JFET Totem-Pole-TTL-Inverter aufbauen?

[Fabian Z. (fabi_z)]

Hallo alle zusammen,

im Internet findet man überall Gate-Treiber Schaltungen für Low und High 
Side meist mit Bipolartransitoren. Zum Beispiel für die Beschaltung der 
High-Side einer H-Brücke, die Bootstrapping Variante. Für die Low-Side 
mit Totem-Pole-TTL-Inverter mit Bipolartransistoren.

Jetzt frage ich mich warum ich nirgends Treiberschaltungen finde mit 
JFets? Zum beispiel eine Gatetreiberschatung High- oder Low-Side mit 
JFet’s aufgebaut. Gibt es sowas? Entweder stehe ich gerade auf dem 
Schlauch oder ich suche falsch?

Grüße

[Falk B. (falk)]

@ Fabian Zühlke (fabi_z)

>Jetzt frage ich mich warum ich nirgends Treiberschaltungen finde mit
>JFets?

Weil es eher unpraktisch ist. JFETs haben andere Qualitäten und 
Anwendungen.

[Fabian Z. (fabi_z)]

Falk B. schrieb:
> @ Fabian Zühlke (fabi_z)
>
>>Jetzt frage ich mich warum ich nirgends Treiberschaltungen finde mit
>>JFets?
>
> Weil es eher unpraktisch ist. JFETs haben andere Qualitäten und
> Anwendungen.

Genau das „ Weil es eher unpraktisch ist“ verstehe ich nicht. In Chips 
wird ja der CMOS Inverter aufgebaut. Warum nicht bei diskreten Aufbauten 
der JFet verwendet?

Würde mich freuen wenn du mir das ein wenig ausführlicher erläutern 
könntest.

Vielen Dank :)

[Falk B. (falk)]

@ Fabian Zühlke (fabi_z)

>Genau das „ Weil es eher unpraktisch ist“ verstehe ich nicht.

Rein schaltungstechnisch brauchen JFETs immer eine negative Gatespannung 
(NJFETs) bei positiver Drain-Source Spannung. Also braucht man 2 
Stromversorgungen. Bei MOSFETs ist das nicht so, man kann 
Anreichungstypen mit der gleichen Polarität steuern wie an Drain/Source, 
sowohl bei  N als auch P-Kanal. Außerdem sind die meisten JFETs nicht 
sonderlich stromstark, die allermeisten sind nur für Vorverstärker und 
Eingangsstufen zu gebrauchen.

> In Chips
>wird ja der CMOS Inverter aufgebaut.

Ja, dort sind es aber MOSFETs und keine JFETs. Kennst du den 
Unterschied? Siehe FET.

[Fabian Z. (fabi_z)]

Ok super, vielen Dank :)das hat mir weitergeholfen :)

Wenn du eine Treiberstufe aufbauen würdest für die Low-Side Seite einer 
H-Brücke in Totem-Pole-TTL-Inverter Beschaltung, welchen BJT würdest du 
wählen wenn:

- Versorgung 15V
- Schaltfrequenz 200KHz
- Strom zum Treiben der Mosfets (IRF6645) -> I(treiber) =
  Q(gate)/t(on) ≈ 0,45A

[Falk B. (falk)]

@ Fabian Zühlke (fabi_z)

>Wenn du eine Treiberstufe aufbauen würdest für die Low-Side Seite einer
>H-Brücke in Totem-Pole-TTL-Inverter Beschaltung, welchen BJT würdest du
>wählen wenn:

Gar keinen ;-) Für sowas nimmt man einen fertigen MOSFET-Treiber, die 
meisten basieren heute auf CMOS, nicht auf Bipolartechnik.

https://www.mikrocontroller.net/articles/MOSFET-%C3%9Cbersicht#MOSFET-Treiber

ICL7667 und alle modernen Varianten davon.

http://www.microchip.com/ParamChartSearch/chart.aspx?branchID=9010&mid=11&lang=en&pageId=79

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

Fabian Z. schrieb:
> Wenn du eine Treiberstufe aufbauen würdest für die Low-Side Seite einer
> H-Brücke in Totem-Pole-TTL-Inverter Beschaltung

Ist das Buzzword-Bingo?

