Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Moset gesucht 3,3V Logik, 30V 10A Drain, TO220


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Hallo zusammen,
wie schon im Titel geschrieben suche Ich einen Mosfet den Ich direkt an 
einem Atmega betreiben kann und der mit VGS=3,3V sicher 30V und 10A 
verträgt. Ich habe einige gefunden die mit 5V schalten (versuchsafbau 
hat auch geklappt) aber ich möchte später reine 3,3V Logik verwenden 
wegen Display ect. Problem ist auch das es kein SMD sein darf und am 
besten Dropin Replacement für TIP122.

Hoffe Ihr habt nen Tip für mich da ich mir heute nen Wolf gesucht habe. 
;)

Grüße

: Verschoben durch Admin
von Rainer1975 (Gast)


Lesenswert?

Google "logic level mosfet to220"
NTP5860NLG

von FetBetrachter (Gast)


Lesenswert?

Rainer1975 schrieb:
> NTP5860NLG

Käse.

Wenn die Schwellspannung max 4V sein kann wird man den nie
vernünftig mit 3.3V betreiben können.

von Mario (Gast)


Lesenswert?

Hi,

das kann nicht Dein Ernst sein, oder?
Parametrische Suche bei IR. Das sind wirklich keine besonderen 
Anforderungen.
IRF3708
Eine Minute...

Gruß,
Norbert

von H.Joachim S. (crazyhorse)


Lesenswert?


von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Hi,
Sry aber war mein ernst... Manchmal steht man auf dem Schlauch. Irlz34 
hatte ich sogar hier und getestet mit 5v und 100k von gate zu gnd ging 
ohne Probleme doch bei 3,3v schaltete der keine 12v Lüfter (als test) 
weswegen ich lieber mal fragte.
Ich hol mir die IRF3708 und irlz44 und teste es damit. Danke schon 
wieder einmal.
Sollte ich noch was beachten wie richtiger widerstand? Nicht das das 
mein Fehler war...

von hinz (Gast)


Lesenswert?

H.Joachim Seifert schrieb:
> IRLZ44

Unggeignet, auch wenn man meint aus dem Datenblatt anderes lesen zu 
können.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Unggeignet, auch wenn man meint aus dem Datenblatt anderes lesen zu
> können.

So pauschal kann man es nicht sagen, es hilft aber, sich mal Fig. 3 im 
Datenblatt etwas genauer anzusehen. Beim IRLZ44 behauptet IR-Infineon, 
das bei einem typischen Exemplar mit 3,25V Gate-Source Spannung etwa 20A 
transferiert werden können, es bedeutet aber auch, das der Drain-Source 
Kanal noch nicht voll aufgesteuert ist und deutlich Verlustleistung 
produzieren kann.
Wenn man also wirklich 10A schalten möchte, wird das Dings vermutlich 
recht warm und es liegt noch Spannung über dem MOSFet.
Der IR3708 liegt da deutlich besser, man beachte aber auch 'Very Low 
RDS(on) at 4.5V VGS', von 3,3V ist da auch nicht die Rede.

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Ok, anscheinend doch nicht so einfach wie anfangs behauptet.
Hat jemand eine Idee welcher sicher bei 3,3v schaltet ohne viel Wärme zu 
produzieren und wie ich den dann verdrahte?
Wenn irlz44 nicht gut geht und ir3708 evt auch nicht ganz durch schaltet 
frag ich mich wirklich nach der "richtigen" Verdrahtung und"optimalem" 
Logik level mosfet.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Tja, die 'Smart Switches', die ich für die Lowside bei IR gerade mal 
überflogen habe (AUIPS1011 und AUIPS1021), sind alle für 5V 
spezifiziert, nur Highside Switches gibt es für sichere 3,3V Logik - 
kein Wunder, da ist ja durch die Highside genügend Spannung da.
Es ist ein Wackeltanz, aus dem du dich am besten befreist, indem du 
einen Puffer mit 5V (oder aus den 30V, die du schalten willst) vors Gate 
schaltest. Oder du bleibst bei deinem TIP122 oder einem ähnlichen 
Transistor, den du ja mit 3,3V locker in die Sättigung treiben kannst, 
und lebst mit dem Verlust durch die CE Spannung.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?


von bianchifan (Gast)


Lesenswert?

Ich hatte mir letztes Jahr quasi als Universallösung dafür den 
IRLB3034PbF ausgeguckt, im Datenblatt gut dokumentiert und erhältlich. 
Bei 240W Schaltleistung bleibt der kalt.
Ist aber keine Garantie, das Datenblatt gibt den RDSon nur für 4,5V an.
Muss man halt ausprobieren und ggfl. tauschen.

Ansonsten weiß ich, dass bei kleineren Leistungen der IRLB8743 verwendet 
wird, Erfahrungen habe ich damit keine, auch hier ist RDSon nur für 4,5V 
spezifiziert.
Vor kurzem bin ich dann noch auf den BUK954R8 ausmerksam geworden und 
auf der Suche nach einer Bezugsquelle.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Matthias Sch. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Unggeignet, auch wenn man meint aus dem Datenblatt anderes lesen zu
>> können.
>
> So pauschal kann man es nicht sagen, es hilft aber, sich mal Fig. 3 im
> Datenblatt etwas genauer anzusehen.

Und die Randbedingungen dafür auch. Dann ist schnell klar, dass er 
schlicht ungeeignet ist.

> Der IR3708 liegt da deutlich besser, man beachte aber auch 'Very Low
> RDS(on) at 4.5V VGS', von 3,3V ist da auch nicht die Rede.

Nicht nur die Bilder ansehen!

von FetBetrachter (Gast)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> den Ich direkt an einem Atmega betreiben kann und der mit
VGS=3,3V sicher 30V und 10A verträgt.

