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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Datenblatt / Prinzip richtig verstanden?


Autor: mosfet (Gast)
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Hallo,

ich habe vor, eine Betriebsspannung zu schalten, wie im Anhang zu sehen. 
Ich wollte einen P-Typ suchen mit niedrigem RdsON (IRF7416). Wenn ich es 
richtig verstehe, schalte ich EIN mit einem 0V-Pegel und AUS mit 5V, 
direkt aus dem uC-Port? (P-Mosfet)

Wieviel Spannung wird von den 5V übrig bleiben bei 400mA?

Autor: Gast (Gast)
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400mA x RdsON = Spannung DS

5V - VDS = 5V Switched

Autor: mosfet (Gast)
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So habe ich es auch erst verstanden, die Frage ist nur, ob der schon 
"voll leitend" ist bei 5V bzw. mit welchem Rds ich dann ca. rechnen muß. 
Im Anhang mal das Datenblatt..

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Wenn ich es richtig verstehe
Das hast du richtig verstanden. Ich würde dir allerdings noch einen 
10-100 kOhm Pullup vom Gate nach 5V vorschlagen, denn dein uC hat im 
Reset einen hochohmigen IO-Pin. Und damit hinge das Gate irgendwo 
zwischen 0V und 5V. Mit dem Pullup ist der Fet sicher abgeschaltet.

> Wieviel Spannung wird von den 5V übrig bleiben bei 400mA?
Uds = Rds*I = 0,035 Ohm * 0,4A = 0,14V
Also bleiben dir im schlechtesten Fall von 5V etwa 4,85V über.

EDIT:
> ob der schon "voll leitend" ist bei 5V
Ja, das isser bei diesem Strom.

Autor: mosfet (Gast)
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Also wenn 0.02 Ohm so stimmt, dann verliere ich nur 0.4x0.02=0.008V Und 
es blieben mir 4,992V ? Wäre ja optimal..

Autor: Gast (Gast)
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aber wenn du 10 V unterschied hast zwischen Drain und Gate
sind aber nur 5V deshalb -> 0,035 Ohm

0,035 Ohm x 0,4A = 0,014V

also 4,986V :P

Autor: Schlaule (Gast)
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Ich denke, es ist eher die Frage, wofür das gut sein soll. 5V mit 5V 
schalten, dabei noch Verluste produzieren. Dann nimm doch gleich die 5V 
vom µC-Port... Aber egal, es ist Dein Projekt!

Zum Thema "Durchschalten mit 5V": Hierbei kommt's außerdem darauf an, 
welchen Strom Du benötigst, oder besser gesagt, ob Dein MOSFET mit dem 
Strom, den der Port maximal liefern kann, auschreichend schnell 
durchschalten kann.

Autor: Gast (Gast)
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Sry für Doppelpost

ich meinte die spannung zwischen Gate und Source

Autor: mosfet (Gast)
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@Lothar

Ok, den Pullup werde ich einbauen. Aber einer von uns hat nen 
Kommafehler und ich hab nicht darauf geachtet, daß da noch ein zweiter 
Wert (0.035) steht.

Also neue Rechnung: 0,014V Spannungsabfall, 4,986V bleiben übrig?

Aber an welchen Wert im Datenblatt sehe ich, ab wann er "voll 
durchgeschaltet" ist? Ich dachte, es hängt eher von der gatespannung ab, 
Du schreibst aber "bei diesem Strom.."

Autor: Schlaule (Gast)
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> Du schreibst aber "bei diesem Strom.."

Ja eben, hab ich doch geschrieben. Es hängt auch vom Gatestrom ab, wie 
gut der MOSFET durchschaltet.
Außerdem sind diese Datenblattangaben für RDS(on) eh nur Hausnummern...

Autor: mosfet (Gast)
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@Schlaule: 400mA bekomme ich wohl kaum aus dem uC Port, jedenfalls nicht 
aus dem AVR.

@alle Ihr seid so schnell.. :-)

Autor: Schlaule (Gast)
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> @Schlaule: 400mA bekomme ich wohl kaum aus dem uC Port, jedenfalls nicht
> aus dem AVR.

Das meinte ich ja. Wenn Du mit deiner Dimensionierung 400mA Gatestrom 
brauchen würdest, um den MOSFET voll durchzusteuern, wird's eher 
schwierig... :-)

Autor: A. K. (prx)
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Schlaule schrieb:

> Ja eben, hab ich doch geschrieben. Es hängt auch vom Gatestrom ab, wie
> gut der MOSFET durchschaltet.

Eher von der Gatespannung. Wenn der statisch nennenswert Gatestrom 
kriegt hängt davon nix mehr ab.

