Es geht um das Einschalten eines MOSFET mit digitaler Ansteuerung und
ohmscher Last. Ich habe den Miller Effekt so verstanden, dass die Gate
Spannung aufgrund der Gegenkoppelung durch die Drain-Gate Kapazität eine
gewisse Zeit lang nicht ansteigt.
In dem Zusammenhang bin ich auf zahlreiche Diagramme gestoßen nach denen
der Drain Strom zuerst auf Maximum ansteigt und erst danach die
Drain-Source Spannung an absinkt.
Wie kann das sein? Wenn der Drain Strom zum Maximum hin ansteigt, steigt
auch der Spannungsabfall am Lastwiderstand zeitgleich zum Maximum an. Es
bleibt also keine Spannung mehr übrig, die am MOSFET abfallen könnte -
denke ich.
1
Last 1Ω D S
2
+ 10V o-----[====]----+------[MOSFET]-----|
3
4
10V 10V -> 0V
Wenn z.B. der Laststrom gerade eben die maximalen 10A erreicht, haben
wir auch schon 10V am Lastwiderstand. Doch in den Diagrammen fällt die
Spannung am MOSFET erst danach ab. Übergangsweise haben wir also
kurzzeitig insgesamt 20V die allmählich auf 10V abfallen.
Ich verstehe nicht, wie das sein kann.
H. H. schrieb:> Es ist falsch.
Wie ist es denn richtig, wo kann ich das nachlesen? Alle Diagramme die
ich gefunden habe, welche Spannung und Strom darstellen, sehen so aus.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Wie kann das sein? Wenn der Drain Strom zum Maximum hin ansteigt, steigt> auch der Spannungsabfall am Lastwiderstand zeitgleich zum Maximum an. Es> bleibt also keine Spannung mehr übrig, die am MOSFET abfallen könnte -> denke ich.
Hi.
Das Diagramm gilt doch nur für den Mosfet. Nicht für Mosfet plus
Widerstand.
Und damit ist es aus meiner Sicht wieder korrekt.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Ich verstehe nicht, wie das sein kann.
Meine Vermutung:
Dein Diagramm gilt nicht für ohmsche Last.
Außerdem ist für das Verhalten "Miller-Plateau" der Drainstrom ohne
Bedeutung, es geht nur um die Spannungsänderung an Drain, die in das
Gate einkoppelt.
Hier
(https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor#Schaltbetrieb)
geht bei der Beschreibung der Strom auch nicht in das Verhalten ein.
Ich würde sagen: Der Stromverlauf ergibt sich aus dem Spannungsverlauf
unter Berücksichtigung der Last.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Wenn der Drain Strom zum Maximum hin ansteigt, steigt auch der> Spannungsabfall am Lastwiderstand
Nein.
Die Messung zeigt den Strom, der auf Grund der Kanalstrombegrenzung
auftreten wird.
Der ist zwar nicht ganz so eckig wie gezeichnet, aber da UGS auf dem
Miller-Plateu verharrt und noch lange nicht hoch genug für den voll
durchgeschalteten MOSFET ist, sondern inmitten den abschnürenden
Bereichs, ist der Strom durch den MOSFET begrenzt, nicht vom
Lastwiderstand.
Der Strom wird vom MOSFET auf genau den Wert begrenzt, der über dem
Lastwiderstand zu einer so schnell fallenden Drain-Spannung führt, dass
die Gegenkopplung über Cgd das Gate gegenüber dem
Gate-Treiber-Widerstand am schnelleren Ansteigen hindern kann.
ID würde nach Verlassen des Miller-Plateaus weiter steigen (können) weil
auch UGS steigt, wenn nicht der Lastwiderstand bei dem Strom nur noch 0V
für den MOSFET übrig lassen würde.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Wie ist es denn richtig, wo kann ich das nachlesen? Alle Diagramme die> ich gefunden habe, welche Spannung und Strom darstellen, sehen so aus.
Eigentlich ist es alles sehr einfach: das Gate hat gewisse Kapazitäten
gegen Source und gegen Drain. Wenn man das Gate nur hochohmig
ansteuert, dann stellt sich die Spannung am Gate dadurch ein, daß die
Gate-Drain-Kapazität umgeladen werden muß, also eine Balance zwischen
Umladestrom und Strom vom/zum Treiber besteht. Zusätzlich muß auch die
Gate-Source-Kapazität umgeladen werden, aber das spielt nur dann eine
Rolle, wenn die Gate-Spannung geändert wird.
Stell dir einen Fet also mal vor als einen OpV, dessen E+ auf der
Schwellspannung liegt und besagte Kapazitäten vom E- nach GND und OUT
gehen. Dann wird dir das Ganze sicherlich sofort klar.
Tja, und die Spannung am Gate während des Schaltens hängt davon ab, wie
niederohmig das Gate angesteuert wird. Wenn man das mit einem
Gate-Treiber ansteuert, der mal locker 1..6 Ampere drauf hat, dann
findet das Umladen der besagten Kapazitäten bei höherem Strom und
entsprechend kürzerer Zeit statt.
W.S.
das Diagramm passt für das Schalten induktiver Lasten, wo der Strom von
einer Freilaufdiode umkommutiert wird (und der gesamtstrom ungefähr
konstant ist). Erst wenn der volle Strom durch den FET fließt beginnt
die Spannung zu sinken.
für ohmsche Lasten sieht die Kurve anders aus.
Kuck da:
https://www.vishay.com/docs/73217/an608a.pdf könnte zur Aufklärung
beitragen.
Ansonsten mal eine gute Abhandlung über den Miller-Effekt zu Rate ziehen
und das Gelernte anwenden. Ich such Dir gelegentlich mal was raus.
USCB015-Figure-3.jpg
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