Bevor ich  mir den Wolf suche, doch nichts finde und eine
Kompromisslösung mache, hole ich mir doch lieber eine höhere
Spannung aus den 30 V (die sowieso irgendwo herumfleuchen),
oder ich erzeuge mir auf der 3.3V Seite eine höhere Spannung
um den FET über einen weiteren Transitor sicher aussteuern
zu können.

Die 3.3V Ugs werden immer einen "Beigeschmack" hinterlassen,
sprich: mit Nachteilen verbunden sein.

von Moby A. (moby-project) Benutzerseite


Lesenswert?

FetBetrachter schrieb:
> Die 3.3V Ugs werden immer einen "Beigeschmack" hinterlassen,
> sprich: mit Nachteilen verbunden sein.

Richtig. Aber wozu hat man die schönen 5V-AVRs...
Ich behaupte mal, den gesuchten MOSFET gibts nicht.

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

FetBetrachter schrieb:
> ich erzeuge mir auf der 3.3V Seite eine höhere Spannung
> um den FET über einen weiteren Transitor sicher aussteuern
> zu können.

Hi, das wäre möglich. 12v hätte ich noch "rumligen". Hab ich bisher 
nicht dran gedacht... Miss ich nur mal nach nem Schaltplan suchen um 12v 
über non an mosfet zu jagen und welche da in Frage kommen.
Gibt es den einen mosfet der 12v mit 3,3v vgs schaltet und 5A? Für was 
anderes reicht der, dachte nur ich nehme einen für beides aber wenn ich 
eh verschiedene verwende gibt es evt einen passenden hierfür. 5v avr 
fällt leider aus da andere Sensoren nicht 5v tolerant sind...

von Johnny S. (sgt_johnny)


Lesenswert?

Wenn ich nach Bauteilen suche, dann benutz ich meistens Digikey, auch 
wenn ich nicht da bestell.

Der Filter dort ist mit abstand der Beste den ich kenne.

http://www.digikey.com/product-search/en/discrete-semiconductor-products/fets-single/1376381

von Christian J. (Gast)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Hat jemand eine Idee welcher sicher bei 3,3v schaltet ohne viel Wärme zu
> produzieren und wie ich den dann verdrahte?

Schon mal dran gesacht, dass die Physik das nicht zulässt, weil die 
Feldstärke zu klein ist? Und dass es einfach ist sich ne Ladungspumpe 
aus 2 Transistoren und ner winzigen Spule zu bauen?

von Rainer1975 (Gast)


Lesenswert?

>> NTP5860NLG
>Käse.
>Wenn die Schwellspannung max 4V sein kann wird man den nie
>vernünftig mit 3.3V betreiben können.

nix Käse.

Der NTP5860NLG hat eine Thresholdspannung von 1.0 bis 3.0V.
Die typischen Werte von -55°C bis +125° liegen bei 3.3V über 80A 
Drainstrom.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


Lesenswert?

Was die Physik zulässt, kann ich aus dem Stegreif nicht sagen.
Aber wenn man sich mal die Technologie von Mosfets in den letzten 15 
Jahren anschaut, liegen da tatsächlich Welten dazwischen. Gatespannung, 
Gateladung, Drainstrom, Drainspannung, Rdson - Wahnsinn.

von FetBetrachter (Gast)


Lesenswert?

Rainer1975 schrieb:
> Die typischen Werte von -55°C bis +125° liegen bei 3.3V über 80A
> Drainstrom.

Mit typischen Datenblattwerten kann man leider keine garantierte
Funktion erreichen. Wenn ein Design sicher funktionieren soll
muss man die min respektive max Werte ansetzen.

Denn im Zweifelsfall (beruft sich der Hersteller aufs Datenblatt)
kann die Bauteilstreuung die angegebenen Grenzwerte annehmen die
leider meist um einiges schlechter sind.

von Rainer1975 (Gast)


Lesenswert?

Ja. Und im Datenblatt steht max. Thresholdspannung 3.0V.

Ich habe schon einige Worst-Case Berechnungen durchgeführt. Wichtig war 
immer, dass ich das richtige Datenblatt verwendet habe.

Vermutlich hast Du das nicht.

von FetBetrachter (Gast)


Lesenswert?

Rainer1975 schrieb:
> Ja. Und im Datenblatt steht max. Thresholdspannung 3.0V.

Ich hatte eines mit 4V. Ich weiss nicht mehr wie das
zustande kam .... bin mir aber sicher mich nicht
verlesen zu haben.

Na dann schau mal wie sich der AVR mit seinen 3.x Volt am
Gate des FETs müht. Sparen koste es was es wolle.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Rainer1975 schrieb:
> Und im Datenblatt steht max. Thresholdspannung 3.0V.

Da fängt der Kanal an gerade eben ein kleines bisschen zu leiten.

von Rainer1975 (Gast)


Lesenswert?

Jungs, kuckt doch einfach mal in's Datenblatt.
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NTB5860NL-D.PDF

Figure 1 oder Figure 2.

Wobei es bestimmt noch bessere gibt. Das war der 2. Google Treffer.

Rohm hat z.B. mit dem RQ3E180AJ einen 18A Fet, der diesen Strom bei 1.6V 
macht. Aber nicht im TO220. Deren 1.0V Fet (SP8M70) kann 3A

von Rainer1975 (Gast)


Lesenswert?

>Ich hatte eines mit 4V. Ich weiss nicht mehr wie das
>zustande kam .... bin mir aber sicher mich nicht
>verlesen zu haben.
Du hattest wahrscheinlich das falsche Datenblatt.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Rainer1975 schrieb:
> Jungs, kuckt doch einfach mal in's Datenblatt.
> http://www.onsemi.com/pub/Collateral/NTB5860NL-D.PDF
>
> Figure 1 oder Figure 2.

