Hallo allerseits,
ich (keine große Erfahrungen in Elektrotechnik) habe mir überlegt, wie
man einen MOSFET Low-Side-Switch bei größeren negativen Spannungen
(kleiner als -20V) bauen kann - so, dass er mit 3,3V von einem uC
schaltbar wäre. Dabei bin ich etwas durcheinander gekommen.
Meine Vision steht auf dem Bild im Anhang. Für mich sieht sie irgendwie
zu roh aus. Die Idee war es mit einem Spannungsteiler zu realisieren.
Die Transistoren sind einfach die, die ich bei mir rumliegend habe.
Vielleicht hat hier jemand einen guten Hinweis? Ist es überhaupt möglich
mit Spannungen kleiner als -20V (übliche maximale Ugs)? Gibt es für
MOSFETs preiswerte Alternativen?
IL schrieb:> Vielleicht hat hier jemand einen guten Hinweis?
Ich würde das Problem so wie im Anhang lösen.
Der bipolare Transistor arbeitet zusammen mit dem oberen Widerstand als
Stromquelle:
I = (3.3V - 0.7V) / R1 bzw. I = 0
je nachdem ob der Ausgang low oder high ist, die Spannung am Gate ist
dann Vgs = V_R2 = I * R2
R1 ist der oben, R2 der unten.
Ich würde das so machen wie Max beschrieben hat. Musst halt bedenken
dass es invertierend ist ( Du schaltest ein wenn du 0V am uC Pin hast )
Die MOhm Widerstände in deiner Schaltung erzeugen allerdings große
Zeitkonstanten mit der Gatekapazität- nicht das Ideale falls du PWMen
möchtest.
IL schrieb:> allein wegen weniger Bauteile?
Das ist schon mal ein gutes Argument.
> Oder ist meine Variante komplett Mühl?
Ich sehe keine Möglichkeit wir die beiden FETs am µC beide komplett
sperren können, sodass Vgs des FETs ganz rechts = 0V werden kann, siehe
Sourcefolger.
Max H. schrieb:> Ich sehe keine Möglichkeit wir die beiden FETs am µC beide komplett> sperren können, sodass Vgs des FETs ganz rechts = 0V werden kann, siehe> Sourcefolger.
ahso. jetzt weiß ich, was mir gestört hat. "Null" ist bei uC immer noch
bei Masse, nicht hochohmig. Somit leitet der N-MOSFET links praktisch
immer. Abgesehen davon, dass am uC-Pin dann -3V-Pegel ist.
Danke dir für die Erklärung!
Um die Sache zu vollenden, habe ich auch meine Schaltung geändert - so,
das sie aus meiner Sicht funktioniert, und mit einer '1' geschaltet
wird.
Gruß
IL
Ich hab erst jetzt gesehen, dass der IRFD9024 ein P-MOS ist, da du
diesen umgekehrt drin hast. Source sollte auf + kommen, sonst leitet die
Body Diode immer.
Source und den Pulldown beim linken BS108 würde ich auf Masse schalten,
sonst hast du das Problem mit dem Sourcefolger und am oberen Ende des
Gate Spannungsteiler V_out(µc) - Vgs(th). Dann reicht aber die Gate
Spannung am IRFD9024 nicht mehr aus um ihn sicher zu schalten.
@ IL (Gast)
>Um die Sache zu vollenden, habe ich auch meine Schaltung geändert - so,>das sie aus meiner Sicht funktioniert, und mit einer '1' geschaltet>wird.
Da ist wohl einiges schief gegangen. So funktioniert es sicher nicht.
Ausserdem ist das verdammt hochohmig. Das schaltet nicht nur langsam,
das hält das Gate auch nicht wirklich fest auf LOW oder HIGH. Hier
sollte man einen Minimal-MOSFET-Treiber spendieren. Ein 40106 mit 12V
reicht, den kann man mit den -42V und Z-Diode + Vorwiderstand problemlos
speisen. Zieht maximal um die 50uA.
Siehe Anhang.
Max H. schrieb:> Source und den Pulldown beim linken BS108 würde ich auf Masse schalten,> sonst hast du das Problem mit dem Sourcefolger und am oberen Ende des> Gate Spannungsteiler V_out(µc) - Vgs(th).> Dann reicht aber die Gate Spannung am IRFD9024 nicht mehr aus um ihn> sicher zu schalten.
