Hallo,
hier melde ich mich wieder mit einem neuen Thema, dem
Feldeffekt-Transistor.
Die Bedingung für den Stromfluss ist ja: Ugs > UT
wenn Uds>Ugs-UT dann befindet sich der Transistor im Sättigungsbereich
und wenn Uds<Ugs-UT befindet er sich im Widerstandsbereich, richtig?
Daraus ergeben sich die Verschiedenen Formeln für den Strom ID.
Allerdings sehe ich jetzt nicht, wie ich Ugs berechnen kann, denn dort
ist ja überhaupt kein Widerstand angeschlossen. Wie berechne ich diese
Spannung also?
Genau die gleiche Frage sellt sich mir bei Uds.
in den Unterlagen finde ich dazu keine angaben und rechnerisch haben wir
diesen Transistor auch nicht behandelt.
Also die Lösung steht ja schon da, aber die ignoriere ich mal.
Also einfach eine Annahme: Angenommen, er wäre im Sperrbetrieb. Dann
wäre UGS = UDS <= 1V. Also würden über Rd >=14V abfallen. Demzufolge
würde durch ihn ein Strom fließen, Id >= 14V/1.2kOhm = 11.6mA. Das
stünde aber im Widerspruch zur Annahme, daß er sperrt. Also ist die
Annahme falsch, und man weiß, im Sperrbetrieb ist er schonmal nicht.
Nächster Versuch: Angenommen, er wäre voll durchgesteuert, also
Sättigung.
Dann haben wir
(1) Ids = (ß/2)*(Ugs-Uth)^2. Uth ist gegeben.
Andererseits muß die Summe der Spannungen über Rd und Uds 15V sein:
(2) Ids*Rd + Uds = 15V.
Und außerdem ist das Gate an Drain gekoppelt, so daß
(3) Uds = Ugs.
Wir haben drei Unbekannte (Ids, Uds und Ugs) und drei Gleichungen. Das
sollte man lösen können.
Wenn man das dann löst, muß sich ergeben:
(a) Ugs >= Uth (sonst wäre es Sperrbetrieb)
(b) Uds > Ugs - Uth (Bedingung für Sättigung)
(b) ist trivial erfüllt wegen Uds = Ugs.
Wenn Du die Gleichungen auswertest, kommt dann die gewünschte Lösung
raus? Bißchen Arbeit muß ich Dir ja auch noch lassen. ;-)
Nachtrag: Eine der Gleichungen ist quadratisch, aber aufgrund der
Schaltung können für alle Variablen nur Werte >=0 rauskommen, so daß
eine eventuelle negative Lösung eliminiert ist.
Peter92 schrieb:> wenn Uds>Ugs-UT dann befindet sich der Transistor im Sättigungsbereich> und wenn Uds<Ugs-UT befindet er sich im Widerstandsbereich, richtig?
Nein.
Es ist kein bipolarer Transistor, die Anwendung von Formeln für
physikalisch anders wirkende Modelle führt zu falschen
Schlussfolgerungen.
"Gesättigt" ist ein MOSFET wenn eine Änderung, also vor allem Erhöhung,
der Gate-Soannung nicht ndhr zu einer Veränderung, also vor allem
Ansteigen, des Drainstroms führt.
Wobei der Übergang zum Abschürbereich weich erfolgt, siehe
Kennlinienschar im Datenblatt.
MaWin schrieb:> Es ist kein bipolarer Transistor, die Anwendung von Formeln für> physikalisch anders wirkende Modelle führt zu falschen> Schlussfolgerungen.
so steht es allerdings in meinem Skript unter diesem Thema...
Nop schrieb:> Dann> wäre UGS = UDS <= 1V
Zählt das allgemein, oder wie kommst du darauf?
Nop schrieb:> Ids = (ß/2)*(Ugs-Uth)^2
der Korrekturfaktor (1+Lambda*Uds) ist also zu vernachlässigen?
Peter92 schrieb:> Nop schrieb:>> Dann>> wäre UGS = UDS <= 1V>> Zählt das allgemein, oder wie kommst du darauf?
Sorry, habe nicht richtig nachgedacht, habe es verstanden
Ich kann also sagen, dass der Transistor nicht im Sperrbereich ist,
weil:
Uds = Ugs
und somit für Gleichung
Uds > Ugs-Ut => 0> -1 herauskommen würde, und dies nicht erfüllt
ist?
Nein, im Sperrbereich ist er nicht, weil diese Annahme (siehe mein
erstes Posting, zweiter Absatz) dazu führen würde, daß ein Strom fließt
- was ein Widerspruch zur Annahme wäre.
Die Bedingung Uds > Ugs - Uth wird wegen Uds=Ugs, wie Du richtig gesehen
hast, zu 0V > -1V, was natürlich immer erfüllt ist. Das ist aber nicht
die Bedingung für Sperrbereich, sondern für Sättigungsbereich.
Ich hätte natürlich mit dieser Bedingung auch gleich anfangen können und
die Betrachtung mit Sperrbereich weglassen können. Als Student habe ich
mir bei sowas aber immer die Frage gestellt: Und woher weiß ich, welche
der Möglichkeiten ich zuerst probieren soll? Soll ich hellsehen oder
was?
Deswegen habe ich gezielt eine Betrachtung (Sperrbereich) eingebaut, die
eben nicht aufgeht. Damit haste dann eine Methodik, die man auch ohne
Hellsehen verwenden kann: Annahme machen, rechnen, feststellen, ob die
Lösung im Widerspruch zur Annahme steht. Wenn ja, anderen Fall ansetzen
(hier: Sättigung).
Laß Dich übrigens nicht davon leiten, daß ß gegeben ist, man aber für
den Fall des Sperrbereiches ß gar nicht braucht. Profs geben gerne in
Klausuren Parameter an, die zur Lösung nicht notwendig sind. Was ja auch
richtig so ist, denn in der Realität stehen im Datenblatt ja auch alle
Daten und nicht nur die, welche Du konkret benötigst.
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