Also nicht geeignet.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

hinz schrieb:

> Also nicht geeignet.

Meist steht schon auf der ersten Seite, für welche Ugs der FET
gedacht ist. Bei obigen Datenblatt steht 4,5V, wobei da die
Verluste schon 20% höher als bei Ugs 10V sind.

von Moby A. (moby-project) Benutzerseite


Lesenswert?

Angesichts der vielen Anfragen zum Thema 3V Mosfet Ansteuerung direkt 
mit Controllerpin im Forum halten wir trotz aller Forumsbeiträge, 
Googlefähigkeiten und allerschönster parametrischer Suchfilter der 
Hersteller hier einfach mal fest: 3V an Mosfet-Gate und viele Ampere 
verlustarm schalten wollen: Ist (noch) nicht. Punkt, Ende und Aus.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Moby AVR schrieb im Beitrag #4131297:

> 3V an Mosfet-Gate und viele Ampere
> verlustarm schalten wollen: Ist (noch) nicht. Punkt, Ende und Aus.

Tja, für eine Bipo ist das kein Problem.
Der schafft das sogar mit 0,7V. :-)

von jj (Gast)


Lesenswert?

Ob es aus ist versuchen wir ja gerade zu klären!!
als der threatstarter gefragt hat wurde ja gleich als erstes wieder 
darauf verwiesen wie einfach es wäre und suchmaschiene benutzen blaaa
offenbar ist es eben nicht so einfach und manchmal sucht man auch 
einfach falsch aber das merken hier einige nie..nur rumtönen können die 
gut..
warum ist denn bei 3v die feldfeldstärke zu schwach z.b?
willst du damit sagen es ist ganz sicher nicht möglich?
begründe!!!!
Und antworte jetzt nicht wieder weil die feldstärke zu schwach ist..so 
eine antwort reicht für die hauptschule..

von bianchifan (Gast)


Lesenswert?

Moby AVR schrieb im Beitrag #4131297:
> 3 V an Mosfet-Gate und viele Ampere verlustarm schalten wollen:
> Ist (noch) nicht. Punkt, Ende und Aus.

Mit den von mir weiter oben genanntenn Typen ist das möglich, allerding 
nicht mit jedem Exemplar, die VGS(th) sollte da schon deutlich < 2V 
betragen.
Also ausprobieren im Einzelfall bzw. selektieren für eine Serie.

Ein Arduino DUE arbeitet mit 3,3 V, das RADDS Shield stellt die 
SchaltMosFETs für div. Heizungen zur Verfügung:
http://www.dr-henschke.de/RADDS_23_sch.pdf

Funzt soweit eigentlich ganz gut..

von bianchifan (Gast)


Lesenswert?

Nachtrag: Und wer dann immer noch Bauchschmerzen hat darf gerne einen 
bipolaren Typen virschalten, hießen mal TUP/TUN oder so ähnlich, die 
Technik nannte sich MosFet-Treiber, glaub' ich

von Schreiber (Gast)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Hoffe Ihr habt nen Tip für mich da ich mir heute nen Wolf gesucht habe.

mit einem kleinen Spannungswandler, am einfachsten und billigsten wirds 
mit einer Ladungspumpe die man einen einen freien Pin des µC hängt.
Dafür sollten zwei Kondensatoren und zwei Dioden ausreichen um aus den 
3,3V die erforderlichen 5V zu machen.

Zum Abschalten entweder einen zusätzlichen Transistor (und einen freien 
Pin am µC) oder, bei geringeren Anforderungen, einfach einen Widerstand.

von bianchifan (Gast)


Lesenswert?

Harald Wilhelms schrieb:
> Tja, für eine Bipo ist das kein Problem.
> Der schafft das sogar mit 0,7V. :-)

Hmm.., da wayr jemand schneller..

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Moby AVR schrieb im Beitrag #4131297:
> 3V an Mosfet-Gate und viele Ampere
> verlustarm schalten wollen: Ist (noch) nicht. Punkt, Ende und Aus.

Ach wo, das gibts schon, aber eben ehr nicht in TO-220.

Man sehe sich den RQ3E180AJ von Rohm an, passt wunderbar auf die 
Anforderungen des TE, nur eben nicht was das Gehäuse betrifft.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> der mit VGS=3,3V sicher 30V und 10A

hinz schrieb:
> Man sehe sich den RQ3E180AJ von Rohm an, passt wunderbar auf die
> Anforderungen des TE, nur eben nicht was das Gehäuse betrifft.

Tja, und das die 30V UDDS als Maximum angegeben sind. Sicher ist das 
also nicht.

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Hi,
Also ich finde die Diskussion sehr interessant, vor allem weil es eben 
anscheinend nicht die "Google mal eine minute" ist. Neben den teilweise 
sehr schlechten Kommentaren lernt man auch viel über das lesen der 
Datenblätter und mosfet Spezifikationen.

Da aber wie erwähnt das Thema doch sehr relevant ist, (grade zu Zeiten 
von reinen 3,3v mcu wie sam3) wäre es wirklich super wenn man einen 
Artikel oder wiki Eintrag zum Thema schreibt. Wie steuert man mosfet mit 
3,3v an, evt mit 2-3 Typen, wie schaltet man mosfet über non mit 3,3v 
und wie kann man high sidr mosfets an 3,3v betreiben.
Ware ein träum für mich ind evt andere die immer wieder danach fragen.

Grüße

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Matthias Sch. schrieb:
> Tja, und das die 30V UDDS als Maximum angegeben sind.

Stimmt. Ich hatte mich nur am Topic orientiert und dabei übersehen, dass 
er ja tatsächlich 30V schalten will.


