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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet vs. Transistor


Autor: Danteln (Gast)
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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

Autor: Alex22 (Gast)
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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

Autor: Danteln (Gast)
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Ach so, ja so was habe ich mir schon gedacht!
Über welche Größen sprechen wir denn hier?
Sagen wir bei 5V Spannung

Autor: JensG (Gast)
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ääähhmm - ist ein Mosfet denn kein Transistor mehr? Schließlich sagt das 
t am Ende von Mosfe"T" , daß es ein Transistor ist

Autor: 123 (Gast)
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er meinte einen bipolar-T

Autor: 123 (Gast)
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@Danteln

Bei guten MosFETs sind Rdson von wenigen mOhm möglich. Die 
Verlustleistung erhälst du dann über den Strom. Dazu kommen noch 
mögliche Schaltverluste.

Autor: Danteln (Gast)
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Okay...danke für die schnellen Antworten!

Autor: C. H. (_ch_)
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IGBTs gibt's auch noch. Das ist eine Kombination aus mosfet und bipolar 
Transistor. Nutzt man vorzugsweise bei hohen Spannungen und großen 
Leistungen.

Autor: Franz (Gast)
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wie ist denn eigenlich der Kennlinie eines IGBTs. Schaltet der IGBT auch 
wieder ab, falls man den Steuerstrom abschaltet?

danke Franz

Autor: C. H. (_ch_)
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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

Autor: I_ H. (i_h)
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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).

Autor: JensG (Gast)
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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)

Autor: Gast123 (Gast)
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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.

Autor: JensG (Gast)
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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 ;-)

Autor: C. H. (_ch_)
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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

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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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

Autor: Michael (Gast)
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Hm....sind MOSFETs nicht spannungsgesteuerte Stromquellen während 
bipolare Transistoren stromgesteuerte Stromquellen sind?

Autor: Falk Brunner (falk)
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Ja

Autor: I_ H. (i_h)
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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.

Autor: Stefan Helmert (Firma: dm2sh) (stefan_helmert)
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Hallo,

wie wäre es mal mit einem Feld-Effekt-Thyrister, einer 
Isolated-Gate-Bipolar-Pentode, ein Schotky-Triac oder einer 
Unijunctionsdiode? ;)

Autor: Reto B. (schnuber)
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@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.

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