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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Bitte um kurze Hilfe bei FET ansteuerung


Autor: Steffen (Gast)
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Hallo!

Ich habe bis jetzt noch nicht viel mit FETs zu tun gehabt. Habe mich 
mittlerweile in vielen Büchern etc informiert und mich eingearbeitet.

Ich würde ich mich freuen, wenn ihr kurz über meine Überlegung schauen 
könntet.

Kurze Vorgeschichte:

Es sollen einige FETs an einem Schieberegister angeschlossen werden. Da 
ich die FETs mit dem maximalen Strom belasten möchte und diese bei 5V 
nicht den vollen Strom schalten können, habe ich mich entschieden diese 
mit 12V (Gate) zu steuern.

Hierzu verwende ich einen Standard-Transistor.

Ich hoffe meine Skizze zeigt was ich machen möchte.
Kann man das so machen? Wird es funktionieren und der FET sauber 
durchschalten?


Dazu habe ich noch eine Frage? Wie kann ich den maximalen 
Einschalt-Strom des Gates berechnen? Das Gate fungiert ja als 
Kondensator. Somit wird kurzzeitig ein sehr großer Strom gezogen. 
(Kondensator = Leer -> Kurzschluss). Wie muss ich diesen Strom 
berechnen? Ich möchte in Zukunft ungern sensible Bauteile durch FETs 
zerstören.

Vielen Dank!

Grüße Steffen

Autor: Johannes (Gast)
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> Da ich die FETs mit dem maximalen Strom belasten möchte und diese bei 5V
> nicht den vollen Strom schalten können

Dafür wurden Logic-Level Mosfets erfunden. Warum nimmst Du nicht so 
einen?

> Wie kann ich den maximalen Einschalt-Strom des Gates berechnen?

Genau wie bei einem Kondensator. Beim Einschalten ist der Kondensator 
leer, der Strom wird duch den ohmschen Widerstand bestimmt. Der Ohmsche 
Widerstand setzt sich aus dem Ausgangswiderstand des Treibers und dem 
internen Gate-Widerstand des Mosfets zusammen. Wenn der Strom zu groß 
ist, schaltet man noch einen Widerstand in Reihe, um den Strom zu 
begrenzen.

Autor: Philipp (Gast)
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So geht das nicht. Emitter auf Masse und Kollektorwiderstand auf +12V, 
anders bekommst du viel, aber keinen Fet-Treiber. Für niedrige 
frequenzen mag das reichen, die Gatekapazität fällt da auch wenig auf. 
Wenn die Frequenz höher werden soll, können schon enorme ströme fließen, 
da braucht es mehr als ein Transistor und einige widerstände.

Autor: Philipp (Gast)
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Nimm 10K als Basisvorwidertstand und 1-5 für den Kollektor

Autor: Steffen (Gast)
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Danke für die schellen Antworten!

Johannes schrieb:
> Dafür wurden Logic-Level Mosfets erfunden. Warum nimmst Du nicht so
> einen?

Habe ich leider keine da. :-( Das ganze sollt heute noch getestet 
werden...


Philipp schrieb:
> So geht das nicht. Emitter auf Masse und Kollektorwiderstand auf +12V,
> anders bekommst du viel, aber keinen Fet-Treiber. Für niedrige
> frequenzen mag das reichen, die Gatekapazität fällt da auch wenig auf.
> Wenn die Frequenz höher werden soll, können schon enorme ströme fließen,
> da braucht es mehr als ein Transistor und einige widerstände.

Das ganze soll eigentlich nur als Schalter funktionieren. Es wird damit 
nur ein großer Verbraucher ein- und ausgeschalten. (Vllt im 30Sek.-Takt) 
Hätte ich vllt dazuschreiben sollen. Sorry.

Philipp schrieb:
> Nimm 10K als Basisvorwidertstand und 1-5 für den Kollektor

Wie kommst du auf diese Werte? Würde mich interessieren damit ich später 
mal selber berechnen kann.



Würde meine Überlegung als Schalter funktionieren? Oder habe ich etwas 
übersehen?

Viele Grüße
Danke nochmal

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Steffen (Gast)

>Es sollen einige FETs an einem Schieberegister angeschlossen werden.

Da bist du nicht der Erste.

>Da ich die FETs mit dem maximalen Strom belasten möchte und diese bei 5V
>nicht den vollen Strom schalten können, habe ich mich entschieden diese
>mit 12V (Gate) zu steuern.