Major M. schrieb:
> Wie steuert man mosfet mit
> 3,3v an, evt mit 2-3 Typen, wie schaltet man mosfet über non mit 3,3v
> und wie kann man high sidr mosfets an 3,3v betreiben.

Eine Möglichkeit sind spezielle Treiber wie der LTC1157.

Ansonsten halt Aufwärtswandler und normalen Gatetreiber für 12V nehmen.

von Major M. (major_m)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen nochmal,
Ich war paar Tage in Urlaub, jetzt kümmere Ich mich grade wieder um die 
Schaltung und was doch sinnvoll wäre. Vom direkten Schalten mit 3V3 habe 
ich mich verabschiedet und weiter gesucht. Dabei bin ich auf 2 
Möglichkeiten gestoßen die für mich erstmal gleich aussehen, wo ich mich 
aber frage was sinnvoller/besser ist:
1. Schaltung eines N-Channel Mosfet mit PNP Transistor
2. Schaltung eines P-Channel Mosfet mit NPN Transistor

Ich habe beide Varianten einmal im Anhang mit den von mir angedachten 
Bauteilen. Wäre sehr nett wenn jemand da einmal genau drüber schauen 
kann und evt sagen kann was besser ist (/warum?) oder was man verbessern 
kann.
Da ich alles auf eine extra Platine machen möchte (statt anfänglich mit 
zu verbauen) wäre die Vorraussetzung:

Minimum Load: 12V 100mA
Maximum Load: 48V 5A

Bei dem SMD Bild sind die gleichen Schaltungen als SMD ausgeführt mit 
der Bitte auch einmal zu schauen ob die Bauteile richtig gewählt sind.

Danke euch weiterhin!

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Dabei bin ich auf 2
> Möglichkeiten gestoßen die für mich erstmal gleich aussehen,

Stimmt, beide Murks.

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Stimmt, beide Murks.

Danke, das hat jetzt auf sehr produktive weise geholfen und beantwortet 
alle Fragen...
Hey Sry das war genauso gut wie die Behauptung das man nur eine Minute 
googeln müsste um nen passenden 3,3v Mosfet zu finden.
Wenn du meinst die sind Murks, erläutere das doch bitte oder schreib wie 
man es besser machen kann. Ich suche schließlich Hilfe zu einer 
funktionierenden Schaltung.

von Simpel (Gast)


Lesenswert?

Die linken Schaltungen, mit dem PNP sind wirklich Murks. Bei einer 
Emitterspannung von +24V kann der µC schalten wie er will, der PNP 
bleibt offen.

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Simpel schrieb:
> Bei einer
> Emitterspannung von +24V kann der µC schalten wie er will, der PNP
> bleibt offen.

Danke das erklärt zumindest was falsch ist. Schön wenn man solche 
Schaltungen als funktionierend findet...
Was ist denn mit der P-Channel/NPN Schaltung? Kann die klappen oder wie 
muss die richtig sein? Oben ist ja schon die Lösung erwähnt wurden das 
man es mit NPN machen sollte. Nur leider habe ich damit 0 Erfahrung...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Lesenswert?

Aus der Anfrage entnehme ich, dass die Last mit wesentlich mehr als 3 
Volt betrieben wird (30V).

Daher bietet sich der Einsatz eines Treibers vor dem MOSFET an, zum 
Beispiel der LM5050. Aufgrund der nun viel höheren Gate Spannung von ca 
12V dürfte es viel einfacher werden, einen geeigneten Transistor zu 
finden.

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A300/0900766B813234DC.pdf

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


Lesenswert?

Achte auch bitte mal auf die maximale Gatespannung, die du mit deinen 
24V bei vielen MOSFet fett überschreitest.
N-Kanal MOSFet arbeiten am besten als Lowside Schalter, P-Kanaler als 
Highside, wobei die N-Kanaler meist etwas besserere RdsOn haben.
Insofern stimmt schon:

hinz schrieb:
> Stimmt, beide Murks.

Entscheidend für jeden MOSFet ist immer nur das, was er zwischen Gate 
und Source als Spannung sieht, er weiss nichts von GND oder Vcc. 
Deswegen wird auch die N-Kanal Schaltung mit der LED im Source Kreis 
nicht richtig laufen.

von Major M. (major_m)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,
das Spielchen geht weiter... ;)
Also Ich kann mittlerweile bestätigen das der IRF3708, den Norbert in 
Posting 4 Erwähnt hat bei 3,3V schaltet. Habe damit nen kleinen 
Versuchsaufbau gemacht mit einem Ardunio Due und 4 12V Lüftern und das 
klappte. Untere Randbedingung ist also gegeben und Funktioniert.
Dennoch möchte ich (auch weil der IRF3708 recht teuer ist) die P-Channel 
Mosfet Lösung nochmal aufbauen und habe daher die Schaltung wie im Bild 
aufgebaut. Wenn Vin 12V ist funktionierte die Schaltung, bei Vin 26V und 
12V als Gatespannung nicht mehr. Frage ist ob ich was übersehen Habe 
oder ob da noch nen anderer Fehler ist? Laut Datenblatt sollte es 
eigentlich ja gehen...

Wäre super wenn einer drauf schauen könnte und Konstruktives Featback 
gibt.

Danke!

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Major M. (major_m)

>aufgebaut. Wenn Vin 12V ist funktionierte die Schaltung, bei Vin 26V und
>12V als Gatespannung nicht mehr.

Logisch.

>Frage ist ob ich was übersehen Habe
>oder ob da noch nen anderer Fehler ist?

Ja.

>Laut Datenblatt sollte es eigentlich ja gehen...

Nein.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Transistor#Wie_kann_ich_mit_5V_vom_Mikrocontroller_12V_und_mehr_schalten.3F

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Falk Brunner schrieb:
> Logisch.
Und warum? Ich such jetzt seit 2 Wochen alle möglichen Datenblätter, 
Schaltungen ect und begreif es einfach nicht... Wenn es so logisch ist, 
was ist mein Fehler?

