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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik junction temperatur


Autor: S. S. (elektroblue)
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Hallo,  ich bin ein totaler Anfänger in diesem Bereich und habe daher 
wahrscheinlich einfache Fragen, aber ich finde einfach nichts bzw. 
verstehe es noch nicht...

Was genau ist eine "junction temperature" (bezgl. p-Kanal MOSFET)? Wäre 
super wenn mir das jemand erklären könnte.

Dann noch eine Verständnisfrage:
Wenn ich 2 FETs parallel anschliesse und ein Transistor erwärmt sich. 
Verteilen sich dann die Ströme?  hat dann derjenige der sich erwärmt 
weniger Strom oder so....

Also es ist keine Formelberchnung notwendig, es reicht wenn mir das 
jemand allgemein erklärt. Ich bin erst am Anfang und möchte es 
verstehen.

Danke im voraus!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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S. L. wrote:

> Was genau ist eine "junction temperature" (bezgl. p-Kanal MOSFET)?

Junction bezeichnet die Sperrschicht, d. h. es ist die Temperatur
im Siliziumkristall gemeint, an der Stelle, an der die Verlustleistung
in Wärme umgesetzt wird.  (Genau genommen passiert das bei einem
MOSFET nicht an einer Sperrschicht sondern im Kanal, aber das ist
Krümelkackerei.)

> Wenn ich 2 FETs parallel anschliesse und ein Transistor erwärmt sich.
> Verteilen sich dann die Ströme?

An sich verteilt sich das bei MOSFETs (im Gegensatz zu Bipolar-
Transistoren) ganz gut, da der FET mit der höheren Temperaturn einen
höheren Kanalwiderstand bekommt und damit einen geringeren Anteil
des Stroms übernimmt.  Allerdings würde ich mich darauf nur dann
verlassen wollen, wenn die Transistoren als Schalter betrieben werden.
Werden sie analog betrieben (also außerhalb der Sättigung), dann
sollte man sie wohl zumindest auf Kennliniengleichheit ausmessen und
ggf. auch noch mit externen Widerständen die Gleichmäßigkeit der
Stromverteilung verbessern.

Autor: S. S. (elektroblue)
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Super, danke für die verständliche Erklärung!

Gibt es ein empfehlenswertes Buch, das ich mir zulegen sollte?!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Kauf Dir den Tietze-Schenk.

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Jörg Wunsch wrote:
> S. L. wrote:
>
>> Wenn ich 2 FETs parallel anschliesse und ein Transistor erwärmt sich.
>> Verteilen sich dann die Ströme?
>
> An sich verteilt sich das bei MOSFETs (im Gegensatz zu Bipolar-
> Transistoren) ganz gut, da der FET mit der höheren Temperaturn einen
> höheren Kanalwiderstand bekommt und damit einen geringeren Anteil
> des Stroms übernimmt.  Allerdings würde ich mich darauf nur dann
> verlassen wollen, wenn die Transistoren als Schalter betrieben werden.
> Werden sie analog betrieben (also außerhalb der Sättigung), dann
> sollte man sie wohl zumindest auf Kennliniengleichheit ausmessen und
> ggf. auch noch mit externen Widerständen die Gleichmäßigkeit der
> Stromverteilung verbessern.

Umgekehrt macht es bei FET Sinn:

Analog-Betrieb ist unkritisch auch ohne Widerstände. Da reicht die 
therm. Trägheit und das Verhalten der FET, eine  einigermaßen gleiche 
Verteilung.
Bei Bipolar sind hier Widerstände ein Muß (außer man will alle einer 
Parallelschaltugn auf identische Eigenschaften selektieren vor dem 
Einbau, also praktisch wäre dies um Deinen Ausdruck zu benutzen: 
Krümelkackerei).

Schalter-Betrieb : Da sollte man Widerstände vorsehen. Die FET schalten 
(wenn man schnell schaltet) nie alle gleichzeitig ein/aus. Zudem machen 
dann die Aufbauten (Leitungs-Induktiväten, etc.) die Sache in der Regel 
noch ungleichmäßer. Widerstände da einzuschleifen sorgt dann für etwas 
bessere Vertelung , und verhindert den "Abschuß" einzelner FET.


