Hallo Leute,
ich bin gerade in der Ausbildung und würde gerne meine erste, ich sage
mal vorsichtig, hf-Schaltung(f=300 kHz) realisieren. da ich relativ noch
neu in dem gebiet bin würde ich gerne meine Schaltung zuerst mit LTSpice
simuleiren.
Ich würde gerne von euch wissen, wie die herangehensweise ist um eine
Drainschaltung zu Dimensionieren.
Ich habe folgende Parameter
Uds = 40 V
ui = Sinussignal mit 5V amplitude
fin=300 kHz (sinus)
Id = 0,6 A
Rl = 40V/0,6A = 66R
Ich möchte in meine schaltung ein Sinussignal einkoppeln und dieses soll
dann spannungsverstärkt am Ausgang rauskommen, .
Danke schon einmal..
Rüdiger schrieb:> ist um eine Drainschaltung zu Dimensionieren.
Was soll diese Drainschaltung machen?
> Ich möchte in meine schaltung ein Sinussignal einkoppeln und dieses soll> dann spannungsverstärkt am Ausgang rauskommen, .
Was hat dann der Strom in den Requirements zu suchen?
Mein Vorschlag: zeichne mal eine Schaltung mit Bauteilnamen und poste
die. Schreib dazu, was das werden soll, welche Versorgung du hast, was
der Rl ist und wie dis Spanung wieder ausgekoppelt werden soll.
Denn du kannst mit 1 Mosfet so einfach keine Wechselspannung (mit
umpolen, negativ und so weiter) erzeugen.
Die Schaltung habe ich ja noch nicht, deswegen habe ich ja meine Frage
hier rein gepostet.
Ok dann noch einmal neu. ich habe ein Eingangssignal mit maximal 5 V.
Meine Versorgungsspannung ist 40 V und mein Lastwiderstand ist 100 R.
Was ich jetzt vor hatte ist ein Op mit einer SPannungsverstärkung
aufzubauen und dieser soll eine Drainschaltung(Source folger) treiben.
Rüdiger schrieb:> Ok dann noch einmal neu. ich habe ein Eingangssignal mit maximal 5 V.> Meine Versorgungsspannung ist 40 V und mein Lastwiderstand ist 100 R.
Und was soll jetzt an dem Lastwiderstand passieren?
> Was ich jetzt vor hatte ist ein Op mit einer SPannungsverstärkung> aufzubauen und dieser soll eine Drainschaltung(Source folger) treiben.
Nochmal: WAS willst du damit erreichen?
Ich möchte ein sinussignal spannungsverstärkt am Ausgang ausgeben
können. Da ich das bis jetzt schon mit einem normalen Bipolartransitor
realisiert bekommen habe und ich bis jetzt noch nie mit MOSFETS
gearbeitet habe. Möchte ich diese Schaltung nun mit einem Fet aufbauen.
D.h. ich möchte eine SPannungsverstärkung von Uout/Uin = 40V/5V = 8
@ Rüdiger (Gast)
>Ich möchte ein sinussignal spannungsverstärkt am Ausgang ausgeben>können.
Das wird aber nix mit einer DRAINschaltung, denn die hat die
Spannungsverstärkung von 1. Spannungsverstärkung erreicht man nur mit
einer Emitter bzw. Sourceschaltung.
> Da ich das bis jetzt schon mit einem normalen Bipolartransitor>realisiert bekommen habe und ich bis jetzt noch nie mit MOSFETS>gearbeitet habe. Möchte ich diese Schaltung nun mit einem Fet aufbauen.
Kann man machen, hat aber wenige Vorteile. Es ist und bleibt ein Klasse
A Verstärker, mit all seinen Nachteilen.
>D.h. ich möchte eine SPannungsverstärkung von Uout/Uin = 40V/5V = 8
Warum? Rein zu Lernzwecken oder zur Lösung eines praktischen Problems?
>D.h. ich möchte eine SPannungsverstärkung von Uout/Uin = 40V/5V = 8
Warum? Rein zu Lernzwecken oder zur Lösung eines praktischen Problems?
Wirklich nur Interesse.. wir können die Ausgangsspannung gerne variieren
z.B auf 30 V.
Mir geht es in erster Linie daraum wie ich so ein Schaltung berechnen
und Dimensionieren kann. Na klar, würde ich diese dann simulieren und
dann gerne aufbauen. Nur sollte die Ausgangsspannung nicht höher als 50
V sein, weil ich mein Netzteil nur bis zu dieser Spannnung einstellen
kann^^
Rüdiger schrieb:> Meine Versorgungsspannung ist 40 V und mein Lastwiderstand ist 100 R.
Du willst also einen Langwellensender mit immerhin 16W bauen?
Das ist schon allein aus Gründen der Funkstörungen problematisch.
Der IRF5110 ist übrigens ein Schalttransistor und für lineare
Verstärkung eher nicht geeignet
Rüdiger schrieb:> ok, danke für den Rat.>> aber woher erkenne ich den Unterschied zwischen einem Schalt-und einem> linearen Verstärker? Nur an dem RDs_on?
