Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche Komparator mit open drain Ausgang


von John H. (karabka)


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Hallo zusammen,

ich suche für ein Projekt einen Komparator mit open-drain-Ausgang. 
Weitere Spezifikationen:

- Versorgungsspannung größer gleich 18 Volt (daran ists meistens 
gescheitert)
- Ausgangsstrom: 1mA < Iout < 10mA
- kein push-pull Ausgang
- Keine high-speed-Anwendung, Signale im 10-Sekunden-Takt

Ich habe bisher TI, Fairchild, AD, LT und Maxim abgesucht. Allerdings 
hat die parametrische Suche manchmal auch Typen ausgespuckt, die nicht 
in den Spezifikationen lagen, daher traue ich dem ganzen nicht so recht. 
Natürlich kann ich einen "normalen" Typen nehmen und einfach einen Fet 
hinterher schalten, würde darauf aber gerne verzichten.

LG,
John

von Falk B. (falk)


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Die Klassiker LM339 und LM393 nicht gefunden? Hmmm.

von John H. (karabka)


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Hallo Falk,

doch, schon. Die haben aber open-collector.

von Detlev T. (detlevt)


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John H. schrieb:
> Die haben aber open-collector.

Macht das in der Praxis einen Unterschied?

von Wiggerl (Gast)


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ists denn so schlimm noch nen kleinen FET hinten dran zu hängen wenn du 
keinen passenden findest?

von spontan (Gast)


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Zitat:

Der Open-Collector ist einer von mehreren Ausgangstypen für digitale 
integrierte Schaltkreise. Dazu gehören TTL, CMOS und weitere 
Schaltkreisfamilien. Wenn anstelle von TTL-ICs, wie heute üblich, 
CMOS-ICs verwendet werden, dann spricht man von Open-Drain-Ausgängen 
(vom Feldeffekttransistor abgeleitet). Die Funktion und die Bedeutung 
sind identisch mit dem Open-Collector.


Oder was suchst Du speziell????

von John H. (karabka)


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@detlev: Mir gehts um die Sättigungsspannung, die ist bei einem 
bipolaren Transistor zu groß. Der LM393 hat bei 10mA schon ca. 700 mV, 
das ist zu viel.

@Wiggerl: natürlich kann ich das machen, aber ich würde gern drauf 
verzichten. Ich kann einfach nicht glauben, dass es so einen Typen nicht 
gibt.

von dolf (Gast)


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von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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John H. schrieb:
> - Versorgungsspannung größer gleich 18 Volt (daran ists meistens
> gescheitert)

CMOS-Opamps/Komparatoren werden vor allem genutzt, um Strom zu sparen,
bspw. bei batteriebetriebenen Geräten. Strom gespart wird aber auch
durch eine niedrige Betriebsspannung. Deswegen gibt wenig Bedarf für
CMOS-Opamps/Komparatoren für deutlich mehr als 5V, allenfalls noch für
12V, damit das IC direkt an einer 9V-Batterie betrieben werden kann.

Ein CMOS-Komparator für 16V (18V max.) kann deswegen schon fast als
High-Voltage-Typ angesehen werden :)

Bei noch höheren Betriebsspannungen sieht es dann wirklich mau aus.
Vielleicht gibt es irgendwo so einen Exoten. Da würde ich mich aber
gleich informieren, ob der nicht schon auf der Abschussliste steht.

von Harald W. (wilhelms)


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John H. schrieb:
> @detlev: Mir gehts um die Sättigungsspannung, die ist bei einem
> bipolaren Transistor zu groß. Der LM393 hat bei 10mA schon ca. 700 mV,
> das ist zu viel.

Das würde bei einem FET wohl eher noch höher sein.
Gruss
Harald

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Das würde bei einem FET wohl eher noch höher sein.