Wozu? Wie bereits von einem Poster bemerkt, gibt es LogicLEvel MOSFETs, 
die bei 5V am GAte schon voll aufmachen. Ausserdem wäre es sinnvoll zu 
wissen, wievielo Strom du schalten willst, das erleichtert die Auswahl 
des passenden Transistors. Siehe Netiquette!

>Ich hoffe meine Skizze zeigt was ich machen möchte.

Das tut sie, wenn gleich die Schaltung nicht sonderlich gut ist. Da 
fehlt mindestens ein Widerstand zwischen Basis und Emitter. Ist aber 
egal. Nimm LogicLevel MOSFETs ala IRF7301, die kannst du DIREKT an dein 
Schieberegister anschliessen. Siehe auch MOSFET-Übersicht.

>Kondensator. Somit wird kurzzeitig ein sehr großer Strom gezogen.
>(Kondensator = Leer -> Kurzschluss).

Ja.

>Wie muss ich diesen Strom berechnen?

I = U/ R, wobei R der Ausgangswiderstand deiner Quelle + optinaler, 
externer Widerstand ist.

>Ich möchte in Zukunft ungern sensible Bauteile durch FETs
>zerstören.

Naja, sooo schnell stirbt sich's nicht. Für geringe Schaltfrequenzen von 
ein paar Hz reicht die direkte Verbindung, der IC begrenzt duch seinen 
Innenwiderstand von 30-50 Ohm bei typischen CMOS ICs selber. Für PWM 
braucht man meist sowieso einen Treiber.

MFG
Falk

Autor: Bernd (Gast)
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Wie sperrt denn Dein PNP-Transistor, wenn an der Basis maximal 5 Volt 
(TTL) anliegen, am Emitter aber 12 Volt?

Autor: Steffen (Gast)
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Das ist mir jetzt gerade auch aufgefallen.
Das ganze hat wohl nen allgemeinen Denkfehler... :-(

Verdammt!

Autor: MaWin (Gast)
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> Ich habe bis jetzt noch nicht viel mit FETs zu tun gehabt.

Mit bipolaren Transistoren offenbar noch viel weniger,
denn der FET ist richtig, der PNP falsch.

Nimm
                              +12V
                             |   |
                            1k  Last
                             |   |
                             +--|I
                             |   |S
Schieberegisterausgang--1k--|<   |
                             |E  |
                             Masse

wenn es dich nicht stört, daß der MOSFET an ist wenn das
Schieberegister LOW liefert.

> Wie kann ich den maximalen Einschalt-Strom des Gates berechnen

Gar nicht, er wäre unendlich wenn der Rest der Schaltung "ideal" ist.
Aber es ist gar nicht nötig und sinnvoll, wenn er unendlich wäre,
das würde nur Störungen ergeben.
Das Gate muss schnell genug umgeladen werden, damit keine zu
grossen verluiste in deinem MOSFET entstehen.
Wenn der MOSFET also 1000 mal pro Sekunde was schalten soll,
wäre es blöd, wenn bereits das Umschalten 1/100 Sekunde dauert,
lieber 1/10000.
Aber wenn du nicht gerade mit Kilohertz usmchalten willst, wird
das übliche 1nF eines MOSFETs schon über einen simplen
Widerstand mit 1mA so schnell umgeladen, daß es nicht störend
auffällt.
Wie schnell ? Die RC-Formel R * C gibt den 66% Punkt an, der
reicht dann wohl auch als Umschaltpunkt. 1k * 1nF = 1 Mikrosekunde.

Autor: MaWin (Gast)
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> Nimm

eine NPN und...

Autor: Steffen (Gast)
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MaWin schrieb:
> Mit bipolaren Transistoren offenbar noch viel weniger,
> denn der FET ist richtig, der PNP falsch.

Ich weiß auch ned... Heut ist ned mein Tag :-(
Und sowas passiert nem Elektroniker (in die Ecke steh und schäm).

Wegen LOW -> aktiv ist egal. Einfach im uC das Komplementär vorm 
ausgeben bilden^^


Grüße

Autor: Jens G. (jensig)
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@MaWin
>wenn es dich nicht stört, daß der MOSFET an ist wenn das
>Schieberegister LOW liefert.

War das vorher anders? Offensichtlich wollte er es schon so, denn auch 
mit einem pnp wäre der Mosfet an, wenn das Schieberegister LOW liefert.

Autor: MaWin (Gast)
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> War das vorher anders?

Na ja, vorher war er immer an,

aber du hast schon recht: Wenn die Schaltung so funktioniert hätte,
wie er sich das wohl gedacht haben mag,
dann wäre der MOSFET auch bei LOW angegangen.

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