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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Warum so langsam.


Autor: Guest (Gast)
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Ich schalte einen SPP06N80C3 mit einem ICL7667. Angeblich sollen 20ns 
Schaltzeit drin sein. Ich messe aber 100ns. Aufbau auf Lochraster mit 
LowESR Elko und FolienKondensator. Kurze Leitung (<2cm) ohne 
Gatewiderstand. Betrieb mit 5V Spannung. Die 20ns Schaltzeit gelten 
allerdings für 15V.

Die Frage: Woran könnte die lange Schaltzeit liegen? Meine Vermutung den 
5V? Eure Meinung?

Autor: ich (Gast)
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Du lieferst zu wenig Strom an das Gate. Entweder du nimmst einen anderen 
Treiber, der mehr Strom liefern kann, oder du erhöhst die Spannung, dann 
wird ebenfalls mehr Strom fließen.

Du musst eben das Gate schneller umladen. Du hast Qg = 31nC

Q = I * t

Autor: Guest (Gast)
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Macht Sinn...

Bin von anderen Angaben im Datenblatt ausgegangen. Dort steht, dass bei 
1000pF Last die Schaltzeit 20ns (aber bei 15V) beträgt. Der Mosfet hat 
nur knapp 800pF Ciss... Worin liegt der Sinn dieser Angabe, wenn doch 
nur der Ausgangstrom und die Gate-Ladung wichtig sind.

Weniger Aufwand, als die Spannungsversorgung zu ändern, wäre die beiden 
Treiber (ICL7667 hat zwei) parallel zu schalten. Geht das? Bringt das 
was in dem Fall?

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Guest schrieb:
> SPP06N80C3 ... Betrieb mit 5V Spannung.

Das geht garnicht. Das ist kein Logic-Level Mosfet, du brauchst 
mindestens 8V am Gate, damit der überhaupt vernünftig durchschaltet, 
darunter ist er nur Heizung.

Immerhin, gut vorgewärmt, so bei 150°, reichen dann auch 7V am Gate.

Deine Vermutung mit den 5V ist also richtig.

Autor: Guest (Gast)
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U_GS(th) = 3V (typ)!

Warum soll das nicht gehen? Okay, völlig angereichert ist er nicht und 
maximaler Strom geht deshalb nicht, dafür muss ich aber auch weniger 
Ladung hin und her schaufeln. Und drüber läuft eh maximal 1A.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Guest schrieb:
> U_GS(th) = 3V (typ)!
Und max?

Wie auch immmer: Im selben Datenblatt sind die Schaltzeiten mit der 
Randbedingung VGS=0/10V angegeben. Und da sind 5V immer noch nur die 
Hälfte... :-o

Autor: MaWin (Gast)
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> U_GS(th) = 3V (typ)!

Weil das die Spannung ist, bei der er gerade eben nicht mehr hochohmig 
sperrt sondern die ersten Mikroamperes an Strom durchlässt,
und: Es sind die typischen Werte. Das kann locker um 1:2 schwanken.

3V Ugsth heisst 10V zur sicheren Vollaussteuerung.

Schau dir mal an, welche Ugsth LogicLevel MOSFETs haben!

Autor: Guest (Gast)
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MaWin schrieb:
> Weil das die Spannung ist, bei der er gerade eben nicht mehr hochohmig
> sperrt sondern die ersten Mikroamperes an Strom durchlässt,
> und: Es sind die typischen Werte. Das kann locker um 1:2 schwanken.

Zur Info:
Der maximale UGSth beträgt laut Datenblatt 3.9V.
Kleine Erklärung: In meiner Anwendung sollen NIE mehr als 1 Ampere 
fliessen. Falls es doch passieren würde, ist es mir lieber der Mosfet 
raucht ab, als der Rest der Schaltung.

> 3V Ugsth heisst 10V zur sicheren Vollaussteuerung.

Das kann ich dem Datenblatt auch entnehmen. Und ja, mir ist klar, dass 
der Mosfet mit mehr UGS mehr Strom leiten würde. Aber mir ist lieber er 
wirkt dann eben strombegrenzend. Ich gehe davon aus, dass 5V reichen für 
meine Paar 100 mA Nennstrom.
Mir ging es bei der Auswahl mehr um die Verfügbarkeit, dessen 
Spannungsfestigkeit und den kleinen Gate-Charge, da ich mit 250kHz sehr 
schnell schalte.
Und warum voll aussteuern, wenn dadurch noch mehr Ladung hin und 
hergeschaufelt werden muss (= mehr Leistung erforderlich)?
Kann man den MOSFET so etwa nicht betreiben?

Ist aber eigentlich alles off-topic.

Eigentliche Frage: Wie krieg ich den Umschaltvorgang schneller? Spannung 
umbauen wäre möglich, aber aufwendig.
Brachliegenden 2. Treiber verwenden ist sehr schnell realisiert.
Die Frage ist, bringt es was und macht der ICL7667 das mit?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Guest schrieb:
> Und warum voll aussteuern, wenn dadurch noch mehr Ladung hin und
> hergeschaufelt werden muss (= mehr Leistung erforderlich)?
> Kann man den MOSFET so etwa nicht betreiben?
Klar doch. Aber du darfst nicht mit 5V Ugs die Daten fordern, die das 
Datenblatt für 10V garantiert.

> Wie krieg ich den Umschaltvorgang schneller?
Nur mit mehr Spannung am Gate.

Autor: Guest (Gast)
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Lothar Miller schrieb:
> Klar doch. Aber du darfst nicht mit 5V Ugs die Daten fordern, die das
> Datenblatt für 10V garantiert.

Meine Hoffnung war, dass der kleinere Gate-Charge (Man lädt ja nicht 
komplett um), das zumindest teilweise kompensiert. Mit dem Faktor 5 habe 
ich nicht gerechnet.


>> Wie krieg ich den Umschaltvorgang schneller?
> Nur mit mehr Spannung am Gate.

Parallelschalten mehrerer Treiber bringt nichts?
Oder geht das so einfach nicht?

Autor: Guest (Gast)
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Habe einen neuen Thread gestartet, da die ursprüngliche Frage eigentlich 
beantwortet ist:
Beitrag "Mehrere Treiber & ein Mosfet"

Autor: Guest (Gast)
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Alles auf 15V umgebaut, Schaltzeit trotzdem deutlich > 20ns. Aber auch 
deutlich schneller, als mit 5V.

Liegts am Layout? An der Technologie (Lochraster und Through-hole)? 
Vielleicht doch die beiden Treiberstufen kombinieren....

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Lochraster & < 20ns ? Eher nicht.  1 mm Leitung stehen fuer 1 nH.

Autor: Guest (Gast)
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Also gar nicht erst versuchen schneller zu werden. Induktive Effekte 
(z.B.: Schwingungen) sind übrigens nicht festzustellen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Guest schrieb:
> Schaltzeit trotzdem deutlich > 20ns.
Ja, und besser als 40ns wirst du typisch kaum werden:
Turn-on delay time td(on) - 25 - ns
Rise time tr              - 15 - ns
25 + 15 = 40ns...

> Also gar nicht erst versuchen schneller zu werden.
Nicht, wenn du damit noch zum EMV-Messen willst...

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