Vermutlich erwartet er einen Komparator mit einem BUZ11 in der
Ausgangsstufe. ;-)

von John H. (karabka)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Das würde bei einem FET wohl eher noch höher sein.
> Gruss
> Harald

Hm, glaube ich nicht. Bei einem 2N7002 bspw. habe ich einen RDSon von 3 
Ohm bei 10mA. Macht bei mir 30mV. Selbst wenns 100mV sind, ist das doch 
noch von 700mV entfernt. bitte korrigiere mich, wenn ich mich irre.

LG,
John

von ich (Gast)


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Was soll denn am Ausgang angeschlossen werden?

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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evtl. geht der LM311

von MaWin (Gast)


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> Mir gehts um die Sättigungsspannung, die ist bei einem
> bipolaren Transistor zu groß. Der LM393 hat bei 10mA schon ca. 700 mV,
> das ist zu viel.

CMOS Komparatoren mit Open Drain Ausgängen haben meist noch mehr,
weil die noch hochohmiger sind,
und zudem darf deren Ausgangsspannung nie über der Betriebsspannung 
liegen,
also was soll deine Suche bringen ?

von Hauspapa (Gast)


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Betreffend Ausgangswiderstand

Der Klassiker TLC372 bringt es auf 400mV @4mA bei 25°C. typisch 150mV, 
worst case 700mV bei gesamten Temperaturbereich. Mit 100Ohm 
Ausgangswiderstand bei hoher Temperatur darf man ruhig rechnen.

Der ist nun nicht ganz neu aber in Neu geht das eh meist digital.
Besagtem TLC372 würde ich für Bastelzecke auch hemmungslos etwas mehr 
Spannung zutrauen. Geschätzt geht bis 25V vermutlich gut. Ein CD40106 
(18V spezifiziert) hat am Labornetzteil bei 34V angefangen Strom zu 
saufen.

viel Erfolg
Hauspapa

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Das würde bei einem FET wohl eher noch höher sein.

Das hängt immer davon ab, wie groß der Ausgangstransistor ausgelegt
wurde.

John H. schrieb:
> Bei einem 2N7002 bspw. habe ich einen RDSon von 3
> Ohm bei 10mA.

Das ist ja fast schon ein Leistungsmosfet. Zumindest ist er wie ein
solcher aufgebaut. So etwas bekommst du eher nicht in einem Signal-
verarbeitungs-IC.

John H. schrieb:
> Der LM393 hat bei 10mA schon ca. 700 mV, das ist zu viel.

Etwas besser sind die meisten CMOS-Komparatoren allerding schon.
Beispiel: TLC393 mit etwa 250mV bei 10mA (Versorgungsspannung: 16V).
Leider verträgt der TLC393 eine maximale Versorgungsspannung von 18V.

Aber auch der bipolar aufgebaute LT1011 hat nur etwa 300mV bei 10mA und
ist damit deutlich kräftiger als der LM393. Die 700mV liegen erst bei
50mA an. Und wie dieser verträgt er maximal 36V Versorgungsspannung.

Vielleicht wäre also der LT1011 ein Kandidat. Auf jeden Fall würde ich
die Bipolarkomparatoren nicht von vorneherein von der Suche ausschlie-
ßen. Vielleicht gibt es da noch Besseres.

Hauspapa schrieb:
> Besagtem TLC372 würde ich für Bastelzecke auch hemmungslos etwas mehr
> Spannung zutrauen. Geschätzt geht bis 25V vermutlich gut.

Die höhere Versorgungsspannung würde zudem den Ausgangswiderstand weiter
reduzieren. Aber so etwas sollte man wirklich nur zu Bastelzwecken
machen.

von John H. (karabka)


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MaWin schrieb:
> CMOS Komparatoren mit Open Drain Ausgängen haben meist noch mehr,
> weil die noch hochohmiger sind,
> und zudem darf deren Ausgangsspannung nie über der Betriebsspannung
> liegen,

Hallo MaWin,

ich wusste nicht, dass die noch hochohmiger sind, das hatte ich nicht 
erwartet. Davon, dass die Ausgangsspannung über der Betriebsspannung 
liegen soll, habe ich nichts geschrieben.


