Streuung JFET-Parameter und Datenblatt BF545

[Niemand (Gast)]

Hallo Gemeinde,

Idss und Vgs,off unterliegen beim Jfet Produktionsschwankungen. Die 
Frage ist wie man das Kennfeld bezogen auf diese Schwankungen aus den 
Datenblattwerten heraus schätzt um die Auswirkungen der Streuung auf den 
AP zu bewerten.

Beispiel Datenblatt:
http://www.mikrocontroller.net/part/BF545

Möglichkeit I.): Idss,min und max sowohl als auch Vgs,off,min und max 
(Tabelle Seite 4) als Grenzpunkte für zwei Grenzkurven im Id vs Vgs 
Diagramm verwenden. Wenn die Werte auf Seite 4 allerdings Prüfwerte für 
Ausschuss sind dann macht das eher keinen Sinn. Idss,max würde dann z.B. 
nicht mit Vgsoff,max (z.B. durch eine Prozessstreuung der Kanaltiefe) 
korrelieren. Hinzu kommt: Die Definition der Vgsoff@1uA (min und max) 
scheint mir komisch wenn die Werte genau auf die Vgsoff@200uA (min und 
max) gelegt werden. Der Vgs,off,max@1uA = -7.5V liegt sogar höher als 
der Wert bei 200uA (-7.8V). Widerspricht sich auch mit der 
Quickreference. Wohl ein Schreibfehler.

Möglichkeit II.): Man zeichnet das Kennfeld auf Basis des Diagramms 
Fig.3. Hier stellt sich allerdings die Frage auf welche 
Vgs,off-Definition (Id=1uA oder 200uA?) sich das Diagramm nun bezieht. 
Ein Vergleich mit Fig 8 und Fig 10 bzw Fig 13 und 14 lässt vermuten dass 
weder 1uA noch 200uA gemeint sind. Die Diagramme passen irgendwie nicht 
so 100% zusammen oder ich sehe es nicht.

Hat jemand eine Empfelung oder einen Literaturhinweis wie man da 
sinnigerweise vorgeht?

Viele Grüße

[MaWin (Gast)]

Niemand schrieb:
> Hier stellt sich allerdings die Frage auf welche
> Vgs,off-Definition (Id=1uA oder 200uA?) sich das Diagramm nun bezieht.

200uA.

Fig 3 sagt: Wenn das ein JFET ist mit einer (angegebenen) VGS(off) 
Spannung von (X-Achse) dann fliesst bei VGS=0 der Strom (Y-Achse), lässt 
sich natürlich auch umgekehrt benutzen, wenn er bei VGS=0 den Strom 
(Y-Achse) erlaubt, dann hat er wohl eine VGS(off) von (x-Achse) Volt.

Fertigungstoleranzen bei FETs ist vor allem die absolute Höhe der 
Gate-Spannung die nötig ist um einen bestimmten IDS zu erreichen, aber 
auch der Bahnwiderstand des ganzen Chips.

So genau (1uA/200uA) ist es sowieso nicht, weil das mit der 
Chiptemperatur schwankt. Es ist schon ausreichend, wenn du die 
Kennlinienschar Fig 7, Fig 9, Fig 11 nach dem realen UGS deines FETs 
interpolierst.

Die Angabe 1uA zwischen 0.4 und 7.5V sagt, daß 200uA beim BF545 wohl 
nicht ebenfalls bei 0.4 sein werden, sondern eher bei 0.7, ein BF545 der 
bei 0.5V ein IDS von 200uA ergeben würde, ist wohl Ausschuss, weil er 
bei 0.4V keine 1uA schaffen wird. Sieht man sich die Wertebereiche an, 
ist bei %$%B und %$%C ein Verhältnis von 1:2 bis 1:2.45, beim %$%A aber 
weit mehr 1:5.5, er dürfte nur von 0.86 bis 2.2V gehen und geht es 
vermutlich auch, Herstellungstechnik wird immer besser.

[Niemand (Gast)]

MaWin schrieb:
> 200uA.
>
> Fig 3 sagt: Wenn das ein JFET ist mit einer (angegebenen) VGS(off)
> Spannung von (X-Achse) dann fliesst bei VGS=0 der Strom (Y-Achse), lässt
> sich natürlich auch umgekehrt benutzen, wenn er bei VGS=0 den Strom
> (Y-Achse) erlaubt, dann hat er wohl eine VGS(off) von (x-Achse) Volt.

