Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOS-FET als Schalter Relais ersetzen


von Modulator M. (modulator)


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Hallo,
ich habe vor durch MOS-FETs die Relais auf meiner Platine zu ersetzen. 
Dabei ist es für die Anwendung wichtig, dass der Widerstand zwischen 
Source und Drain (RDS on) sehr klein ist . Die MOS-Fets möchte ich 
mithilfe eines uControllers ansteuern. Ich habe leider noch nicht die 
Gelegenheit gehabt mit einem MOS-Fet zu arbeiten und brauche daher 
Hilfe.

Kann mir jemand sagen wie ich den MOS-FET anschließen muss damit ich die 
gewünschte Funktion realisieren kann? Ich habe mir folgende Schaltung 
überlegt.

                                 S          D
                      5V  +---+----MOS-FET-------------+S1  +S2---GND
                                      |
                                    G +
                                      |
+ 5V uController Ausgang  +-----------+

Welchen MOS-FET kann ich verwenden. Wie schon oben erwähnt sollte der 
Rds (on) klein sein und auch Vdss klein (5V) sein.

Vielen Dank im Vorraus
mfg

von Εrnst B. (ernst)


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Wenn du die Schaltung "umdrehen" kannst (N-Kanal-Mosfet mit S an GND, 
Last zwischen 5V und D) wird die Auswahl gleich viel größer.

Mosfet-Übersicht

Modulator M. schrieb:
> und auch Vdss klein (5V) sein

Die Anforderung versteh ich nicht... Nimm einen besseren, und schalt 
eine Z-Diode parallel dazu?

von Falk B. (falk)


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@  Modulator M. (modulator)

>Dabei ist es für die Anwendung wichtig, dass der Widerstand zwischen
>Source und Drain (RDS on) sehr klein ist .

Wieviel Mikroohm hätten wir denn gern?
Und wieviel Strom soll geschaltet werden?

>Kann mir jemand sagen wie ich den MOS-FET anschließen muss damit ich die
>gewünschte Funktion realisieren kann? Ich habe mir folgende Schaltung
>überlegt.

Im Prinzip richtig.

>Welchen MOS-FET kann ich verwenden. Wie schon oben erwähnt sollte der
>Rds (on) klein sein und auch Vdss klein (5V) sein.

Siehe oben. IRF7104 & Co sind für ein paar Ampere brauchbar. Siehe 
MOSFET-Übersicht.

MFG
Falk

von Modulator M. (modulator)


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Ich möchte mithilfe der Schaltung Leitungswiderstände von Kabeln 
ermitteln, wenn der Widerstand der MOS-Fets zu groß wird mein Messfehler 
immer größer. Relais kommen nicht in Frage da sie zum einen zu langsam 
und zum anderen zu "wenige" Schaltzyklen aushaltet.

Jetzt habe ich noch eine sehr blöde Frage. Kann ich an Drain bzw. Source 
keine Spannung anlegen, sodass nur die Leitung geschaltet wird(Man hat 
dann nur den Schlieser).

Danke Gruß

von Dietrich L. (dietrichl)


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Modulator M. schrieb:
> Ich möchte mithilfe der Schaltung Leitungswiderstände von Kabeln
> ermitteln, wenn der Widerstand der MOS-Fets zu groß wird mein Messfehler
> immer größer.

Das macht man dann mit 4-Draht-Messung.

> Jetzt habe ich noch eine sehr blöde Frage. Kann ich an Drain bzw. Source
> keine Spannung anlegen, sodass nur die Leitung geschaltet wird(Man hat
> dann nur den Schlieser).

??? verstehe ich nicht:-(
Aber vielleicht hilft: zum Ansteuern des FETs braucht Du eine Spannung 
zwischen Gate und Source. Daraus ergeben sich beschränke Freiheitsgrade, 
wo Source (und dann auch Drain) potenzialmäßig liegen dürfen.

Zeig doch mal Deine jetzige Schaltung! Und sag mal, welche Ströme Du 
schalten willst.

Gruß Dietrich

von Falk B. (falk)


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@  Modulator M. (modulator)

>Ich möchte mithilfe der Schaltung Leitungswiderstände von Kabeln
>ermitteln,

Aha.

> wenn der Widerstand der MOS-Fets zu groß wird mein Messfehler
>immer größer.

Falscher Ansatz. Wie bereits gesagt nimmt man für sowas eine 
Vierdrahtmessung, ggf. sogar in Kombination mit einer Messbrücke.

>Jetzt habe ich noch eine sehr blöde Frage. Kann ich an Drain bzw. Source
>keine Spannung anlegen, sodass nur die Leitung geschaltet wird(Man hat
>dann nur den Schlieser).