Und nein, Jörg, ich erwarte keinen BUZ11 in der Ausgangsstufe. Aber mit 
weniger als 10 Ohm hatte ich schon gerechnet.


@Hauspapa: danke für Deine Einschätzung betreffend des 
Ausgangswiderstandes.

von Harald W. (wilhelms)


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Yalu X. schrieb:

> Das hängt immer davon ab, wie groß der Ausgangstransistor ausgelegt
> wurde.
> Etwas besser sind die meisten CMOS-Komparatoren allerding schon.

Nun, ich habe vorher keine Datenblattanalyse gemacht. Ich denke
aber, das bei FETs und bipolaren Transistoren die Schwellspannung
bei gleicher Fläche auch etwa gleichgross sein werden. Das moderne
FETs erstaunlich niedrige Schwellspannungen haben, spricht nicht
unbedingt dagegen. Dort hat man sicherlich eine deutlich grössere
Fläche.
Gruss
Harald
PS: Einen Komparator als "Leistungstreiber" zu verwenden, ist m.E.
auch der falsche Weg. Dafür sollte man schon einen getrennten
Transistor nehmen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Die Drain-Source-Spannung ist nicht die Schwellenspannung.

von Harald W. (wilhelms)


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Alexander Schmidt schrieb:
> Die Drain-Source-Spannung ist nicht die Schwellenspannung.

"Schwellspannung"
Bei einem vorgegebenen Strom und Transistor auf "leitend" geschaltet 
schon.
Gruss
Harald

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Es gibt wohl einige MOSFET-Treiber, die einen Komparator am Eingang 
haben. Du meinst ja sicherlich einen differentiellen Komparator, also 
mit zwei Eingängen. Genaue Typennummern weiß ich allerdings nicht aus 
dem Kopf.

Einige MOSFET-Treiber haben auch einen einkanaligen Schmitt-Trigger am 
Eingang. Ohne den Schmitt-Trigger würde ich es lieber nicht probieren. 
Könnte schwingen.

Und dann haben wir noch den NE555 und sein Verwandten ;-) Vielleicht 
paßt die Hysterese doch??

von Falk B. (falk)


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Die Frage ist, wie so oft, vielmehr, warum der OP denn unbedingt meint, 
so einen niederohmigen FET am Ausgang zu brauchen. Siehe Netiquette 
Und selbst wenn, Komparator und FET sind in Null Komma Nix 
zusammengetüdelt, da lohnt das ewige Philosophieren nicht.

von Harald W. (wilhelms)


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Abdul K. schrieb:

> Und dann haben wir noch den NE555 und sein Verwandten ;-) Vielleicht
> paßt die Hysterese doch??

Der hat aber auch grössere Abstände zu seinen "Schienen". :-(
Gruss
Harald

von Falk B. (falk)


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@  Harald Wilhelms (wilhelms)

>> Und dann haben wir noch den NE555 und sein Verwandten ;-) Vielleicht
>> paßt die Hysterese doch??

>Der hat aber auch grössere Abstände zu seinen "Schienen". :-(

Die CMOS-Version ala TLC555 ist schon recht gut, bei 15V VCC und 10mA 
hat er typiscch 120mV, max. 400mV Ausgangsspannung.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Harald Wilhelms schrieb:
> Ich denke
> aber, das bei FETs und bipolaren Transistoren die Schwellspannung
> bei gleicher Fläche auch etwa gleichgross sein werden.

Nö, kann man nicht unbedingt vergleichen, die physikalischen
Prinzipien beider Transistorarten sind doch recht verschieden.