Autor: Schlaule (Gast)
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>> Ja eben, hab ich doch geschrieben. Es hängt auch vom Gatestrom ab, wie
>> gut der MOSFET durchschaltet.
> Eher von der Gatespannung. Wenn der statisch nennenswert Gatestrom
> kriegt ist er hinüber.

Aha, und wofür verwendet man dann sog. Gatetreiber?
Doch wohl um im Eischaltmoment einen satten "Strombums" auf das Gate zu 
geben, damit die Gatekapazität schnell ausgeräumt wird, resp. der MOSFET 
schnell eingschaltet wird.

Autor: yalu (Gast)
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@mosfet:

Damit hier nicht zuviel Verwirrung mit Gate-Strömen und ähnlichem
ensteht: Wie oft möchtest du den Mosfet ein- und ausschalten? Wenn nur
ab und zu (d.h. maximal etwa 1000mal pro Sekunde), brauchst du dir um
Schaltzeiten, Gate-Kapazitäten, -Ströme und -Treiber überhaupt keine
Gedanken zu machen. Falls du mit höheren Frequenzen arbeitest: Wie hoch
sind diese?

> Aber an welchen Wert im Datenblatt sehe ich, ab wann er "voll
> durchgeschaltet" ist?

Wirklich voll durchgeschaltet ist er natürlich erst, wenn Ugs maximal
(also 20V) ist. Man spricht aber auch dann schon von "voll durchgeschal-
tet", wenn sich der Mosfet im so genannten ohmschen Bereich befindet.
Das ist in Abb. 1 des Datenblatts der Bereich auf der linken Seite des
Diagramms, wo die Kennlinien eine konstante Steigung haben. In diesem
Bereich verhält sich die Drain-Source-Strecke des Mosfets fast wie ein
Widerstand, deswegen auch die Angabe Rdson in Ohm. Bei Ugs=-4,5V ist
Rdson=35mΩ, was man auch aus dem Diagramm ablesen kann, bei -10V nur
noch 20mΩ und bei -15V nur noch 15mΩ. Ob du jetzt aber einen Spannungs-
abfall von 400mA·35mΩ=14mV oder 400mA·15mΩ=6mV hast, sollte eigentlich
keine Rolle spielen. Warm wird der Mosfet in beiden Fällen nicht, und
der Unterschied der Ausgangsspannungen (also 5V minus Spannungsabfall)
beträgt gerade einmal 0,16%.

Autor: A. K. (prx)
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Schlaule schrieb:

>> Eher von der Gatespannung. Wenn der statisch nennenswert Gatestrom
>> kriegt ist er hinüber.

> Doch wohl um im Eischaltmoment einen satten "Strombums" auf das Gate zu

Wenn dein Einschaltstrombums statisch wird, dann hast du ein Problem.

> Es hängt auch vom Gatestrom ab, wie gut der MOSFET durchschaltet.

Davon hängt ab, wie schnell er durchschaltet. Nicht jedoch, wie gut 
er durchschaltet. Es sei denn es wird so schnell aus- und eingeschaltet, 
dass er nicht mehr mitkommt.

Autor: mosfet (Gast)
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danke yalu, das war eine gute Erklärung. Ich schalte nur alle paar 
Sekunden oder sogar Minuten.

Autor: Schlaule (Gast)
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>> Doch wohl um im Eischaltmoment einen satten "Strombums" auf das Gate zu
> Wenn dein Einschaltstrombums statisch wird, dann hast du ein Problem.
Dann wärs ja kein transienter Vorgang mehr. Einen konstanten Impuls 
gibt's ja nicht...

>> Es hängt auch vom Gatestrom ab, wie gut der MOSFET durchschaltet.
> Davon hängt ab, wie schnell er durchschaltet. Nicht jedoch, wie gut
> er durchschaltet. Es sei denn es wird so schnell aus- und eingeschaltet,
> dass er nicht mehr mitkommt.
OK, hier hab ich "schnell" und "gut" vermischt.
Aber welch anderes Bewertungskriterium für Durchschalten soll es sonst 
noch geben, außer schnell?

Autor: A. K. (prx)
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Schlaule schrieb:

> Aber welch anderes Bewertungskriterium für Durchschalten soll es sonst
> noch geben, außer schnell?

Uds in Abhängigkeit von Id und Ugs. Bei kleinem Ugs kann man da nicht 
einfach Rds(on) einsetzen.

Autor: Schlaule (Gast)
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>> Aber welch anderes Bewertungskriterium für Durchschalten soll es sonst
>> noch geben, außer schnell?
> Uds in Abhängigkeit von Id und Ugs.

OK, 1:0 für Dich!
Das mit dem Linearbetrieb war mir jetzt nicht so präsent.
Ich komm mehr aus der Stromrichterei, das kommts halt auf kurze 
Schaltzeiten an.

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