer einen schaltzyklus alle 10s.
Das sind keine Worst-Case, sondern Wurst-Käse-Berechnungen. Selbst der 
miserabelste uC-Ausgang schafft locker 1mA, das sind 6 Zehnerpotenzen 
mehr als in deinem Rechenbeispiel. Also ist die Umschaltzeit eine 
Million mal schneller und mithin 10us. Das ist schnell genung.
Und sogar, wenn du aus Versehen "nur" den integrierten Pullup 
verwendest, hast du immer noch 100uA und damit 100us Umschaltzeit.

Leute, macht die Sache doch nicht unnötig kompliziert ;-)

@  Spice (Gast)
> Eingangsspannung? Am Source liegen etwa (ich korrigiere) 4V an,
> auch am µC, also nicht ganz 5V..
Also so etwa?

1

 4V o---o---___-------o 

2

        |     |

3

        uC----'         Verbraucher

4

        |      

5

 0V o---o-------------o

Lothar Miller wrote:

> Solange der noch leitet wird die Spannung immer kleiner sein als Ub.
> Erst wenn der Transistor sperrt kann die Spannung Ub+0,7V erreichen.

http://www.irf.com/technical-info/appnotes/an-990.pdf Seite 6/7.
Bezieht sich dort auf IGBT, aber dem Spannungs/Stromverlauf ist egal, ob 
da ein IGBT, ein MOSFET oder ein Bipolartransistor schaltet. Der Kram 
mit dem 2nd breakdown betrifft MOSFETs natürlich nicht.

A. K. wrote:
> In dieser Zeit liegt Drain/Kollektor auf Ub+0,7V (low side switch).
> Der Transistor leitet aber noch ziemlich gut.
Ok, es gibt beim Abschalten einer Induktivität also einen Zeitpunkt, an 
dem der volle Strom durch den Transistor fließt und die 
Versorgungsspannung anliegt. Das ist (u.U.) ausserhalb der SOA.
Dabei wird aber nicht die maximale Spannung und genausowenig der 
maximale Strom überschritten. Es wäre "nur" die Leistung, die im 
statischen Betrieb das Bauteil zerstören würde. Aber tatsächlich tritt 
dieser Betriebszustand ja nur auf, bis die Diode den Strom übernommen 
hat.
Der Übergang durch die SOA ist nichts neues und wird üblicherweise als 
"Schaltverluste" bezeichnet. Oder liege ich falsch?

Lothar Miller wrote:

> ...
> Der Übergang durch die SOA ist nichts neues und wird üblicherweise als
> "Schaltverluste" bezeichnet. Oder liege ich falsch?

Nein, das ist IMHO korrekt.

Yep, jetzt sind wir uns einig.