Ein MOSFET-Treiber ist weder Totem-Pole, noch TTL, noch Inverter.
Du solltest keine Fachbegriffe verwenden, die du nicht verstehst.

Ansonsten ist deine Frage auch sinnlos. Standardschaltungen wie der 
komplementäre Emitterfolger als Gate-Treiber fallen nicht vom Himmel, 
sondern werden wegen ihrer guten Eigenschaften zu Standards.

Wenn man mit JFET gute Gate-Treiber bauen könnte, dann würde man das 
auch tun. Daß du andererseits keine Gate-Treiber Schaltungen mit JFET 
findest, ist ein deutliches Indiz dafür, daß sie in dieser Anwendung 
keine Vorteile bieten. Oder gar Nachteile.

[Fabian Z. (fabi_z)]

Axel S. schrieb:
> Fabian Z. schrieb:
>> Wenn du eine Treiberstufe aufbauen würdest für die Low-Side Seite einer
>> H-Brücke in Totem-Pole-TTL-Inverter Beschaltung
>
> Ist das Buzzword-Bingo?
>
> Ein MOSFET-Treiber ist weder Totem-Pole, noch TTL, noch Inverter.
> Du solltest keine Fachbegriffe verwenden, die du nicht verstehst.
>
> Ansonsten ist deine Frage auch sinnlos. Standardschaltungen wie der
> komplementäre Emitterfolger als Gate-Treiber fallen nicht vom Himmel,
> sondern werden wegen ihrer guten Eigenschaften zu Standards.
>
> Wenn man mit JFET gute Gate-Treiber bauen könnte, dann würde man das
> auch tun. Daß du andererseits keine Gate-Treiber Schaltungen mit JFET
> findest, ist ein deutliches Indiz dafür, daß sie in dieser Anwendung
> keine Vorteile bieten. Oder gar Nachteile.


Naja dann würde ich gerne von dir wissen wie man diese Schaltung oben im 
Bild nennt?

Bei der ganzen Sache geht es darum was zu lernen und zu versuchen den 
Treiber diskret aufzubauen. Darum die Frage welcher Bjt in SMD Gehäuse 
dafür am geeignetsten wäre.

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

Fabian Z. schrieb:
> Axel S. schrieb:

>> Ein MOSFET-Treiber ist weder Totem-Pole, noch TTL, noch Inverter.
>> Du solltest keine Fachbegriffe verwenden, die du nicht verstehst.

> Naja dann würde ich gerne von dir wissen wie man diese Schaltung oben im
> Bild nennt?

Das ist ein diskreter Aufbau eines TTL-Inverters, mit Anleihen bei der 
74S Reihe (Schottky-Dioden zur Entsättigung) und bei der 74H Reihe 
(besonders niederohmiger Aufbau zur Erhöhung der Geschwindigkeit).
Niemand der bei klarem Verstand ist, würde so etwas als MOSFET 
Gate-Treiber verwenden. Allein schon deswegen, weil die H-Ausgangs- 
spannung bei lächerlichen 3.5V liegt.

Weit bessere Schaltungen findet man überall im Netz, zum Beispiel auch 
hier im Wiki im Artikel Treiber.

> Bei der ganzen Sache geht es darum was zu lernen und zu versuchen den
> Treiber diskret aufzubauen.

Das hat dann aber nichts mit deiner Frage nach der Verwendung von JFET 
in der Treiberschaltung zu tun. Und "Lernen" und "aufbauen" erfordert 
auch keine Fragen in ein Forum.

[Fabian Z. (fabi_z)]

Axel S. schrieb:
> Fabian Z. schrieb:
>> Axel S. schrieb:
>
>>> Ein MOSFET-Treiber ist weder Totem-Pole, noch TTL, noch Inverter.
>>> Du solltest keine Fachbegriffe verwenden, die du nicht verstehst.
>
>> Naja dann würde ich gerne von dir wissen wie man diese Schaltung oben im
>> Bild nennt?
>
> Das ist ein diskreter Aufbau eines TTL-Inverters, mit Anleihen bei der
> 74S Reihe (Schottky-Dioden zur Entsättigung) und bei der 74H Reihe
> (besonders niederohmiger Aufbau zur Erhöhung der Geschwindigkeit).
> Niemand der bei klarem Verstand ist, würde so etwas als MOSFET
> Gate-Treiber verwenden. Allein schon deswegen, weil die H-Ausgangs-
> spannung bei lächerlichen 3.5V liegt.
>
> Weit bessere Schaltungen findet man überall im Netz, zum Beispiel auch
> hier im Wiki im Artikel Treiber.
>
>> Bei der ganzen Sache geht es darum was zu lernen und zu versuchen den
>> Treiber diskret aufzubauen.
>
> Das hat dann aber nichts mit deiner Frage nach der Verwendung von JFET
> in der Treiberschaltung zu tun. Und "Lernen" und "aufbauen" erfordert
> auch keine Fragen in ein Forum.

