MOSFET am Digitalpin Verständnisfrage

[Stefan K. (stefan_k89)]

Moin alle zusammen,

ich bin jetzt schon länger am suchen und grübeln und finde keine 
zufrieden stellende (sprich rechen/beweisbare) Lösung und hoffe hier 
eine Antwort zu finden.

Folgende Schaltung:
An einem IO Pin des uC (in meinem Fall ein Freescale K20) hängt das Gate 
eines LogicLevel FETs (beispielsweise IRLML6402) als High Side Switch.
Am IO Pin wird ein PWM Signal ausgegeben.

Soweit so gut. Mir stellen sich jetzt folgende Fragen:
Brauche ich einen Wiederstand zwischen uC und Gate um den Strom beim 
Umschalten zu limitieren? Der Pin des uC verträgt maximal 25mA. Als 
kurze Spitze gehe ich aber davon aus, dass mehr drin ist. Im Datenblatt 
wird an einer Stelle eine kapazitive Last von 75pF erwähnt. Das ist 
immer noch recht klein verglichen mit den 633pF Gate Kapazität des 
MOSFET.
Bei 3.3V Versorgungsspannung könnte ich mit einem 130 Ohm Wiederstand 
den Strom auf 25mA begrenzen. Dann wird aber doch der Umschaltvorgang 
langsamer und die Flanken sind nicht mehr schön scharf - oder?

Wie geht ihr damit um? - Wann kann man das Gate direkt an den Pin hängen 
und wann braucht man welchen Wiederstand?  Oder sollte ich nochmal eine 
Treiberstufe mit einem kleinen Transistor dazwischenhängen?

Ich will eben möglichst schnell schalten, aber den uC auch nicht grillen 
:-)

Viele Grüße
Stefan

[Falk B. (falk)]

@ Stefan Klug (stefan_k89)

>wird an einer Stelle eine kapazitive Last von 75pF erwähnt.

Dabei geht es nur um Schaltzeiten von Logiksignalen, nicht MOSFETs.

>Bei 3.3V Versorgungsspannung könnte ich mit einem 130 Ohm Wiederstand
>den Strom auf 25mA begrenzen.

Kann man machen.

> Dann wird aber doch der Umschaltvorgang
>langsamer und die Flanken sind nicht mehr schön scharf - oder?

Ja.

>Wie geht ihr damit um?

Kein Widerstand.

>- Wann kann man das Gate direkt an den Pin hängen
>und wann braucht man welchen Wiederstand?

Wenn die Freuenz zu hoch und damit die Treiberleistung kritisch wird. Wo 
GENAU das ist, kann man so leicht nicht sagen. Pi mal Daumen ab 100mW.

>Oder sollte ich nochmal eine
>Treiberstufe mit einem kleinen Transistor dazwischenhängen?

Rechne mal. Ich würde sagen, nein.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber#Treiberleistung

Beitrag "Re: Transistor, 1A, 4MHz Schaltfrequenz"

[MaWin (Gast)]

Stefan Klug schrieb:
> als High Side Switch

Hoffentlich für 3.3V auf der high side, nicht für 5 oder 12.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.22.1

[Stefan K. (stefan_k89)]

Wow das ging schnell.

@falk
Vielen Dank für die Links. Über die war ich beide noch nicht gestolpert. 
Vor allem den mit der Herleitung. Ich muss das mal mit den geplanten 
24kHz nachrechnen, aber deine Oszi Bilder sahen ja recht 
vielversprechend aus...
Hast du denn ne Faustformel ab welcher Kapazität das kritisch für den uC 
wird? - Ich sollte ja wohl keinen fetten Elko direkt mit einem IO Pin 
aufladen :-)

@MaWin
Ja, ich hab auch ne Stelle mit mehr als 3.3V, aber da hängt schon vorher 
ein Buffer als Pegelwandler dazwischen...


Ich hätte echt nicht gedacht, mitten in der Nacht ne Antwort zu 
bekommen. - Ich bin begeistert :-)

[Stefan K. (stefan_k89)]

> Hast du denn ne Faustformel ab welcher Kapazität das kritisch für den uC
> wird?
Ich sollte besser nachdenken. Das hast du ja eigentlich schon 
beantwortet - ca, 100mW. Ich muss mehr rechnen...