Falk Brunner schrieb:
> Ja.
Dann sag mir doch bitte wo der Fehler ist. Ich weis nur das es nicht 
klappt mit >=24V.

> Nein.
Doch. VGS ist angegeben mit Max ± 20V. Mit 12V bin ich darunter. Mit 24V 
an  Drain bin ich auch drunter und mit 1A auch innerhalb der Parameter. 
Ich überlaste den Mosfet also nicht, nur er schaltet nicht ab.
Bei nem anderen Test mit Spannungsteiler an Gate (24V, 2x 100mOhm) 
kannte ich den anschalten wenn ich die Spannung 24V auf GND gezogen habe 
und aus wenn GND getrennt war.

Ich kapiere es leider wirklich nicht und das wo ich schon einige 
Schaltungen aufgebaut habe...

: Bearbeitet durch User
von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


Lesenswert?

So sind sie halt, die Profis, wortkarg. Etwas weiter oben wird schon auf 
die Spannung zwischen Gate und Source hingewiesen (Tipp 1). Nun darfst 
du etwas rechnen und 12V und 26V gegen Masse mit der Spannung zwischen 
Gate und Source in Bezug bringen. Dein »funktioniert nicht mehr« bezogen 
auf die P-Kanal-Schaltung interpretiere ich als ständig leitender MOSFET 
(Tipp 2). Und aus der Verweisvielfalt des Vorredners.

Beitrag "Re: Wie Ugs (p-FET) sinnvoll begrenzen?"

(Komisch, dass trotz der Menschheitsfortschritte Kleinkinder noch immer 
nicht von Geburt an mit P-Kanal-MOSFETs umgehen können, bzw. 
Spannungsberechnungen von der Pike auf lernen müssen.)

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Major M. (major_m)

>Und warum? Ich such jetzt seit 2 Wochen alle möglichen Datenblätter,
>Schaltungen ect und begreif es einfach nicht... Wenn es so logisch ist,
>was ist mein Fehler?

Es gibt 2 Zustände beim MOSFET.

Offen (nicht leitend): U_GS=0V
Geschlossen (maximal leitfähig): U_GS >= 12V (hier beispielhaft, Logig 
Level Typen brauchen weniger).

>Dann sag mir doch bitte wo der Fehler ist. Ich weis nur das es nicht
>klappt mit >=24V.

U_G (Gatespannung, bezogen auf GND der Schaltung) kann man in deiner 
Schaltung zwischen 12V und 0V umschalten.

U_S (Sourcespannung, bezogen auf GND der Schaltung) soll bei dir 24V 
sein.

Preisfrage: Wie groß ist U_GS? (denn nur DIE "sieht" der MOSFET)

1. Fall U_G =12V:  U_GS = U_G-U_S = 12V-24V=-12V -> der MOSFET ist offen
2. Fall U_G =0V:   U_GS = U_G-U_S =  0V-24V=-24V -> der MOSFET ist offen

Ego. Damit der "Trick" funktioniert, musst du deine Gatesteuerspannung 
aus VIN ableiten. Aber dabei darf man U_GS_MAX nicht überscheiten, je 
nach Typ 20-30V.

>Ich kapiere es leider wirklich nicht und das wo ich schon einige
>Schaltungen aufgebaut habe...

Grundlagen, Grundlagen, Grundlagen.

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Boris Ohnsorg schrieb:
> die Spannung zwischen Gate und Source hingewiesen (Tipp 1). Nun darfst
> du etwas rechnen und 12V und 26V gegen Masse mit der Spannung zwischen
> Gate und Source in Bezug bringen.

Hi Boris, die Spannung zwischen Gate und Source hatte ich extra im 
Blick, aber doch nicht verstanden. Was ich grade aber rechnen soll ist 
mir schleierhaft... Du hast aber recht das der Mosfet immer leitet, Ich 
ihn also nicht Sperren kann wenn ich 12V an Gate anlege. Für mich war es 
eigentlich immer so das ein P** schließt wenn ich spannung anlege und 
ein N** öffnet.
In dem verlinkten Beitrag und dem Bild ( 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png ) wird an 
Gate eine Spannung von 36V angelegt, im DB steht der BUZ171 aber auch 
mit Vgs 20V Limit. Wie kann die Gate Source Voltage 36V sein, was 16V 
über Limit ist? Wenn das egal ist kann ich doch auch 24V an Gate des 
IRFR9024 anlegen und hätte da das gleiche wie bei 12V (was ja 
funktionierte).

P.S. Ich hoffe der Klammersatz ist nicht an mich gerichtet. ;) Ich hatte 
zwar in der Ausbildung zum FaAWE 1 Jahr elektrolehre, aber was ich 
außerhalb der Ausbildung gelernt habe ist weit mehr.