???

von Modulator M. (modulator)


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Mit meiner Schaltung möchte ich einen Kabeltester für 9 polige Kabel mit 
Dsub Stecker realsieren. Sinn der Schaltung ist es zunächst 
herauszufinden welche Pins am Ende A des Kabels mit welchens Pins am 
Ende B des Kabels verbunden sind. Dazu brauche ich einen Umschalter. Als 
nächtes sollen die Widerstände der Leitungen gemessen um zu schauen ob 
die Kabel evtl. Brüche haben. Ich habe mir gedacht den Umschalter mit 
MOSFets zu realisieren. (Relais zu langsam, wenig Schaltzyklen, 
Multiplexer zu hoher Innenwidertstand.)

"Jetzt habe ich noch eine sehr blöde Frage. Kann ich an Drain bzw. 
Source
keine Spannung anlegen, sodass nur die Leitung geschaltet wird(Man hat
dann nur den Schlieser)." Zu dieser Frage mal ne Skizze
Ich möchte keine Spannung an den Drain bzw. Source legen weil bereits 
eine Spannung anliegt. Ich weiss dass es hier in der Zeichnung unnötig 
ist aber in der Anwendung muss ich es so machen. Im Klartext ich möchte 
nur einen Schalter mit kleinem Innenwiderstand. Die Spannungen für den 
Vebraucher lege ich selbst an. Ich hoffe mal das es so klarer ist. Es 
ist schwierig die ganze Problematik zu beschreiben.

    5V
    |
    |
   \
    \
    |
    |
    GND

von Falk B. (falk)


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@  Modulator M. (modulator)

>Mit meiner Schaltung möchte ich einen Kabeltester für 9 polige Kabel mit
>Dsub Stecker realsieren.

Aha. Aber die Stecker haben typisch maximal 1-3A Belastbarkeit. Keine 
Notwendigkeit mit Monster MOSFETs zu schalten.

> Sinn der Schaltung ist es zunächst
>herauszufinden welche Pins am Ende A des Kabels mit welchens Pins am
>Ende B des Kabels verbunden sind.

Leicht.

> Dazu brauche ich einen Umschalter.

Warum? Ein einfacher Schließer mit einem N-Kanal MOSFET reicht. 
Vierdrahtmessung brauchst du sowieso.

>Vebraucher lege ich selbst an. Ich hoffe mal das es so klarer ist. Es
>ist schwierig die ganze Problematik zu beschreiben.

Zeichne einen vollständigen Schaltplan, darüber kann man reden. Ein Bild 
sagt mehr als tausend Worte.

MfG
Falk

von Michael O. (mischu)


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von Modulator M. (modulator)


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Kaufen möchte ich mir keinen Kabeltester.

>Leicht.
Für mich ist das leider nicht so leicht. Es gibt sehr viele 
unterschiedliche Belegungsmöglichkeiten der Pins aus diesem Grund dachte 
ich dass ich einen Umschalter brauche, der die Leitungen auswählt und 
dann den Widerstand misst.

>Vierdrahtmessung brauchst du sowieso.
Da gib ich dir recht das ist die elegantere Lösung. Meine überlegung war 
nur grob festzustellen ob der Widerstand der Leitung gut oder schlecht 
ist.

Schaltplan kann ich gerne neu machen. Ich weiss jetzt nur nicht ob ich 
einen Umschalter brauche bzw. wie das Problem lösen kann.

Vielen Dank schoneinmal
mfg

von Jens G. (jensig)


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>>Vierdrahtmessung brauchst du sowieso.
>Da gib ich dir recht das ist die elegantere Lösung. Meine überlegung war
>nur grob festzustellen ob der Widerstand der Leitung gut oder schlecht
>ist.

Wozu willst Du den Widerstand messen, wenn Du letztlich nur feststellen 
willst, ob ein Kabelbruch vorliegt, bzw. zwei Pins miteinander verbunden 
sind. Dazu reicht doch eine simple Durchgangsprüferschaltung. Rds_on ist 
da doch eher egal.

Und zu "keine Spannung an D und S anlegen":
Da die G-Spannungs sich immer auf S bezieht, muß S natürlich ein 
definiertes Potential haben (Masse, wenn N-Kanal-Mosfet).
D kann dabei in der Luft hängen, bzw. kann mit einer Fremdspannung, die 
positiv gegenüber S (Masse) ist, beaufschlagt werden. D.h., Deine 
µC-Schaltung, und Deine Fremdspannung beziehen sich immer auf Masse - 
ist also der Bezugspunkt. Du kannst also nicht wie bei einem Relais 
galvanisch getrennte Ein- und Ausgangsstromkreise betreiben, falls Dir 
das vorschweben sollte (mit erhöhtem Aufwand geht das natürlich auch)

von Modulator M. (modulator)


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Ok dann lassen wir mal die Widerstandsmessung komplett weg und sagen 
dass ich eine Durchgangsprüfung machen.
Aber ich brauche nun immer noch eine Schaltung mit der ich alle 
möglichen Pinbelegungen einzeln durchgehen kann und dann auf den 
Durchgang prüfen kann. Am besten wäre eine Idee bei der der 
Innenwiderstand möglichst klein ist weil ich doch eine zumindest 
versuchen will Widerstandsmessung.

thx

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