Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vorgehensweise bei Auswahl Spalten- Zeilentransistor für LED-Matrix


von Matrickser (Gast)


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Wie hier an anderer Stelle schon erwähnt möchte ich eine LED-Matrix 
aufbauen.

Was mich im Moment interessiert ist die Vorgehensweise bei der Auswahl 
der Transistoren bzw. FETs.

Angenommen:
Die Matrix soll aus zwei 5 * 7 LED Einzelmatrizen bestehen (wie z.B. die 
DOT-Matrix-Anzeigen bei Reichelt). Der Nennstrom ist 10mA bei 2,2V 
Flussspannung. Jeweils zwei dieser Anzeigen werden zusammengefasst, so 
das sich eine Gesamtmatrix von 5 Spalten mit 14 Zeilen ergibt.

Daraus ergibt sich dem Artikel 
http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix folgend, das der 
Spalten-Puls-Strom 700mA und der Zeilenstrom dauernd 50mA beträgt.

Der Einfachheit halber will ich meine Frage auf die Auswahl der MOSFETs 
beschränken.

Mein "naiver" Ansatz wäre, zunächst jene P-MOSFETs für die HighSide, 
also die Zeilentreiber, auszuwählen, deren Drain-Source-Strom (mit einem 
Sicherheitsfaktor von z.B. 2) höher ist als der Zeilenstrom bzw. jene 
N-MOSFETs für die LowSide, also die Spaltentreiber) deren Impulsstrom 
(wieder mit Sicherheitsfaktor) höher als der Spalten-Puls-Strom ist.
Als erste Auswahlliste würde ich das hier nehmen: 
http://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#P-Kanal_MOSFET

Ist das so richtig?

Welche Rolle spielt bei der Auswahl des FETs die Tatsache, dass 
letztlich ein uC (evtl. über einen Treiber) die FETs ansteuern soll? 
Welche Rolle spielt die Frage ob überhaupt ein Treiber eingesetzt werden 
soll? (Soweit ich weiss ist das nicht unter allen Umständen nötig, wie 
in dem LED-Matrix-Artikel beschrieben).

Ich bin zwar in Elektronik recht ordentlich bewandert (mein Lehrberuf) 
aber doch unsicher was MOSFETs und deren Ansteuerung betrifft.

von MaWin (Gast)


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Du hast richtig gerechnet
und im Prinzip schafft jeder handelsübliche Transistor 700mA Puls und 
50mA dauernd, leider schaffen die uC-Ausgänge nicht schon von selbst so 
viel.

Du kannst bipolare nehmen (schon BC327/337) oder MOSFETs.
Da es kaum TO92 MOSFETs gibt, und man nicht viel Platz verschwenden 
will,
nimmt man Duppeltransis in SO8, wie IRF7331/IRF7329 Si9926/Si9934.

Im Prinzip sind diese MOSFETs überdimensioniert.

> Welche Rolle spielt bei der Auswahl des FETs die Tatsache, dass
> letztlich ein uC (evtl. über einen Treiber) die FETs ansteuern soll?

Du brauchst LogicLevel MOSFETs, also solche, die bei 4.5V Gate-Spannung 
definiert sind. Strommässig sind quasi alle übertrieben, rechne eher mit 
dem Spannungsabfall am Rdson, aber auch der ist eigentlich immer 
geringer als bei Bipolartransistoren.

Das macht MOSFETs bei weissen/blauen 3.6V LEDs interessant, deine 2.2V 
sind aber sowieso bei verfügbaren 5V unproblematisch.

Du brauchst 14 Vorwiderstände. Die sparst du, wenn du strombegrenzte 
Treiber nimmst wie TB62706, TLC5921.

Noch mehr Info in:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1

von Matrickser (Gast)


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Mann, das ist ja interessant. Schade das ich mich nicht schon früher an 
MOSFETs gewagt habe. Danke erstmal.


>Du kannst bipolare nehmen (schon BC327/337) oder MOSFETs.

Wenn ich das recht verstehe dann ist der Unterschied zwischen der 
bipolaren und der MOSFET Variante nur der, das mehr Leistung am 
bipolaren umgesetzt wird als am MOSFET. Richtig? Die Entscheidung liegt 
am Strom. Wen wenig, dann bipolar, wenn viel, dann MOSFET.


>> Welche Rolle spielt bei der Auswahl des FETs die Tatsache, dass
>> letztlich ein uC (evtl. über einen Treiber) die FETs ansteuern soll?

>Du brauchst LogicLevel MOSFETs, also solche, die bei 4.5V Gate-Spannung
>definiert sind.

Hmm. Heisst das, das ich, wenn man mal von der Umladegeschwindigkeit des 
Gates absieht (also von der Gate-Kapazität), auch für den 
High-Side-P-MOSFET an und für sich keinen Treiber bräuchte?

Eine Folgefrage zum Treiber: Wenn ich mit 100Hz fünf Spalten multiplexe, 
woran kann ich abschätzen ob ich einen Treiber brauche oder nicht?
Also nach dem Beispiel: Zeilenstrom 50mA, Spaltenstrom 700mA.


>rechne eher mit dem Spannungsabfall am Rdson

Deute ich das richtig, das Du meinst, ich sollte bei der Auswahl 
berücksichtigen welche (Impuls-)leistung an dem r_ds,on entwickelt wird?
Oder beziehst Du Dich auf die für die LED und den Widerstand 
verbleibende Spannung? Oder beides?

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