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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik JFET Schaltung


Autor: Michael T. (michelback)
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hallo Zusammen,

Im anhang ist eine Zeichnung, die einen p-kanal Jfet (Q1) zeigt. Er soll
im ausgeschalteten Zustand (UG=0) einen Stromfluss zwischen der
reference electrode und der Working Elektrode herstellen, damit die
beiden Elektroden gleiches Potential haben. Wird die Schaltung
eigeschaltet, sperrt der JFET.

Meine Fragen:
für den JFET wird die Reihe J175  J176  J177 vorgeschlagen. Bisher
habe ich mich nur ein wenig in die p-Kanal-geschichte eingelesen. Ich
möchte gerne 2,5V an +V im Bild anlegen. Wie groß muss ich den
Widerstand zwischen +V und dem Gate wählen? in der Zeichnung wird 1MOhm
angegeben. Das heißt bei mir würden 2,5µA strom fließen. Muss der Strom
begrenzt werden um das Gate von Q1 zu schützen, oder hält Q1 das aus?

Ist Igss der im Datenblatt stehende Strom der durch das Gate fließen 
darf?

Noch zum Verständnis:
Im datenblatt wird Vgs(off) angegeben, also die Gate-source Cutoff
Voltage. Wenn ich das richtig verstanden habe, ist das die Spannung die
angelegt werden muss, damit der JFET sperrt. Für den J176 wird der
MIN-Wert von Vgs(off) mit 1,0V und der MAX-Wert mit 4,0V angegeben. wenn
ich jetzt 2,5V anlege müsste er also sperren, oder?
Der J177 hat einen   Vgs(off)-Maximal wert von 2,5V. Würde das dann mit 
meinen angelegten 2,5V gehen, oder soll ich sicherheitshalber den J176er 
nehmen, da er bis 4V geht?

Grüße,
Michael

Autor: Arno H. (arno_h)
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Nicht ganz, beim Min-Wert kann der FET sperren, muß aber nicht. 
Spätestens beim Max-Wert muß die Messbedingung aber erfüllt sein.
Aufgrund der hohen Exemplarstreuungen bei der Herstellung solltest du 
vom Maximalwert ausgehen.
Vor den 2,5µA kommt aber erst noch die Sperrschicht, der Strom ist also 
wesentlich niedriger.
Irgendwo habe ich mal eine Faustformel für RG gefunden, die davon 
ausgeht, dass bei IGssmax nicht mehr als 0,5V an RG abfallen sollen.
Das beißt sich etwas mit der Forderung nach möglichst hohem 
Eingangswiderstand denn RG~RE.
Allgemein wirde der RG im Bereich 100k bis einige MOhm gewählt.
Da du eine Spannungsquelle anschließt, ist der RG für diesen 
Schaltbetrieb weniger kritisch und sollte nur bei UGS <0 Volt den 
Gatestrom auf einen ungefährlichen Wert begrenzen.

Arno

Autor: Michael T. (michelback)
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Hallo Arno,

vielen Dank  für deine Antwort. Ich hatte schon gedacht mir schreibt 
keiner mehr :) Mit den Details bei JFETs kenne ich mich leider noch 
nicht so gut aus... Wird aber langsam :)

Nur dass da kein Missverständnis auftritt: die 2,5µA wären aber der 
Gatestrom - nicht der DS-Strom. Mit einem Vorwiderstand RG=1MOhm und 
2,5V Spannung würde also ein Strom von +V zum Gate fliessen, oder? Wird 
dieser strom IGss genannt? Ich weiß nämlich nicht was genau IGss ist. 
Von wo nach wo fließt IGss?
IGss wird im Datenblatt des J177 mit 1nA angegeben (bei VGS=20V, VDS=0), 
macht bei einem RG von 1MOhm eine Spannung von 0,001V. würde mit der 
0,5V-Faustformel ja passen.

Wie finde ich denn heraus was ein kritischer Wert für den Gatestrom ist? 
Ist das der IGF (Forward Gate-Current) oder der IGSS? Ich komme mit den 
Bezeichnungen nicht klar und möchte das aber trotzdem gerne verstehen.

Was ich bisher verstanden habe ist, dass man mit einem JFET leistungsarm 
schalten kann (wenig Strom, nur durch anlegen einer spannung wird 
geschaltet). Daher sollte doch der Strom von +V zum gate sehr klein 
sein. Die 2,5µA kommen mir aber noch nicht sooo klein vor. Evtl den RG 
noch erhöhen?

Grüße,
Michael

Autor: Arno H. (arno_h)
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Es werden keine 2,5µA Gatestrom fliessen, die Gate-Source-Strecke ist 
eine Diode in Sperrichtung, die 1nA gelten für 20V Sperrspannung!
Zwar gilt das bei 25°C, aber auch ein Faktor 100 bringt noch keine 
Verschlechterung. Don´t panic.
Durch den Gate-R wird also ca. 1nA (stark temperaturabhängig) fließen.

Im Datenblatt des J177 steht 2,25V max als Vgs(Off), du hattest beim 
J176 geschaut. Die 2,5V sollten also reichen. In Vorwärtsrichtung kann 
das Gate bis zu 50mA, da sind also keine Probleme zu erwarten.

Arno

Autor: Michael T. (michelback)
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Hi Arno,

super vielen Dank für deine Mühe! Jetzt hab ichs kapiert. Bist der Beste 
:)

Autor: Arno H. (arno_h)
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Danke für die Blumen, keine Ursache.

Arno

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