Hi Falk,
Falk Brunner schrieb:
> Es gibt 2 Zustände beim MOSFET.
>
> Offen (nicht leitend): U_GS=0V
> Geschlossen (maximal leitfähig): U_GS >= 12V (hier beispielhaft, Logig
> Level Typen brauchen weniger).
Soweit ist das klar für mich. Wobei U_GS jetzt doch wieder verwirrt da 
im DB immer von Vgs geredet wird. Aber in meinen Worten: Wenn Gate to 
Source Spannung 0V ist, leitet er nicht, Wenn GS >=12V ist dann leitet 
der Mosfet

> U_G (Gatespannung, bezogen auf GND der Schaltung) kann man in deiner
> Schaltung zwischen 12V und 0V umschalten.
Jap, mit dem NPN an 12V.
> U_S (Sourcespannung, bezogen auf GND der Schaltung) soll bei dir 24V
> sein.
Hier ja. Es kommt aber bisschen auf VIN an welches 12-28V sein kann. 
Praktisch aber erstmal egal. Es geht ums verstehen. ;)
>
> Preisfrage: Wie groß ist U_GS? (denn nur DIE "sieht" der MOSFET)
>
> 1. Fall U_G =12V:  U_GS = U_G-U_S = 12V-24V=-12V -> der MOSFET ist offen
> 2. Fall U_G =0V:   U_GS = U_G-U_S =  0V-24V=-24V -> der MOSFET ist offen
MOOOMENT... Langsam klickt es...
> Ego. Damit der "Trick" funktioniert, musst du deine Gatesteuerspannung
> aus VIN ableiten. Aber dabei darf man U_GS_MAX nicht überscheiten, je
> nach Typ 20-30V.
Und da ist mein Verständnissproblem glaube ich: Vgs (/U_GS) ist ±20V Das 
heißt also NICHT daas an Gate max 20V sein dürfen, es heißt an Gate darf 
Maximal 20V mehr als an Source sein? Also wenn Source 24V dann Gate Max 
44V?
> Grundlagen, Grundlagen, Grundlagen.
Jap, darauf baut Wissen auf, doch manchmal ist es so dass das wichtigste 
ist das es einer einem richtig erklärt. Ich habe einige Praktikanten 
gehabt dehnen ich Programmieren beibringen sollte. Wenn ich dehnen ein 
Buch gebe kapiert keiner OOP. Wenn ich ihnen das anders in ruhe erkläre 
kapiert es jeder. ;) In dem Sinne Danke das du dir die Zeit nimmst es 
ein wenig für mich zu zerlegen was die Werte wirklich heißen und 
bedeuten!

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Wobei U_GS jetzt doch wieder verwirrt da
> im DB immer von Vgs geredet wird.

Amis können kein Latein, deshalb nehmen sie V statt U.


> Aber in meinen Worten: Wenn Gate to
> Source Spannung 0V ist, leitet er nicht,

Und dann gibts da die bösen Depletion MOSFETs...


> Wenn GS >=12V ist dann leitet
> der Mosfet

Und bei p-MOSFETs <=-12V.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Major M. (major_m)

>https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png ) wird an
>Gate eine Spannung von 36V angelegt, im DB steht der BUZ171 aber auch
>mit Vgs 20V Limit.

Schon, aber wenn Source ebenfalls auf 36V liegt, ist die Differenz Null 
-> U_GS = 0 -> MOSFET sperrt.

Das Gate wird durch T1 NIE auf 0V gezogen, denn das ist kein einfacher 
Schalttransistor, sondern eine einfache Konstantstromquelle, welche 
ca. 13mA fließen läßt. Wenn durch R1 13mA fließen, fallen 13V ab, sprich 
am Kollektor von Q2 liegen 36-13=26V, welche dann nahzu ebenso am Gate 
anliegen. Die Differenz zu Source ist dann ca. 13V.


>> U_G (Gatespannung, bezogen auf GND der Schaltung) kann man in deiner
>> Schaltung zwischen 12V und 0V umschalten.
>Jap, mit dem NPN an 12V.

Solche unscharfen, verwaschenen Formulierungen musst du mal ganz schnell 
vergessen.

>Hier ja. Es kommt aber bisschen auf VIN an welches 12-28V sein kann.

Dann brauchst du eine andere Schaltung. Z.B. die aus dem Link oben. Die 
kann sich an derartige Spannungsbereich anpassen.

https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

>> Ego. Damit der "Trick" funktioniert, musst du deine Gatesteuerspannung
>> aus VIN ableiten. Aber dabei darf man U_GS_MAX nicht überscheiten, je
>> nach Typ 20-30V.

>Und da ist mein Verständnissproblem glaube ich: Vgs (/U_GS) ist ±20V Das
>heißt also NICHT daas an Gate max 20V sein dürfen, es heißt an Gate darf
>Maximal 20V mehr als an Source sein? Also wenn Source 24V dann Gate Max
>44V?

Heureka!

Oder 4V. Der Knackpunkt ist die Spannung zwischen Gate und Source 
(Differenz), nicht deren Absolutwert gegen Masse.

: Bearbeitet durch User
von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Falk Brunner schrieb:
> Heureka!
>
> Oder 4V. Der Knackpunkt ist die Spannung zwischen Gate und Source
> (Differenz), nicht deren Absolutwert gegen Masse.

DANKE! Jetzt hat es klick gemacht und ich habe es endlich kapiert wie 
ich es richtig aufbaue und was die Werte bedeuten. Da bei mir vin immer 
gleich zu source ist, ist das ganze nun kein Problem mehr. Auf der 
Eingangsseite hängt ein Netzteil und der Spannungswandler hat von 12-36v 
out ist 3,3v. Vom Netzteil aus geht RS direkt nach source und von da zur 
last. Da also vin=s=g ist sperrt der mosfet immer es sei den der mcu 
schaltet den npn und somit vin=s,g=0 ->mosfet offen. Wichtig nur der npn 
muss an C die gleiche Spannung vertragen wie vin.
Ich teate es nochmal weiter durch, jetzt wo ich es verstanden habe muss 
es ja einfach sein. :D

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

Ich wiederhole mich.

>>Hier ja. Es kommt aber bisschen auf VIN an welches 12-28V sein kann.

>Dann brauchst du eine andere Schaltung. Z.B. die aus dem Link oben. Die
>kann sich an derartige Spannungsbereich anpassen.

>https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

von Major M. (major_m)


Lesenswert?

Falk Brunner schrieb:
> Ich wiederhole mich.