Es sollen eigentlich der Gedanke nach 0V oberhalb des Spannungsteiler
liegen (gut, mit +3V oben im Schaltungsteil sollte der obere Resistor
2,8M, nicht 2,5M sein).
Aber, sicher ist sicher, die Variante mit der Masse finde ich besser.
@ Falk
Danke erstmal für deine Antwort. Ich habe da einiges nicht verstanden,
bin wirklich Anfänger.
Falk Brunner schrieb:> Ausserdem ist das verdammt hochohmig. Das schaltet nicht nur langsam,
warum ist es eigentlich schlecht, das hochohmig? Nur wegen
Geschwindigkeit, oder gibt es noch andere Grunde? Nach meiner
Vorstellung sind z.B. Verluste bei kleinen Strömen vernachlässigbar...
> das hält das Gate auch nicht wirklich fest auf LOW oder HIGH.
Warum ist es so? So wie ich es mir vorstelle, sind auf dem Gate des
unteren N-MOSFETs entweder -42V (sperrend) oder -25V (leitend). Sehe ich
es falsch oder ist es nicht ausreichend?
> Hier sollte man einen Minimal-MOSFET-Treiber spendieren. Ein 40106 mit> 12V reicht, den kann man mit den -42V und Z-Diode + Vorwiderstand> problemlos speisen. Zieht maximal um die 50uA.
Ich musste, ehrlich gesagt, recherchieren, wie es mit den
Minimal-MOSFET-Treiber ist, habe bis heute von den nicht gewusst. Wie
gesagt, bin Anfänger. Danke für Hinweis!
IL schrieb:> warum ist es eigentlich schlecht, das hochohmig? Nur wegen> Geschwindigkeit, oder gibt es noch andere Grunde?
Wenn das Gate langsam geladen wird ist der FET kurz im linearen Bereich
was zu einer erhöhter Verlustleistung führt
>> das hält das Gate auch nicht wirklich fest auf LOW oder HIGH.> Warum ist es so? So wie ich es mir vorstelle, sind auf dem Gate des> unteren N-MOSFETs entweder -42V (sperrend) oder -25V (leitend). Sehe ich> es falsch oder ist es nicht ausreichend?
Das Stimmt schon, so hochohmige Spannungsregler sind aber anfälliger für
Störungen.
IL schrieb:> warum ist es eigentlich schlecht, das hochohmig?
Generell sind sehr hochohmige Schaltungen immer störanfälliger, als
niederohmigere. Ströme im µA-Bereich (durch Widerstände im
Megaohm-Bereich) liegen oft schon im Bereich der Leckströme der
Bauteile, und Kriechströme auf der Platine (z.B. wenn mal etwas
Feuchtigkeit kondensiert, Verschmutzungen auftreten oder der Benutzer
die Platine mit den Fingern berührt) verschieben auch leicht mal die
Spannungswerte.
Natürlich können auch elektrische oder elektromagnetische Störungen in
eine hochohmge Schaltung eher einstreuen, als in eine niederohmige.
Max H. schrieb:> Wenn das Gate langsam geladen wird ist der FET kurz im linearen Bereich> was zu einer erhöhter Verlustleistung führtThomas Elger schrieb:> Generell sind sehr hochohmige Schaltungen immer störanfälliger, als> niederohmigere. Ströme im µA-Bereich (durch Widerstände im> Megaohm-Bereich) liegen oft schon im Bereich der Leckströme der> Bauteile, und Kriechströme auf der Platine (z.B. wenn mal etwas> Feuchtigkeit kondensiert, Verschmutzungen auftreten oder der Benutzer> die Platine mit den Fingern berührt) verschieben auch leicht mal die> Spannungswerte.> Natürlich können auch elektrische oder elektromagnetische Störungen in> eine hochohmge Schaltung eher einstreuen, als in eine niederohmige.
Danke für die Erklärungen!
Wie ich es verstanden habe: bei kleinen Ströme wird ein kleiner Einfluss
ihn so ändern können, dass es auf Spannungen dann eine große Wirkung
hat.
Eigentlich schade, ich habe bewusst an eine Kleinstromschaltung gedacht.
Wegen Verbrauch vor allem.
lss42.png
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