Also ich möchte da jetzt keine unendlich lange Diskussion anfangen was 
man in einem Forum fragen darf und was nicht.

Aber nur kurz,  Autor: Falk Brunner (falk) Datum: 04.04.2017 19:43 hat 
mir die Antwort zu meiner eigentlichen Fragestellung ja schon gegeben. 
Aufbauend zu dieser hatte ich nur noch, ohne einen weiteren Betrag zu 
eröffnen gefragt, welchen Bipolartransistor ich für den 
Schaltungsentwurf verwenden könnte. Es ist ja bekannt das der 2N2219 
kein SMD Gehäuse besitzt.

Deshalb die Frage an euch, wenn man eine Treiberstufe aufbauen möchte 
für die Low-Side Seite einer H-Brücke in Totem-Pole-TTL-Inverter 
Beschaltung (wie oben im Bild im vorherigen Post), welchen BJT würdet 
Ihr verwenden?

- Versorgung 15V
- Schaltfrequenz 200KHz
- Strom zum Treiben der Mosfets (IRF6645) -> I(treiber) =
  Q(gate)/t(on) ≈ 0,45A

Da ich Anfänger auf dem Gebiet bin und hier einige Experten sich im 
Forum tummeln, wollte ich mir da helfen lassen.

Grüße

[Possetitjel (Gast)]

Fabian Z. schrieb:

> Also ich möchte da jetzt keine unendlich lange Diskussion
> anfangen was man in einem Forum fragen darf und was nicht.

Hmm. Ich will es auch so halten, erlaube mir aber dennoch
zwei ergaenzende Aussagen:

Nicht jeder, der Ahnung hat und fachlich im Recht ist, hat
auch die Gabe, sich sozialvertraeglich auszudruecken.

Andererseits muss man sich auch nicht von jedem Ruepel
provozieren lassen.

> Deshalb die Frage an euch, wenn man eine Treiberstufe
> aufbauen möchte für die Low-Side Seite einer H-Brücke

Das kann man sicher machen. Bipolartechnik ist vermutlich
eine Moeglichkeit.

> in Totem-Pole-TTL-Inverter Beschaltung (wie oben im Bild
> im vorherigen Post),

Das wuerde ich nicht machen. Siehe unten.

> welchen BJT würdet Ihr verwenden?

Naja, ich wuerde die Schaltung erstmal analysieren:

Das ist, wie schon richtig festgestellt wurde, im Prinzip
die Innenschaltung eines TTL-Gatters. Bei genauer Betrachtung
faellt auf, dass AUSSCHLIESZLICH npn-Transistoren verwendet
wurden.

Warum?

Nun, man war zur Bluetezeit der TTL-Technik nicht in der Lage,
zusammen mit den npn-Transistoren gleichgute pnp-Transistoren
auf einem Chip (!) zu integrieren; deshalb hat man die Schaltungen
so gestrickt, dass man mit npn auskommt.

Dieser Grund fuer die gewaehlte Schaltungstechnik ist fuer Dich
aber irrelevant -- da Du die Schaltung sowieso diskret aufbauen
willst, gibt es kein sinnvolles Argument, auf Komplementaer-
transistoren zu verzichten!

Beliebt sind z.B. 2N3904/3906; BC327/337 faellt mir noch ein.

Das fuehrt dann auf die ueberall zu findende Gegentaktschaltung
aus zwei gegeneinandergeschalteten komplementaeren Kollektorstufen.
Treiberstufe (Emitterschaltung) ist natuerlich notwendig.

> [...] Mosfets (IRF6645) [...]

Dass sich das Gehaeuse extrem beschissen loeten laesst ist
Dir klar?!