Sry das du das musst. Aber so ganz logisch ist es für mich nicht warum 
ich eine andere schaltung brauche.
Fall 1 :
Wenn ein Netzteil von 24V an der Platine angeschlossen ist dann ist mein 
Vin 24V. Source ist ebenfalls 24V und Gate auch 24V. U_GS ist also 24V 
und der Mosfet sperrt. Wenn 3,3V am NPN anliegt dann öffnet dieser und 
U_GS ist 0V, Mosfet offen/leitet.
Fall 2:
Wenn ein Netzteil von 12V an der Platine angeschlossen ist dann ist mein 
Vin 12V. Source ist ebenfalls 12V und Gate auch 12V. U_GS ist also 12V 
und der Mosfet sperrt. Wenn 3,3V am NPN anliegt dann öffnet dieser und 
U_GS ist 0V, Mosfet offen/leitet.
Fall 3:
Wenn ein Netzteil von 36V an der Platine angeschlossen ist dann ist mein 
Vin 36V. Source ist ebenfalls 36V und Gate auch 36V. U_GS ist also 36V 
und der Mosfet sperrt. Wenn 3,3V am NPN anliegt dann öffnet dieser und 
U_GS ist 0V, Mosfet offen/leitet.

U_GS ist also immer = VIN oder 0V. Daher verstehe ich grade nicht warum 
die schaltung bei 24V funktioniert, aber nicht bei 12V oder 36V...

EDIT: Ach verdammt: U_GS Max +-20V, also darf an Gate bei 36V zwischen 
16 und 56V sein, nicht aber 0V.
Kann ich für die Schaltung ein NPN/PNP Array wie 
http://www.farnell.com/datasheets/693986.pdf nehmen?

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Falk Brunner schrieb:
>> Ich wiederhole mich.
>
> Sry das du das musst. Aber so ganz logisch ist es für mich nicht warum
> ich eine andere schaltung brauche.
> Fall 1 :
> Wenn ein Netzteil von 24V an der Platine angeschlossen ist dann ist mein
> Vin 24V. Source ist ebenfalls 24V und Gate auch 24V. U_GS ist also 24V
> und der Mosfet sperrt. Wenn 3,3V am NPN anliegt dann öffnet dieser und
> U_GS ist 0V, Mosfet offen/leitet.

Beides falsch. U_gs ist die Spannung zwischen Gate und Source. Es ist 
nicht die Spannung zwischen Gate und GND! Korrekt wäre: U_gs ist 0 im 
ersten Fall und -24V im zweiten. Wobei für viele MOSFET die -24V bereits 
zu viel sind.

> Fall 2:
> Wenn ein Netzteil von 12V an der Platine angeschlossen ist dann ist mein
> Vin 12V. Source ist ebenfalls 12V und Gate auch 12V. U_GS ist also 12V
> und der Mosfet sperrt. Wenn 3,3V am NPN anliegt dann öffnet dieser und
> U_GS ist 0V, Mosfet offen/leitet.

Dito.

> Fall 3:
> Wenn ein Netzteil von 36V an der Platine angeschlossen ist dann ist mein
> Vin 36V. Source ist ebenfalls 36V und Gate auch 36V. U_GS ist also 36V
> und der Mosfet sperrt. Wenn 3,3V am NPN anliegt dann öffnet dieser und
> U_GS ist 0V, Mosfet offen/leitet.

Dito.

> U_GS ist also immer = VIN oder 0V.

0V oder -V_in.

> Daher verstehe ich grade nicht warum
> die schaltung bei 24V funktioniert, aber nicht bei 12V oder 36V...

Die Gate-Source-Spannung für den Einschaltfall hängt von der zu 
schaltenden Spannung ab. Das bringt zwei Probleme mit sich:

- oberhalb einer bestimmten Spannung wird U_gs_max des MOSFET 
überschritten
- unterhalb einer bestimmten Spannung schaltet der MOSFET nicht mehr 
ganz durch und wird dann u.U. thermisch zerstört

Die jetzt bereits zweimal referenzierte Schaltung in

https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

(die auch ohne den doppelten npn/pnp Spannungsfolger funktioniert, das 
Gate des MOSFET kommt dann direkt an den 1K Kollektorwiderstand)

umgeht das Problem auf elegante Weise. Durch den Emitterwiderstand wird 
der Transistor zu einer schaltbaren Konstantstromquelle. Der 
Spannungsabfall an seinem Kollektorwiderstand - der gleichzeitig die 
Steuerspannung des MOSFET ist - ist dann auch konstant. Oder steigt doch 
zumindest bei steigender Eingangsspannung nicht weiter an. Richtige 
MOSFET-Treiber haben darüber hinaus noch eine Unterspannungsabschaltung. 
Das könnte man z.B. in Software realisieren, indem man den µC die 
Eingangsspannung messen läßt und unterhalb einer kritischen Spannung den 
MOSFET nicht mehr ansteuert.

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Die Schaltung

https://www.mikrocontroller.net/attachment/34752/P_FET.png

ist übrigens hammergenial ... Wenn du dir das mal genau anschaust, wirst 
du feststellen, dass Ugs entweder 0V ist (Transistor sperrt, am Gate 
sind 36V) oder 13V ...

Zur Erklärung:

Der linke Transistor arbeitet als Konstantstromquelle für R1. die 13mA, 
die durch R2 fließen, fließen auch durch R1 und damit ergibt sich eine 
Spannung 13V über R1 (oder 23V vom Kollektor auf Masse gemessen). Die 
liegen über den Push-Pull-Treiber auch direkt am Gate. Das macht eine 
Ugs-Spannung von 13V und ist zulässig, weil deutlich unter 20V

Sperrt der Transistor fallen am Collector des Transistors 36V ab, damit 
ist Ugs=0V

*edit*: Allerdings muss die Ansteuerung dann mit 5V erfolgen, weil 
sonst die Konstantstromquelle nicht mehr stimmt. Berechnet wird das 
mittels (5V-0,7V)/330Ohm = 13,0mA

bei 3,3V wäre das 7,8mA und der MOSFET würde mit Ugs von 7,87V 
angesteuert. Da kommts auf den Typen dann drauf an, ob der MOSFET bei 
7,8V schon komplett durchschaltet.

