mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik FET und Ugd?


Autor: Timmy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ein NMOS sperrt sich ja bei Ugs=0. Wenn ich jetzt um den FET zu sperren 
das Gate nicht mit S sondern mit D verbinde, habe ich ein Ugs von je 
nach Stromfluss und FET irgendwo zwischen 1.5 und 2V, der FET macht also 
nicht zu. Kann mir jemand diese Spannung erklären? Warum genau diese 
Spannung und wieso ändert sie sich je nach Last? Bei 10k habe ich 1.5V, 
bei 100 Ohm 1.8V.

Autor: Timmy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Anscheinend balanciert es sich so ein, bis Ugd=Uds ist. Aber warum?

Autor: Timmy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok der letzte Satz ist albern, da ja G=D ist, also muss Ugd=Ugs sein. 
Aber warum genau diese Spannung?

Autor: Falk Brunner (falk)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@  Timmy (Gast)

>ein NMOS sperrt sich ja bei Ugs=0.

Ein PMOS auch ;-)

> Wenn ich jetzt um den FET zu sperren
>das Gate nicht mit S sondern mit D verbinde,

Ob das so sinnvoll ist?

> habe ich ein Ugs von je
>nach Stromfluss und FET irgendwo zwischen 1.5 und 2V, der FET macht also
>nicht zu. Kann mir jemand diese Spannung erklären? Warum genau diese
>Spannung und wieso ändert sie sich je nach Last? Bei 10k habe ich 1.5V,
>bei 100 Ohm 1.8V.

Naja, unterhalb der Threshold-Spannung ist der MOSFET praktisch 
gesperrt, es fließt kein Strom. Erhöht man die Drain-Source Spannung, 
welche dann ja identisch zur Gate-Source Spannung ist, wird der MOSFET 
langsam leitfähig und es fließt mehr Strom. An einer idealen 
Spannungsquelle (starkes Netzteil) kann man das Spiel beliebig hoch 
treiben, der Stromfluß wird mit steigender Spannung immer mehr zunehmen. 
Allerdings wird man prinzipiell nie aus dem Linearbetrieb rauskommen, 
sprich, man erreicht nie den minimalen R_DS_ON, denn dann würde der 
MOSFET sich selber die Gate-Source Spannung kurzschließen.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nimm einfach die Formel für Ids im Abschnürbereich von hier

  https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleit...

und löse sie nach Ugs auf. Da auf Grund der Verschaltung Uds = Ugs ist,
ist

Wie man sieht, ist bei sehr kleinem Strom Uds = Uth. Das ist der
Bereich, wo der Mosfet gerade anfängt zu leiten. Bei höheren Strömen
steigt Uds in einer Wurzelfunktion. Ich habe das mal für Uth = 1,5V und
Kn = 100 A/V² geplottet (s. Anhang). Ich schätze, deine Messungen sehen
(bis auf die Skalierung, die vom Mosfet-Typ abhängt) ganz ähnlich aus.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: S. Landolt (Gast)
Datum:

Bewertung
-2 lesenswert
nicht lesenswert
Falk B. schrieb:
>>ein NMOS sperrt sich ja bei Ugs=0.
>
> Ein PMOS auch ;-)

Tatsächlich? War da nicht mal was im Tietze/Schenk mit 
Depletion/Enhancement?

Autor: Helmut S. (helmuts)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
S. Landolt schrieb:
> Falk B. schrieb:
>>>ein NMOS sperrt sich ja bei Ugs=0.
>>
>> Ein PMOS auch ;-)
>
> Tatsächlich? War da nicht mal was im Tietze/Schenk mit
> Depletion/Enhancement?

Im Prinzip gibt es auch "depletion mode" Mosfets aber das sind 0,01% der 
Typen und 0,000000001% der Anzahl der verbauten diskreten Mosfets.

: Bearbeitet durch User
Autor: S. Landolt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Okay, über Stückzahlenverhältnisse steht dort vermutlich nichts.

Autor: S. Landolt (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Aha, Horowitz ist praxisnäher: "MOSFETs can be either enhancement or 
depletion, but in practice the dominant species is enhancement..."

Autor: Axel Schwenke (a-za-z0-9)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Timmy schrieb:
> ein NMOS sperrt sich ja bei Ugs=0. Wenn ich jetzt um den FET zu sperren
> das Gate nicht mit S sondern mit D verbinde,

Dann ist das eine höchst blöde Idee. Denn wenn du willst, daß der MOSFET 
sperrt, dann müßte dazu ja auch Uds=0 sein. Ist es aber für praktisch 
relevante MOSFET-Schaltungen nicht. Insbesondere nicht bei gesperrtem 
MOSFET.

> habe ich ein Ugs von je nach Stromfluss und FET irgendwo zwischen 1.5
> und 2V

Nein. Nach der bisher von dir beschriebenen Schaltung hast du da nur 
einen MOSFET, bei dem Gate und Drain verbunden sind. Da fließt gar kein 
Strom und da fällt gar keine Spannung ab. Damit das passiert, brauchst 
du wenigstens noch einen Widerstand von Drain zu einer (positiven) 
Betriebsspannung. Und Source muß auf GND liegen. Ein schönes Beispiel 
dafür, wieviel aussagekräftiger ein Schaltbild ist, gegenüber Prosa.

> der FET macht also nicht zu.

Warum sollte er auch. Ugs ist ja nicht Null.

> Kann mir jemand diese Spannung erklären? Warum genau diese
> Spannung und wieso ändert sie sich je nach Last? Bei 10k habe ich 1.5V,
> bei 100 Ohm 1.8V.

Gedankenexperiment: nehmen wir R=10K und drehen die Betriebsspannung Ub 
von 0 langsam hoch. So lange Ub << Uth (Threshold-Spannung des MOSFET), 
so lange fließt kein Drainstrom. Es gilt Ugs=Uds=Ub.

Wenn die Spannung Ub den Wert von Uth (spezifisch für den MOSFET-Typ und 
das verwendete Exemplar) erreicht, beginnt ein Drainstrom Id zu fließen. 
Der bewirkt aber nun am Widerstand R einen Spannungsabfall. Die wirksame 
Spannung Ugs=Uds verringert sich um eben diesen Spannungsabfall: 
Ugs=Uds=Ub-R*Id. Der MOSFET verringert seine eigene Steuerspannung und 
es stellt sich ein Gleichgewichtszustand ein: Ugs nimmt genau den Wert 
an, den dieser MOSFET für den Drainstrom Id braucht.

Du gibst deine Betriebsspannung nicht an, aber wenn wir Ub=5V annehmen, 
dann können wir ausrechnen:

R=10K,  Ugs=Uds=1.5V => Id=(5V-1.5V)/10K=350µA
R=100R, Ugs=Uds=1.8V => Id=(5V-1.8V)/100R=32mA

Diese beiden Punkte liegen also auf der Steuerkennlinie (Id=f(Ugs)) 
deines MOSFET-Exemplars. Schau ins Datenblatt.

Für andere Widerstandswerte ergeben sich andere Ströme und andere 
Spannungen. Die auch alle wieder auf der gleichen Kennlinie liegen.

: Bearbeitet durch User
Autor: Timmy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
DANKE!

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]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [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.