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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik P-FET (7V) mit AVR (5V) steuern


Autor: Christoph (Gast)
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Hi! Ich möchte einen P-Kanal-FET (FDG6304P) mit einem AVR ansteuern. Der 
AVR wird mit 5V versorgt; die Betriebsspannung, die der FET schalten 
soll, liegt jedoch bei 7V.

Wenn also der AVR-Ausgang auf LOW liegt, ist V_GS=-7V, und der FET 
leitet, wenn er aber auf HIGH liegt (+5V), ist V_GS immer noch =-2V, da 
wird er sicher nicht sperren.

Mir kam daher die Idee, das Gate mittels Pull-Up mit +7V zu verbinden 
und zum sperren des FET den Ausgang des AVR statt auf 1 einfach auf 
Eingang (ohne internen Pull-Up) umzuschalten. Würde das funktionieren? 
Was würde passieren, wenn man den Pull-Up am Gate weglässt? Das wäre 
kein sauberer Sperrzustand, oder? Einen Pegelwandler möchte ich nicht 
davorschalten, da ich 17 solcher Kanäle brauche...

Autor: A. K. (prx)
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Wird nicht funktionieren. Du kannst einen AVR-Ausgang nicht über Vcc 
hieven, auch nicht mit einem Pullup.

Du kannst beispielsweise ein CD4050 mit Vdd=7V als Treiber-IC verwenden.

Autor: Stefan Ernst (sternst)
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Oder schalte das Gate mit einem kleinen N-Fet (oder NPN).

Autor: Michael (Gast)
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NOP, die Eingänge an uControllern sind gegen Über- und Unterspannung 
geschützt. Die Spannung kann nicht größer als die positive I/O Spannung 
werden und nicht negativer als Masse.
Schau mal ins Datenblatt!  Da steht z.B. unter "Electrical 
Characteristics"  -> DC-Characteristics   den Wert
Vih || "Input High Voltage except XTAL1 and RESET pins"  || Max: Vcc + 
0,5V

Damit kannst Du einen Inputpin bis maximal 5,5V belasten bei 5V 
Versorgung. Höhere Spannungen führen zur Zerstörung des Bauteils.

Sofern du keine schnellen Schaltvorgänge (wie PWM) machst, kannst Du das 
Gate des P-FET mit einem Widerstand auf +7V legen und mit einem 
NPN-Transistor auf Masse ziehen.

Autor: Christoph (Gast)
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Danke für den Hinweis, das hatte ich übersehen. Dann komme ich wohl an 
dem Pegelwandler mittels NPN nicht vorbei. die P-FETs dienen als 
Segmenttreiber zum Multiplexen einiger 16- und 7-Segment-Anzeigen. Dafür 
sollte es schnell genug sein, oder?

Autor: Peter Roth (gelb)
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Hallo,

Variante A wurde bereits genannt, Variante B profitiert von der 
niedrigen Gate-Schwellspannung deines Mosfets. Bei beiden Varianten 
hängt die Schaltgeschwindigkeit (ausschalten) hauptsächlich vom Wert des 
oberen Widerstands ab, kannst du anhand der Gateladung vom Datenblatt 
ausrechnen.

Variante C fiel mir noch ein, das ist die schnellste Methode, aber bei
langer Einschaltzeit sperrt der Fet irgend wann wieder. 100 Hz sollten 
schon drin sein. Eventuell noch einen Serienwiderstand zum C vorsehen.

Grüße, Peter

Autor: Peter F. (piet)
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Christoph schrieb:
> Mir kam daher die Idee, das Gate mittels Pull-Up mit +7V zu verbinden
> und zum sperren des FET den Ausgang des AVR statt auf 1 einfach auf
> Eingang (ohne internen Pull-Up) umzuschalten.

Ich denke es wird dir nicht wirklich weiter helfen aber vor einem 
ähnlichen Problem stand ich auch vor her weile.

Am FET liegen 12-20V (je nach Netzteil) und die sollen vom µC geschaltet 
werden. Ich hatte sowieso ein paar Pins an den ULN2803 frei.
Also Pullup von +12V an das Gate und das Gate dann noch an den Eingang 
des ULN2803, das ULN2803 dann mit dem µC und +5V gesteuert.

Mfg,
Peter

Autor: Christoph (Gast)
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Hi, danke für eure Antworten. Variante C mit dem Kondensator gefällt mir 
sehr gut, weil damit auch gleich ein hardwareseitiger Schutz der LEDs 
bei einem Ausfall des Multiplexings gegeben ist. Allerdings müsste diese 
Schaltung dazu am Zifferntreiber und nicht am Segmenttreiber angebracht 
werden, denn die Segmente können ja auch über mehrere Ziffern hinweg 
aktiv bleiben. Ich werde einfach Anzeigen mit gemeinsamer Anode nehmen 
und diese dann mit Variante C schalten, dann sollte es passen. Danke für 
diese Idee!

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