Das siehst du am deutlichsten bei den Leistungs-Bauteilen: während
du Leistungs-FETs mit Kanalwiderständen im Bereich einiger mΩ
bekommst (wo dann vielleicht bei 10 A nur 200 mV abfallen), wirst
du bei Bipolartransistoren im Bereich der "dicken" Ströme kaum
was finden, was unter 500 mV Restspannung liegt.  Die Ausgangskenn-
linie eines Bipolartransistors ist stark nichtlinear, die eines
FETs dagegen (bis zum Erreichen der Sättigung) fast ein ohmscher
Widerstand.

von Harald W. (wilhelms)


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Jörg Wunsch schrieb:

> Nö, kann man nicht unbedingt vergleichen, die physikalischen
> Prinzipien beider Transistorarten sind doch recht verschieden.

Das ist mir klar.

> Das siehst du am deutlichsten bei den Leistungs-Bauteilen: während
> du Leistungs-FETs mit Kanalwiderständen im Bereich einiger mΩ
> bekommst (wo dann vielleicht bei 10 A nur 200 mV abfallen), wirst
> du bei Bipolartransistoren im Bereich der "dicken" Ströme kaum
> was finden, was unter 500 mV Restspannung liegt.  Die Ausgangskenn-
> linie eines Bipolartransistors ist stark nichtlinear, die eines
> FETs dagegen (bis zum Erreichen der Sättigung) fast ein ohmscher
> Widerstand.

Bei Kleinsignaltransistoren, wie man sie z.B. zum Treiben von LED-
Anzeigen nimmt, sind Restspannungen von <=100mV durchaus üblich.
Wenn ich jetzt einen FET mit gleicher Fläche finde, hat der beim
gleichen Strom dann auch <=100mV? Das Bild ist seit einigen Jahren
etwas verzerrt, weil man FETs mit Rdson unter 1Ohm zu sehr niedrigen
Preisen bekommt. Ähnlich leistungsfähige bipolare sind inzwischen
meist teurer. Bei ICs gelten aber andere Regeln. Da zählt allein die
Fläche.
Gruss
Harald
PS: Möglicherweise benötigt man ja auch für PowerFETs einen ganz
anderen Herstellungsprozess, der es nicht erlaubt, auf dem gleichen
Chip OPVs o.ä. zu bauen.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Jörg Wunsch schrieb:
> während du Leistungs-FETs mit Kanalwiderständen im Bereich einiger mΩ
> bekommst (wo dann vielleicht bei 10 A nur 200 mV abfallen), wirst
> du bei Bipolartransistoren im Bereich der "dicken" Ströme kaum
> was finden, was unter 500 mV Restspannung liegt.

Inzwischen gibt es sehr gute Bipolartransistoren.

Herst. Typ        U_CEsat bei IC,   IB
Zetex FMMT617     150 mV      3 A   50 mA
NXP   PBSS4620PA  120 mV      3 A   30 mA
                  200 mV      6 A  300 mA
Zetex ZXTN19060CG 200 mV      7 A  700 mA
Zetex ZXTN19020DG 200 mV      9 A  450 mA 
http://www.diodes.com/datasheets/ZXTN19020DG.pdf

Alle Werte sind die typischen, nicht die maximalen.


> Die Ausgangskennlinie eines Bipolartransistors ist stark nichtlinear,
> die eines FETs dagegen (bis zum Erreichen der Sättigung) fast ein
> ohmscher Widerstand.

Das ist zwar richtig, interessanterweise wird aber bei allen modernen 
Bipolartransistoren ein Widerstand R_CEsat angegeben.

von John H. (karabka)


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Hallo zusammen,

ich war bis grade eben zum Testen am MRT, und da unten im Keller gibts 
keine Möglichkeit ins Internet zu kommen. Daher komme ich erst jetzt 
dazu, zu antworten.
Ich hätte nicht gedacht, dass ich so viele Reaktionen hervorrufe. Zu 
meiner Anwendung: hinter dem Komparator sitzt ein Spannungsteiler aus 
drei Widerständen. Wenn der Komparator durchschaltet, soll der "untere" 
Widerstand überbrückt werden, so dass sich ein anderes Teilerverhältnis 
ergibt. Fragt mich nicht, warum dass so gelöst werden soll - das ist die 
Vorgabe einer anderen Firma. Falk hat ganz recht, den verwendungszweck 
hätte ich schon in meinem Eingangsposting (be)schreiben sollen - ist 
fürs nächste mal vermerkt.
Ich wollte keine große Diskussionsrunde starten, sondern hatte mir 
gedacht, dass vielleicht jemand so ein Teil in letzter Zeit irgendwo 
eingesetzt hat und dann schreibt "ja, gibt es, nimm doch den xxyy##". 
Ich danke euch für die rege Teilnahme, werde morgen dann aber 
wahrscheinlich doch auf die Lösung mit dem nachgeschalteten Fet 
umsteigen.