Andrew

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Andrew Taylor wrote:

> Umgekehrt macht es bei FET Sinn:

Nein, da hat Jörg schon recht. Er hat es aber im Analogfall etwas 
undeutlich geschrieben. Du meinst daher etwas anderes als Jörg.

Wird ein Mosfet warm, steigt sein Widerstand und somit sinkt der Strom, 
da der kalte Mosfet mit dem niedrigeren Widerstand mehr Strom übernimmt 
wenn beide Mosfets voll durchgesteuert sind.

Im Linearbetrieb interessiert dagegen vor allem die Gate-Source 
Spannung, denn die bestimmt den Strom. Die hat einen negativen 
Temperaturkoeffizienten, der wärmste ist daher am weitesten 
durchgesteuert und bekommt den größten Strom ab, was zu einer fatalen 
Kettenreaktion führen kann...

Autor: S. S. (elektroblue)
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Danke an alle und ich habe schon nach dem Buch geschaut. Werde ich mir 
besorgen!

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Benedikt K. wrote:
> Andrew Taylor wrote:
>
>> Umgekehrt macht es bei FET Sinn:
>
> Nein, da hat Jörg schon recht. Er hat es aber im Analogfall etwas
> undeutlich geschrieben. Du meinst daher etwas anderes als Jörg.
>

Nun, das mag nach Deinen Erfahrungen (und ggfs. Jörg's) für Linear 
zutreffen.

Nach meinen Erfahrungen trifft das zu was ich über den Schalterbetrieb 
geschrieben habe. Dito über den Linearbetrieb.

Andrew

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Andrew Taylor wrote:

> Nun, das mag nach Deinen Erfahrungen (und ggfs. Jörg's) für Linear
> zutreffen.

Das sind nicht nur meine Erfahrungen, sondern das sind Fakten die sogar 
im Datenblatt stehen.
Siehe auch hier:
http://sound.westhost.com/articles/hexfet.htm#51

> Nach meinen Erfahrungen trifft das zu was ich über den Schalterbetrieb
> geschrieben habe.

Dagegen sage ich auch nichts, das passt ja. Nur der Linearbetrieb ist 
nicht ohne Source-Widerstände zuverlässig möglich (außer man lässt sehr 
viel Raum nach oben zu den Grenzwerten).

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Andrew Taylor wrote:

> Nach meinen Erfahrungen trifft das zu was ich über den Schalterbetrieb
> geschrieben habe.

Zumindest haben auch durchaus ernstzunehmende kommerzielle Designs
da keine Sourcewiderstände drin.  Sowohl bei einem deutschen Fabrikat
so gesehen als auch in einer APC SmartUPS.  Die schalten die FETs
einfach parallel.  Allerdings sind die FETs dabei sicher jeweils aus
einer Produktionscharge.

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Andrew Taylor (marsufant)
>Schalter-Betrieb : Da sollte man Widerstände vorsehen. Die FET schalten
>(wenn man schnell schaltet) nie alle gleichzeitig ein/aus. Zudem machen
>dann die Aufbauten (Leitungs-Induktiväten, etc.) die Sache in der Regel
>noch ungleichmäßer. Widerstände da einzuschleifen sorgt dann für etwas
>bessere Vertelung , und verhindert den "Abschuß" einzelner FET.

also ich kenne da auch irgend so eine Abhandlung von einem 
Halbleiterhersteller (ich glaube, es war IRF). Trotzdem denke, hat dies 
eher nur akademisches Interesse. Denn wenn man schnell schaltet, dann 
ist diese Ungleichmäßigkeit in der Schaltgeschwindigkeit nur von kurzer 
Natur (verglichen mit der Gesamtperiode). In der Regel nur inm 
ns-Bereich. Und da Mosis i.d.R. den 4-fachen Imax im Pulsbetrieb 
verkraften, sollte dies in der Praxis kein Problem darstellen. Zumal der 
eine Mosi in dem Falle ohnehin nur max. das doppelte draufbekommt, wenn 
es z.B. ein Transistorpärchen ist (also 2 T's)

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