Ok. Folgende Frage: Wir lesen für den BF545C in Fig 12. ab: Idss@Vgs=0: 
20mA und Vgs,off=-5.45V@Id=200uA. In Fig. 3 jedoch 
17.6mA@Vgs,off=-5.45V. Das passt so grob aber nicht genau. Muss man das 
jetzt so als Toleranz der Kurven sehen?

> So genau (1uA/200uA) ist es sowieso nicht, weil das mit der
> Chiptemperatur schwankt. Es ist schon ausreichend, wenn du die
> Kennlinienschar Fig 7, Fig 9, Fig 11 nach dem realen UGS deines FETs
> interpolierst.

Temperatur ist klar. Die möchte ich aber in diesem Fall ausnahmsweise 
ausklammern da es um ne auf die Kante genagelte Auslegung mit minimalem 
Arbeitsstrom geht, der Temperaturbereich sehr eingeschränkt ist aber die 
Produktionsstreuungen abgedeckt sein sollen. Die Schwierigkeit bei Fig 
7,9 und 11 sehe ich eher dass unklar ist ab welcher Schwelle der 
Hersteller das Bauteil ins A, B oder C Töpfchen wirft. Das kann ich ja 
aus den Diagrammen nicht ableiten. Wenn dann kann ich diese Information 
nur aus der Tabelle auf der Seite 4 bekommen oder?

> Die Angabe 1uA zwischen 0.4 und 7.5V sagt, daß 200uA beim BF545 wohl
> nicht ebenfalls bei 0.4 sein werden, sondern eher bei 0.7, ein BF545 der
> bei 0.5V ein IDS von 200uA ergeben würde, ist wohl Ausschuss, weil er
> bei 0.4V keine 1uA schaffen wird. Sieht man sich die Wertebereiche an,
> ist bei %$%B und %$%C ein Verhältnis von 1:2 bis 1:2.45, beim %$%A aber
> weit mehr 1:5.5, er dürfte nur von 0.86 bis 2.2V gehen und geht es
> vermutlich auch, Herstellungstechnik wird immer besser.

So ganz ist der Groschen noch nicht gefallen. Ich kann das Kennfeld 
zeichnen und dann bei Id@200uA die Vgsoff,min,max Werte für A,B und C 
von Seite 4 nehmen und die Kurvenscharen aus dem Diagramm wegwerfen die 
ausserhalb liegen. Dann schneide ich noch die Kurven weg die ausserhalb 
Idssmin und max liegen. Dann habe ich die Streuung und die 
Klassifikation nach A,B und C. Richtig?

Was ich auch noch sonderbar finde ist die Angabe für den B-Typ mit von 
VGs,off=-1.6..-3.8V in der Tabelle Seite 4. Aber wiederum wird ein 
TYPISCHES diagramm (Fig 10) am praktischen oberen Grenzwert (nahe der 
-3.8V) gezeichnet. Das ist doch sonderbar oder?

[MaWin (Gast)]

Niemand schrieb:
> Die möchte ich aber in diesem Fall ausnahmsweise
> ausklammern da es um ne auf die Kante genagelte Auslegung mit minimalem
> Arbeitsstrom geht,

Dann verfolgst du den falschen Schaltungsansatz.

Niemand schrieb:
> dass unklar ist ab welcher Schwelle der
> Hersteller das Bauteil ins A, B oder C Töpfchen wirft

Nö, der nimmt die Mitte (6.25, 13.5mA) und der Rest ist Alterung und 
Temperaturabweichung, damit ein A immer noch A bleibt.

Wenn man den niedrigst möglich fliessenden Strom im JFET haben will, 
muss man eine ausreichende Gate-Spannung vorlegen. Dann bleibt nur noch 
der Gate-Leckstrom.

[Niemand (Gast)]

> Dann verfolgst du den falschen Schaltungsansatz.

Sehe ich nicht so. Du kennst die Rahmenbedingungen nicht - was ich genau 
haben möchte. Aber lassen wir das gut sein.

> Nö, der nimmt die Mitte (6.25, 13.5mA) und der Rest ist Alterung und
> Temperaturabweichung, damit ein A immer noch A bleibt.

Da ich keinen 545 habe habe ich ein paar 245B+C Exemplare vermessen (die 
ganze Id/Vgs Kurve) und Vgs,off liegt in der Tat ziemlich in der Mitte 
zwischen den in der 245-Tabelle spezifizierten Grenzen. Idss etwas 
drunter.

Damit bleibt das TYPISCHE Vgs/Id Diagramm im Datenblatt das mit dem 
Vgs,off nahezu am oberen Grenzwert der Tabelle liegt weiter mysteriös.

Beste Grüße