Meist am Text ganz oben im Datenblatt. :-)
Und daran, das es auch Kurven für den SOA-Bereich bei Gleichstrom gibt.
@ Harald Wilhelms (wilhelms)
>> Meine Versorgungsspannung ist 40 V und mein Lastwiderstand ist 100 R.>Du willst also einen Langwellensender mit immerhin 16W bauen?
Ach herje.
>Das ist schon allein aus Gründen der Funkstörungen problematisch.
Ach herje die IIte!
Ein Langwellensender ohne lange Antenne ist kein Sender.
Danke schon einmal für die ANregungen und die vielen Posts.
Ich habe mich etwas zum Thema Steiheit S und Faktor K eingelesen. Die
werte kann ich einfach durch eine geraden interpolation in den
Diagrammen ermitteln..
WIe kann ich denn nun die Spannungsverstärkung etc bestimmen ? Hat
jemand ein Kochrezept berechnung ?
Rüdiger schrieb:> WIe kann ich denn nun die Spannungsverstärkung etc bestimmen ? Hat> jemand ein Kochrezept berechnung ?
Das grobe Kochrezept wurde ja schon genannt:
Falk B. schrieb:> Das wird aber nix mit einer DRAINschaltung, denn die hat die> Spannungsverstärkung von 1. Spannungsverstärkung erreicht man nur mit> einer Emitter bzw. Sourceschaltung.
Die Spannungsverstärkung der Drainschaltung liegt tatsächlich immer
unter 1. Du kannst mit der Drainschaltung zwar große Stromverstärkungen
erreichen, aber danach fragst du ja nicht.
Die genauen Formeln für die Berechnung der Spannungsverstärkung kannst
du in Lehrbücher nachschlagen (z.B. Tietze Schenk oder auch das Skript,
das du oben selbst verlinkt hast). Aber das ist viel Rechnerei dafür,
dass am Ende immer ein Wert kanpp unter 1 rauskommt.
In Zusammenarbeit mit deinem OPV kannst du größere Verstärkungen
erreichen, wenn du den FET in der Rückkoppelschleife deines OPV
betreibst. Dann spielt die Kennlinie des FET aber für die Verstärkung
keine Rolle mehr (um die Verstärkung kümmert sich der OPV mit seiner
Rückkopplung). Die Kennlinie ist dann nur noch relevant für solche
"Nebensächlichkeiten" wie Aussteuerbarkeit oder Stabilität der
Schaltung.
ok, ic hsehe ein, dass ich falsch lag mit der Drainschaltung
ich müsste eine SOurceschaltung aufbauen, soviel ist klar.
@Achim S.
Meinst du etwa das ich die Schaltung so aufbauen soll?
https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/2/2c/Ksq_opv_mosfet.png
handelt es sich dann nicht um eine spannungsgesteuerte Stromquelle? Ich
möchte ja im idealfall eine SPannungsgesteuerte Spannungsquelle
aufbauen. Was ist denn der genaue Vorteil von dieser Schaltung gegenüber
nur der der Sourceschaltung
dein Schaltungsbeispiel ist eine spannungsgesteuerte Stromsenke, weil
der Strom (Spannungsabfall am Shunt) für die Gegenkopplung verwendet
wird. Wenn du die Ausgangsspannung in die Gegenkopplung schickst, wird
daraus ein Spannungsverstärker.
Eine simple Prinzipschaltung mit einem Transistor in Kollektorschaltung
(entsprechend der Drainschaltung beim FET) habe ich dir mal angehängt.
In Application Notes von OpAmps (vor allem von älteren Typen) kannst du
unterschiedliche Umsetzungen von solchen Boostern finden. Allerdings
werden sie meist mit Bipolartransistoren gebaut sein, selten mit FETs.
Einfach deswegen, weil FETs in dieser Anwendung eher Nachteile als
Vorteile bringen.
Rüdiger schrieb:> Was ist denn der genaue Vorteil von dieser Schaltung gegenüber> nur der der Sourceschaltung
Der Vorteil ist, dass du die Verstärkung über ein einfaches
Widerstandsverhältnis einstellen kannst. Du musst dich wenig um krumme
Kennlinien kümmern, die von einem Transistor zum nächsten auch noch
stark streuen und die von der Temperatur abhängen. Darum darf sich der
OpAmp mit seiner Gegenkopplung kümmern. Du musst "nur" noch dafür
sorgen, dass der OpAmp es schafft, den Transistor in der benötigen Weise
zu treiben, um die "schmutzigen Details" des Transistors brauchst du
dich nicht mehr zu kummern.
Do-not-tip schrieb:> http://sensitiveresearch.com/DoNotTIP/index.html
Dass FETs den Bipolaren in diversten Anwendungen weit überlegen sind,
ist mir klar. Dass das auch für den skizzierten Class-A Booster der Fall
sein soll, ist mir neu. Und aus dem Link erschließt es sich mir auch
nicht.
