Hi Leute, ich hab einfach nur mal ne ganz Stumpfe Frage!
Wann benutzt man am besten Transistoren und ab wann ist es Sinnvoll,
Mosfets zu verwänden?
Über eine Kurze aber aussagekräftige Antwort würde ich mich sehr freuen.
LG
Kai
FETs (egal ob MOS oder J) eignen sich m.E. besonders beim Schalten sehr
hoher Ströme, da sie i.d.R. einen niedrigen R_DSon besitzen und somit
nur wenig Verlustleistung im Transistor erzeugt wird.
Schöne Grüße,
Alex
@Danteln
Bei guten MosFETs sind Rdson von wenigen mOhm möglich. Die
Verlustleistung erhälst du dann über den Strom. Dazu kommen noch
mögliche Schaltverluste.
Hallo Franz,
Ja klar schaltet ein IGBT auch wieder ab. Deine Frage tendiert nach
Parallelen zum Thyristor bzw. Triac oder?
Im Prinzip steuerst du einen IGBT wie einen MOSFET quasi "leistungslos"
am Gate an (*). Darum hast du auch keinen "Steuerstrom" sondern nur eine
Steuerspannung am Gate gegen den Emitter.
Zwischen Kollektor und Emitter verhält er sich jedoch wie ein bipolarer
Transistor.
Vorteil ist, dass man im "an"-Zustand zwischen C und E nie mehr als die
Sättigungsspannung erreicht. Die Verlustleistung ist demnach nur
P = U*I;
Da U_sat = const steigt die Verlustleistung nur linear mit dem Strom;
Ein Mosfet hat im Vergleich dazu nahezu konstanten Rds_on, die
Verlustleistung also
P = I² * R,
wobei die Verlustleistung quadratisch mit dem Strom ansteigt.
(bei Vernachlässigung der Schaltverluste in beiden Fällen!)
(*) Für die Besserwisser unter den Mitlesern: Ja ja, ich weiß, je höher
die Ansteuerfrequenz, desto mehr Strom zur Gateumladung etc...
Gruß
Christian
FETs sind bei hohen Spannungen ekelhaft, weil du bei einer
Spannungschwankung von zB. 500V am Drain auch ordentlich was auf's Gate
bekommst (Kapazität zw. Gate und Drain).
naja, U_sat ist nicht gerade sehr konstant, wenn er in höheren
Stromregionen belastet wird (wenn man also langsam in die Größenordnung
von Imax kommt). Nur bei unteren Strömchen kann man es wohl als recht
konstant betrachten.
Ein Blicvk in ein Paar Datenblätter scheint mir dies zu bestätigen (eg.
BD249: 1,5V bei 15A, 4V bei 25A, was nicht gerade nach const aussieht).
Ein BUZ11 (na gut - er hält ein paar Ampere mehr aus) verbrutzelt dabei
noch nicht mal 1V.
"Früher", also die Mosfets noch nicht so weit entwickelt waren, sah es
wohl sicherlich anders aus (aus diesen Zeiten kenne ich noch so eine
Aussage, daß bipolare T's grundsätzlich besser sind bei
Hochstromanwendungen bezüglich Verlustspannung/Leistung)
Es ging gerade auch um IGBTs, und die bewegen sich in ganz anderen
Kategorien, wie ein BUZ11.
Für die Ursprungsfrage wäre es wichtig, den Anwendungszweck zu kennen.
Je nachdem kann die eine oder andere Art Vorteile bringen, bei vielen
Anwendungen ist es auch einfach nur Geschmackssache.
also ich habe jetzt mal auf alldatasheet nach irgendwelchen IGBTs suchen
lassen, habe irgendeinen genommen (HGTP10N40C1) da ich z.Zt. absolut
nicht im Bilde bin, welche IGBT's heute so üblich sind, und da ist die
U_sat alles andere als const. Zumal die Usat bereits bei niedrigen
Strömen je nach Typ bereits recht hoch einsteigen kann (beim genannten
Typ geht unterhalb 1V gar nix).
Aber wie gesagt, ich weis z.Zt. nicht , welche Typen so üblicherweise
genommen werden. Kann ja auch sein, ich habe ein äuserst schlechtes
Beispiel gewählt ;-)
Hallo JensG,
mach das Spiel doch anders rum:
Nimm als Anwendungsfall doch mal 1,6kV Sperrspannung und 600A
Dauerstrom.
Jetzt suche dir jeweils einen IGBT und einen MOSFET die das können und
dann vergleiche nochmal.
Gruß
Christian
Trotz aller Vorzüge von MOSFETs und IGBTs haben bipolare Transistoren
nach wie vor ihre Daseinsberechtigung. Es gibt diverse Schaltungen, die
sich mit MOSFETs garnicht oder nur schwer realisieren lassen. Die
Stromsteuerung und die niedrige Schwellspannung bipolarer Transistoren
sind der Hauptgrund dafür. Hier einige Beispiele:
Einfache Strombegrenzungsschaltungen mit bipolaren Transistoren kommen
mit relativ geringen Spannungsverlusten am Shunt-Widerstand aus.
Spannungsfolger, z.B. für MOSFET-Treiber, baut man mit bipolaren
Transistoren auf, weil der Spannungshub nicht viel mehr als 1 V
verliert.
Ein Stromspiegel funktioniert nur mit bipolaren Transistoren vernünftig.
Eine Thyristor-Ersatzschaltung, bestehend aus je einem NPN- und einem
PNP-Transistor ist mit MOSFETs so nicht machbar
Viele Leistungsoszillatoren haben mit bipolaren Transistoren ein
deutlich besseres Anschwingverhalten, da sich der Arbeitspunkt des
bipolaren Transistors vor dem Anlauf wesentlich besser einstellen läßt.
Jörg
Ganz so einfach ist es auch nicht. Sonst könnte man aus einem FET mit
Widerstand zwischen Gate und Source einen BJT machen, und aus einem BJT
mit Basiswiderstand einen FET.
@Danteln
Ein weiterer Unterschied zwischen Mosfet's und bipolar-T's ist, dass
sich der bipolar-T für höhere Frequenzen eignet. Bei einem
Hochfrequenzverstärker kommen meist bipolar-T's zum Einsatz.