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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET Vgs max.


Autor: Rattenkind (Gast)
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Hallo zusammen,

ich habe ein (möglicherweise mehrere) Verständnisprobleme betreffend der 
Datenblätter von MOSFETs.

In den Absolute Maximum Ratings ist meistens ein Wert Vgs max. 
aufgeführt.

Was der Wert aussagt ist oft nachzulesen, es geht einfach darum, dass 
zwischen Gate und Source nicht mehr Spannung anliegen darf, da sonst 
Beschädigungen des Bauteils zu erwarten sind. Jetzt ist es aber so, dass 
dort der Wert immer (?) als +/- Wert angegeben wird.

Oft sind das +/- 20V, jetzt weiß ich damit aber nichts anzufangen... 
Bedeutet das zwischen Source und Gate darf ein maximaler 
Potentialunterschied von 40V anliegen oder bedeutet es, dass die 
Spannung niemals mehr als +20V und - 20V sein darf?

Hintergrund ist folgender:
Ich habe für ein Projekt eine kleine Mosfet-Schaltung gebaut, die ich an 
24V schalte. Das bedeutet am Gate des Mosfets liegen eimal 24V und 0V 
(PWM) an. Source liegt auf Masse.
Das ist im schlimmsten Fall also eine Vgs von 24V. Funktionieren tut das 
und zwar wohl ewig aber... ist es richtig das so zu machen? Gibt es 
vielleicht einen Trick wie ich das richtig mache?

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Rattenkind schrieb:
> Oft sind das +/- 20V, jetzt weiß ich damit aber nichts anzufangen...
> Bedeutet das zwischen Source und Gate darf
Nein, es dürfen zwischen Source und Gate maximal +20V oder -20V 
anliegen. Du darfst also bestenfalls eine 20V-Batterie einmal mit dem 
Minuspol an die Source oder mit dem Minuspol ans Gate anschließen.

Rattenkind schrieb:
> Ich habe für ein Projekt eine kleine Mosfet-Schaltung gebaut, die ich an
> 24V schalte. Das bedeutet am Gate des Mosfets liegen eimal 24V und 0V
> (PWM) an. Source liegt auf Masse.
Du wirst also die Ugsmax um +4V überschreiten.

Rattenkind schrieb:
> ist es richtig das so zu machen? Gibt es vielleicht einen Trick wie ich
> das richtig mache?
Nimm eine Z-Diode, die die Ugs begrenzt. In etwa so wie dort die dritte 
Variante der Verpolschutzschaltung:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Ingo Less (Gast)
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Rattenkind schrieb:
> ist es richtig das so zu machen?
Nein, denn du überschreitest die maximal zulässigen Parameter.

>Gibt es vielleicht einen Trick wie ich das richtig mache?
Der "Trick" ist, die maximal zulässigen Parameter nicht zu 
überschreiten.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Zwischen Gate und Source dürfen maximal +20V oder -20V Spannung 
anliegen.
Deine 24V sind zu viel. Es besteht dann die Gefahr, dass die Oxidschicht 
zwischen Gate und Source durchbricht. Ein Durchbruch ist ein nicht 
reversibler Vorgang der den Mosfet zerstört.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Rattenkind schrieb:
> Das bedeutet am Gate des Mosfets liegen eimal 24V und 0V (PWM) an.
> Source liegt auf Masse.
Eine einfache Möglichkeit wäre z.B. ein Spannungsteiler, der die 0/24V 
auf 0/12V halbiert. Das kommt jetzt aber auf die PWM-Frequenz und die 
Quelle an.

BTW: man rechnet nicht mit Werten aus dem Datenblatt-Abschnitt "Absolute 
Maximum Ratings", sondern man bleibt möglichst weit davon weg...

Autor: Rattenkind (Gast)
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Also so?

Bitte nicht auf die Bauteile achten, ich hab nur irgend welche 
reingeklickt um die Verläufe sehen zu können.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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Rattenkind schrieb:
> Also so?

Um Himmels Willen, nein!

R2, R5 und R6 haben da nichts zu suchen. Und die Z-Diode D1 gehört vor 
die Treiberstufe aus Q1 und Q3. Sprich: an den Kollektor von Q2.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Rattenkind schrieb:
> Also so?
Wenn du eh' schon die Kompelemtärtreiberstufe mit Emitterfolgern hast, 
dann musst du nur die Eingangsspannung dieser Treiberstufe begrenzen.

Also einfach parallel zur Q2 CE-Strecke einen 12k Widerstand (oder die 
eben erwähnte Z-Diode dorthin). Und das ganze andere Gebastel raus...

> Bitte nicht auf die Bauteile achten
Die Gatewiderstände mit 600 Ohm wären mir viel zu hochohmig.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Rattenkind (Gast)
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Okay,

vielen Dank, soweit schon einmal.

Ich schreibe vermutlich dummes Zeug, wenn ich jetzt versuche zu 
beschreiben, was ich mir gedacht hatte... aber ich machs trotzdem mal...

Ich sehe dass es funktioniert, nur hat Q3 jetzt einen kurzzeitigen 
Basisstrom von knappen 40mA und ohne R2 und R3 werden beide 
Treiber-Transistoren theoretisch ebenfalls für sehr kurze Zeit 
überlastet. Ich hatte den Basiswiderstand für Q3 extra gesetzt um den 
Basisstrom zu begrenzen, genau wie R2 und R3 um zu verhindern, dass bei 
24V zu hohe Ströme über die Transistoren kommen.

Ich weiß, dass Treiber im allgemeinen ohne diese Widerstände ausgeführt 
werden, nur... woher weiß ich, dass meine Transistoren das mitmachen?

Ich war wohl erheblich zu konservativ.

Autor: Rattenkind (Gast)
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Okay, das mit dem Basisstrom stimmt nicht, ich hatte mich verlesen, 
Verzeihung.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Nimm halt für die zwei Endstufentransistoren 2N2219/2N2222 und 
2N2906/2N2907.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Rattenkind schrieb:
> Ich weiß, dass Treiber im allgemeinen ohne diese Widerstände ausgeführt
> werden, nur... woher weiß ich, dass meine Transistoren das mitmachen?
Es ist eigentlich recht simpel: wenn deine Treiberstufe die nötige 
Leistung zum Umladen des Gates nicht bringen kann, ist sie 
unterdimensioniert.

> woher weiß ich, dass meine Transistoren das mitmachen?
Du kannst dir die Verlustleistung in der Simulation ausrechnen lassen...

Autor: Rattenkind (Gast)
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Vielen Dank fuer die Hilfe, allerseits, hat mir sehr geholfen!

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