Mosfet Frequenz und Leistung

[Julian (Gast)]

Hallo,

Im Internet habe ich nichts gefunden, deshalb versuche ich es jetzt 
hier.
Ab wann hat man Probleme eine hohe Leistung mit dem Mosfet zu schalten?
Liegt es an der Temperaturabhängigkeit

Und wenn man die Frequenz des Schaltens eines Mosfets erhöhen will, dann 
muss man die Kanallänge verkürzen. Wieso macht man das eigentlich?

Vielen Dank im Voraus.

Julian

[Stefan F. (Gast)]

Mosfets haben hohe Kapazitäten, verglichen mit anderen Transistoren. 
Darasu folgt, dass du hohe Steuerströme hast, wenn die Frequenz hoch 
ist.

Einen Grenzwert gibt es da nicht. 0Hz = kein Strom. Von da an steigt der 
Strom mit der Frequenz ungefähr linear an.

Außerdem stellt die Kapazität zusammen mit der Ansteuerung einen 
Tiefpass dar. Der Transistor schaltet dann nicht so sprunghaft um wie 
man es gerne hätte, das zu Verlustleistung beim Umschalten führt. He 
häufiger du umschaltest, umso mehr Verluste hast du.

Auch dazu gibt es wieder keinen Schwellwert. 0 Hz = keine 
Umschaltverluste, von da an ungefähr linear steigend. Dazu kommt noch 
der RDSon.

> Ab wann hat man Probleme
Kann man nicht beantworten

> muss man die Kanallänge verkürzen
Ich glaube nicht, dass irgend jemand Transistoren modifiziert. Man sucht 
sich eher einen heraus, der für den Anwendungsfall geeignet ist, den man 
kaufen kann und sich leisten kann.

Es ist immer ein Abwägen von Vor- und Nachteilen.

[Alfred B. (alfred_b979)]

Julian schrieb:
> Und wenn man die Frequenz des Schaltens eines Mosfets erhöhen will,   > dann 
muss man die Kanallänge verkürzen.

Woher genau kommt das? Nicht aus dem Netz?

Ich habe sehr viele Infos zu FETs aus dem Netz gezogen

Stefan U. schrieb:
> Ich glaube nicht, dass irgend jemand Transistoren modifiziert.

Der meint wohl Hersteller/Entwickler.

Worauf genau willst Du hinaus?

[Bodo (Gast)]

Julian schrieb:
> Und wenn man die Frequenz des Schaltens eines Mosfets erhöhen will, dann
> muss man die Kanallänge verkürzen. Wieso macht man das eigentlich?

Hallo Julian,

wie Stefan U. schon beschrieben hat, hängt die erreichbare 
Schaltgeschwindigkeit (für typische Anwendungen aus dem Forum) meist nur 
von der Treiberleistung ab, die benötigt wird um die Gatekapazität 
umzuladen. Will man aber bspw. im GHz Bereich schalten, kommt man um die 
von dir beschriebene Skalierung, d.h. die Verkleinerung des MOSFET und 
damit auch einer Verkürzung des Kanals nicht herum.
Unter den Stichworten Tranistzeit oder Sättigungsgeschwindigkeit wirst 
du bestimmt fündig.
Bspw. im n-Kanal MOSFET benötigen die Elektronen eine gewisse Zeit um 
den Gate Bereich zu passieren. Diese Zeit hängt von der Mobilität bzw. 
Sättigungsgeschwindigkeit und der Gatelänge ab. Die Kanalladung kann 
sonst (einfach gesagt) nicht schnell genug abfließen.
Die Sättigungsgeschwindigkeit ist ohne spezielle Tricks eine 
Materialkonstante ... es bleibt also nur die Kanallänge.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Julian schrieb:
> Im Internet habe ich nichts gefunden,

Glaub ich nicht so recht. Ich denke mal, du hast das Problem noch nicht 
mal soweit verstanden, daß du in der Lage bist, Antworten zu finden. 
Oder, wenn du sie findest, sie zu verstehen.

> Ab wann hat man Probleme eine hohe Leistung mit dem Mosfet zu schalten?

Unbeantwortbar. Was ist "hohe Leistung"? Was ist ein "Problem"?

> ... wenn man die Frequenz des Schaltens eines Mosfets erhöhen will,
> dann muss man die Kanallänge verkürzen.

Das hast du also auch nicht verstanden. Ein MOSFET mit kurzer Kanallänge 
hat eine kürzere Schaltzeit (vulgo: kann schneller schalten). Aber 
natürlich kann man die Kanallänge eines (vorhanden) MOSFET nicht mehr 
ändern. Statt dessen sucht man sich von vornherein einen passenden 
MOSFET aus. Was du oben schreibst, ist auf einem Level mit "wenn man die 
Geschwindigkeit eines Autos erhöhen will, muß man die Motorleistung 
erhöhen". Zwar nicht direkt falsch, aber eine Verdrehung von Ursache und 
Wirkung.