: Bearbeitet durch User
von Major M. (major_m)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hi Axel,
Axel Schwenke schrieb:
> Beides falsch. U_gs ist die Spannung zwischen Gate und Source. Es ist
> nicht die Spannung zwischen Gate und GND! Korrekt wäre: U_gs ist 0 im
> ersten Fall und -24V im zweiten. Wobei für viele MOSFET die -24V bereits
> zu viel sind.
mal wieder falsche Begriffe verwendet, aber ich meinte das gleiche.

Das Ohne den NPN/PNP ist natürlich interessant. Bauteile sparen ist 
immer gut. ;)
Ich bin jetzt bei 3 Schaltungen angekommen die mit den letzten 
Erklärungen funktionieren könnten:
Schaltung oben mit NPN/PNP.
Schaltung in der Mitte durch Spannungsteiler -> Würde bis 40V 
funktionieren mMn, danach ist Ugs >+-20V.
Schaltung unten das was du grade meintest ohne NPN/PNP mit Widerstand 
hinter dem NPN vom MCU.

Ist es richtig das die alle funktionieren könnten (mitte mit 
eingeschrenkter funktion) oder hat eine davon nen Fehler?

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Ist es richtig das die alle funktionieren könnten (mitte mit
> eingeschrenkter funktion) oder hat eine davon nen Fehler?

Würg ... Lern bitte erstmal übersichtliche Schaltpläne zu zeichnen ... 
Das ist fast eine Zumutung ...

Und kuck dann auch gleich mal nach Eagles 'smash'-Befehl ...

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Ist es richtig das die alle funktionieren könnten (mitte mit
> eingeschrenkter funktion) oder hat eine davon nen Fehler?

Wenn man es sauber macht, würde man auf jedenfall die Schaltung nach (1) 
nehmen ... Push-Pull schaltet schnell und sauber.

Insbesondere wenn es per PWM angesteuert wird, wäre das von Vorteil, 
weil die Schaltverluste im MOSFET minimiert werden.

Je schneller und sauberer die Flanke für die Umschaltung kommt (das 
hängt direkt mit der Menge des Stroms zusammen, mit dem das MOSFET-Gate 
umgeladen werden kann!), desto weniger warm wird der MOSFET.

Die Schaltung (2) ist mir zu kompliziert und mir gefallen die vielen 
1k-Widerstände nicht.

(3) könnte ausreichend funktionieren, aber naja ... Würde zu (1) raten 
wenn

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Ach gerade gesehen, da geht es um 10A!!! Da musst du eine 
Push-Pull-Stufe nehmen, sonst raucht der dir sehr schnell ab ...

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Wie hoch ist die PWM-Frequenz?

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Major M. schrieb:

> Das Ohne den NPN/PNP ist natürlich interessant. Bauteile sparen ist
> immer gut. ;)

Wenn die Einsparung von einem 5ct-Transistor zu dem Tod eines
1€-Transistor führt, kann man nicht mehr von Einsparung reden.
MOSFETs mögen es gern, wenn man sie "knackig" ansteuert, und
das kann man gut mit einer solchen NPN/PNP-Kombination machen.
Ob sich da eine lange Rechnerei lohnt, um sicher zu sein, das
der FET auch eine einfachere Ansteuerung überlebt, muss jeder
für sich entscheiden.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@ Mampf F. (mampf)

>Die Schaltung

Guten Morgen, auch schon ausgeschlafen?

Beitrag "Re: Moset gesucht 3,3V Logik, 30V 10A Drain, TO220"

von Mampf F. (mampf) Benutzerseite


Lesenswert?

Falk Brunner schrieb:
>>Die Schaltung
>
> Guten Morgen, auch schon ausgeschlafen?

Bei mir ist es schon Mittag ;-)

Aber die Kommentare in dem Thread waren mir zu viele und zu lang, obwohl 
ich alle kurz überflogen bin ;-)

Falk, so ein Kommentar verwundert mich jetzt von dir ... Sowas hätte ich 
eher von MaWin erwartet :)

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Major M. schrieb:
> Das Ohne den NPN/PNP ist natürlich interessant. Bauteile sparen ist
> immer gut. ;)

Kommt drauf an.

> Ich bin jetzt bei 3 Schaltungen angekommen ...

> Ist es richtig das die alle funktionieren könnten (mitte mit
> eingeschrenkter funktion) oder hat eine davon nen Fehler?

Die in der Mitte ist in jeder Hinsicht Mist, denn sie funktioniert nur 
in einem eingeschränkten Spannungsbereich.

Die Schaltung ohne den npn/pnp Spannungsfolger geht so nur, wenn du 
einen MOSFET mit kleiner Gate-Kapazität hast (Daumenregel: je mehr der 
MOSFET schalten kann, desto höher die Gate-Kapazität) und/oder die Last 
nur hin und wieder ein- bzw. ausschalten willst. Das Problem ist, daß 
beim Abschalten des MOSFET dessen Gate-Kapazität nur über den 1K 
Widerstand entladen wird. Der Abschaltvorgang ist deswegen nicht sehr 
schnell und es fällt kurzzeitig Leistung im MOSFET an. Zum Problem wird 
das erst, wenn der MOSFET oft geschaltet wird. PWM wäre sozusagen der 
worst case. Für eine PWM-Anwendung solltest du die beiden Transistoren 
auf jeden Fall vorsehen.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.