ich bin noch ein ziemlicher Laie, was die Halbleitertechnik betrifft.
Vor einiger Zeit hatten wir in der Berufsschule eine Aufgabe. Dort mussten wir einige Versuche mit dem Mosfet machen. Leider hat es bei mir nicht ganz gekalbt, denn wir mussten mit einem Mosfet den Strom einstellen. Dies ist eine Vorarbeit, zum Thema E-Last.
Ich habe den Schaltplan mit beigefügt.
Mein Problem ist, dass der Strom nicht einzustellen ist. Ständig ist er am steigen oder am sinken. Bedeutet, wenn ich den Strom aufdrehen möchte, so steigt er, obwohl ich den Potentiometer nicht mehr drehe. Umgekehrt ist es auch so. Zudem habe ich zwei separate 5V Quellen.
Der Arbeitspunkt ist so ohne weiteres nicht thermisch stabil. Bau eine Konstantstromquelle mit OPV, dann wird das was.
Alternativ kann man gepulst messen. D.h. das Gate wird mit einem Funktionsgenerator angesteuert und der Strom mittels Shunt und Oszilloskop gemessen. Dadurch bleibt die Erwärmung minimal und die Arbeitspunkte / Messpunkte sind deutlich stabiler.
Ich glaube, dass der Mosfet als eine Art "einstellbarer Widerstand" fungieren sollte (Wie ich es verstanden habe). Die Last soll dann zwischen dem Mosfet und dem Amperemeter angeschlossen werden.
Ihe Leistungsdaten und Kennwerte ändern sich z.B. mit der Temperatur.
Während deine Schaltung im Prinzip funktioniert, wenn man die Gate-Spannung nicht aus Versehen zu hoch einstellt, ist die halt keine stabile Stromquelle, sondern der MOSFET wird warm und der Strom ändert sich. auch wenn du die Drain-Spannung änderst.
Wenn der Strom konstant gehalten werden soll, braucht man eine REGELUNG mit einem shunt-Widerstand an dem der Strom einen messbaren Spannungsabfall produziert und einem OpAmp der die Gate-Spannung nachregelt damit der gewünschte Strom fliesst.
Der Arbeitspunkt ist so ohne weiteres nicht thermisch stabil.
Doch. Ab einem gewissen Mindeststrom nimmt der Strom bei Erwärmung wieder ab. Sollte eigentlich schon funktionieren die Schaltung. Ich würde mal die Gate Source Spannung messen.
Es geht Spezial um eine Konstantstromquelle. Während ich so schreibe, denke ich, dass mich mein Lehrer "Hobs" genommen hat. Höchstwahrscheinlich, wollte er mir damit zeigen, das ich mich mit dem Potentiometer dumm und dämlich regeln würde. Also würde ich ohne einen Amp nicht auskommen?
Aber wieso schwankt der Mosfet so. Liegt es daran, dass der Mosfet "eigentlich" wie ein Kondensator ist? Damit meine ich, das er so ständig am schwanke ist wegen der Ladung, oder?
Während deine Schaltung im Prinzip funktioniert, wenn man die
Gate-Spannung nicht aus Versehen zu hoch einstellt, ist die halt keine
stabile Stromquelle, sondern der MOSFET wird warm und der Strom ändert
sich. auch wenn du die Drain-Spannung änderst.
Bei mir ist der Strom gestiegen, obwohl die Temperatur am steigen war. Müsste es nicht umgekehrt sein?
Wenn es in einer bestimmten Stellung des Potis wirklich von alleine schwankt, also der Strom von alleine immer höher und niedriger wird, ist das thermisches Oszillieren, oder wie der Ami sagt motorboating.
Ja, man braucht die Regelung, die du gezeigt hast, wenn der Strom stabil bleiben soll. Die braucht aber 12V (kein IRL mehr sondern IRF, und der OpAmp will auch noch 1.5V mehr).
Es geht Spezial um eine Konstantstromquelle. Während ich so schreibe,
denke ich, dass mich mein Lehrer "Hobs" genommen hat.
Höchstwahrscheinlich, wollte er mir damit zeigen, das ich mich mit dem
Potentiometer dumm und dämlich regeln würde. Also würde ich ohne einen
Amp nicht auskommen?
Ja
Aber wieso schwankt der Mosfet so.
Der schwankt nicht, wohl aber dessen Arbeitspunkt! Die Gate-Source Spannung hat einen Temperaturkoeffizienten von ca. -5mV/K. D.h. wenn der MOSFET durch den Drainstrom * Drain-Source Spannung warm wird, verschiebt sich die Kennlinie und es fließt mehr Strom, sodaß er noch wärmer wird. Das kann man passiv nur kompensieren, wenn man einen ausreichend großen Widerstand in die Sourceleitung einfügt. Das ist aber für die Messung unpraktisch, denn der Spannungsabfall daran muss reletiv hoch sein, so um die 1-2V.
Liegt es daran, dass der Mosfet
"eigentlich" wie ein Kondensator ist?
Nein.
Damit meine ich, das er so ständig
am schwanke ist wegen der Ladung, oder?
Schau dir die Kennlinien im Datenblatt an.
die ist in deinem Bereich zum einen sehr, sehr steil, d.H. kleinste Änderungen der Gate-Spannung bewirken eine große Änderung im Drain-Strom. Und zum anderen auch sehr Temperaturabhängig.
(Achtung: Y-Achse ist logarithmisch! Ist also alles noch viel viel schlimmer, als es auf den ersten Blick erscheint)
Während deine Schaltung im Prinzip funktioniert, wenn man die
Gate-Spannung nicht aus Versehen zu hoch einstellt, ist die halt keine
stabile Stromquelle, sondern der MOSFET wird warm und der Strom ändert
sich. auch wenn du die Drain-Spannung änderst.
In gewissen Grenzen hilft ein Widerstand Source nach Gnd, nennt sich Gegenkopplung.
MOSFET.png
(10 KB)