von 5gqw35zw (Gast)


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Ich wollte noch einen LM2903 in die Runde werfen, aber für Dein Problem 
würde ich einen N-Kanal-MOSFET über dem untersten Widerstand 
vorschlagen. Mit 4k7 am Gate gegen GND und das Gate dann am Ausgang 
eines LM2904, als Komparator mit Hysterese beschaltet.

Kann man sehr schön in Spice simulieren.

von 5gqw35zw (Gast)


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Ich würde aber das Thema einfacher angehen. Du schaltest mittels 
N-Kanal-MOSFET einen weitere unteren Widerstand parallel zu, um das 
Teilerverhältnis zu ändern.

von MaWin (Gast)


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> ja, gibt es, nimm doch den xxyy##

Es ist super einfach:

Man nimmt die real existerenden Komparatoren, und rechnet mit ihnen mal 
die entstehenden Fehler durch - und kommt auf die Idee, den 
Innenwiderstand des Komparatorausgangs mit in den Spannungsteiler 
einzurechnen, den Reststrom auch, beider Temperaturabhängigkeit auch, 
und weiß dann, mit welchem Komparator das optimale Ergebnis zu erzielen 
ist, und kann beurteilen ob das reicht, oder ob man mit Reed-Relais oder 
sonstigem arbeiten muß.

Das ist doch einfachste Ingenieuerstätigkeit.

Sind deutsche E-Techniker nur noch Honks ?

Praktikanten als Entwickler in Medizintechnik-Firmen ?

von John H. (karabka)


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MaWin schrieb:
> Es ist super einfach:
>
> Man nimmt die real existerenden Komparatoren, und rechnet mit ihnen mal
> die entstehenden Fehler durch - und kommt auf die Idee, den
> Innenwiderstand des Komparatorausgangs mit in den Spannungsteiler
> einzurechnen, den Reststrom auch, beider Temperaturabhängigkeit auch,
> und weiß dann, mit welchem Komparator das optimale Ergebnis zu erzielen
> ist, und kann beurteilen ob das reicht, oder ob man mit Reed-Relais oder
> sonstigem arbeiten muß.
>
> Das ist doch einfachste Ingenieuerstätigkeit.
>
> Sind deutsche E-Techniker nur noch Honks ?
>
> Praktikanten als Entwickler in Medizintechnik-Firmen ?


MaWin, weder bin ich Praktikant, noch ein Honk. Natürlich kann ich das 
durchrechnen. Aber ich dachte mir, ich frage mal eben in die Runde, ob 
jemand einen solchen Baustein kennt. Nein, gibts (wahrscheinlich) nicht, 
also rechne ich es durch. Oder nehme einen externen Fet. Warum reagierst 
Du so aggressiv? Darf ich nicht mal eine Frage stellen? Wie kommst Du 
darauf, dass ich es nicht durchrechnen kann? Muss man permanent sein 
Können unter Beweis stellen und darf sich keine fremde Hilfe holen?

Reed-Relais kann ich im MRT nicht einsetzen, das wäre natürlich schön 
einfach.

von MaWin (Gast)


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> Wie kommst Du darauf, dass ich es nicht durchrechnen kann?

Das ist offensichtlich, denn sonst hättest du die Anforderungen in 
deinem ersten Post genannt, und was dir am TS374 oder so nicht gefällt.

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