Wenn deine Empfehlung ist, statt eines Class A boosters eine andere
Topologie zu verwenden: dem könnte ich mich anschließen. Ich glaube nur,
dass Rüdiger mit dieser Empfehlung noch nicht so viel anfangen kann.
Super vielen Dank.
Ich werde mir jetzt mal das Buch von Tietze und schenk besorgen, ich
habe shcon von vielen gehört das es die Elektroniker Bibel schlecht hin
sein soll....
Danach versuche ich mich mal daran die Schaltung einerseits selber zu
berechnen und andererseits dann mit der op schaltung zu vergleichen...
ich kann dann die ergebnisse hier reinposten^^
Rüdiger schrieb:> Danach versuche ich mich mal daran die Schaltung einerseits selber zu> berechnen und andererseits dann mit der op schaltung zu vergleichen...> ich kann dann die ergebnisse hier reinposten^^
guter Ansatz ;-)
Rüdiger schrieb:> Ich werde mir jetzt mal das Buch von Tietze und schenk besorgen, ich> habe shcon von vielen gehört das es die Elektroniker Bibel schlecht hin> sein soll....
Gibts ne gut sortierte Stadtbibliothek in deiner Nähe, in der du ihn mal
probeweise ausleihen kannst? Oder eine Uni-Bib, wo du ihn dir wenigstens
mal durchblättern kannst? Der Tietze Schenk ist zwar tatsächlich der
Standardschinken für Elektroniker (steht in Greifweite neben meinem
Schreibtisch :-) Aber es gibt nicht wenige Leute, die mit seinem
Schreibstil nicht so richtig viel anfangen können. Für "praktisches
Schaltungsdesign nach funktionierenden Kochrezepten" ziehen viele Leute
den Horowitz Hill vor. Da die Teile nicht ganz billig sind, lohnt sich
vorher mal probezulesen.
Danke Achim...
eine Frage hätte ich aber vorab noch und zwar habe ich mir zwei
verschieden Datenblätter genommen um dort die Steilheit S zu berechnen.
Die folgendermaßen definiert ist S =delta Id / Delta Ugs
https://www.mikrocontroller.net/part/IRLML6402
Nimmt man den IRLML6402 der hier im Forum als gängiger Fet vorgeschlagen
wird und verwendet Abbildung 1 daraus.
bekomme ich für S = (9A - 6.5A)/(10V-2V) = 0,3125 S = 312,5 mS
In anderen Fachbüchern wird S in der größenordnugn von wenigen mS
angegeben. Liegt es daran, das das die Messwerte des IRLML6402 im Puls
betrieb aufgenommen wurden ? Falls ja, warum ist das so?
Rüdiger schrieb:> Liegt es daran, das das die Messwerte des IRLML6402 im Puls> betrieb aufgenommen wurden ? Falls ja, warum ist das so?
Vermutlich liegts daran, das das auch ein Schalttransistor ist
und keiner für Linearbetrieb.
Im Dauerbetrieb würden die Parameter aufgrund der Eigenerwärmung
undefiniert durch die Gegend driften. Außerdem hält dieser Transistor
die Verlustleistung, die bei der Messung der Kennlinie verheizt wird,
nicht länger als ein paar 100µs aus bevor er verdampft.
Deinen Zahlenwerten nach hast du wirklich Fig. 1 ausgewertet. Dort
siehst du aber nicht die Steilheit sondern d_ID/d_UDS. Hier könntest du
die Differenz der d_UGS höchstens bilden, wenn du die Kurvenschar am
rechten Rand betrachtest und das d_UGS aus dem Parameter der Kurvenschar
abliest.
In Fig. 3 kannst du die Steilheit als Tangentensteigung ablesen (na ja,
mit log. Skalierung halt). Ein ungefähres Rechenbeispiel bei 25°:
S = (26A-21A)/(3,5V-3V) = 10 S
In den electrical parameters findest du auch eine direkte Angabe der
Steilheit für bestimmte Betriebsbedingungen:
forward transconductanc: min 6 S
Der Wert unterscheidet sich deswegen stark von Lehrbüchern und anderen
Tansistoren, weil sich die verschiedenen FETs stark unterscheiden.
Ein FET, der diverse A schalten kann, wird ein größeres d_ID/d_UGS haben
als ein Kleinsignal-FET. Ein Logiklevel-FET, der mit wenigen V am Gate
schön völlig durchschalten muss, ebenfalls.
Deshalb haben viele moderne Leistungs-FETs, die für den Schaltbetrieb
mit geringen Ansteuerspannungen optimiert sind, unter "typischen
Betriebsbedingungen" viel größere Steilheiten, als von "klassischen
FETs" gewohnt. Dass der IRLML6402 nur maximal 12V am Gate veträgt
(klassische FETs typsich 20V) hat den selben technologischen
Hintergrund.
