Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V mit Logic Mosfet schalten - funktioniert nicht


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von Shoas (Gast)


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Hey,

Ich arbeite mit einem Py-Board und möchte über Digitale Ausgänge (3,3V) 
mittels Mosfets 12V schalten. Der "Verbraucher" ist ein digitaler 
Eingang (hochohmig) mit kaum Leistung. Ich habe das ganze wie in der 
Grafik realisiert.

Problem:
Wenn ich den Ausgang des Py-Boards auf HIGH schalte, liegen an "A" 2,4V 
an. Wenn ich den Ausgang auf LOW schalte liegen 3,5V an.

Ich habe leider keine Ahnung, was das Problem sein könnte.
Das einzige, was mir einfällt, ist dass die Max. Gate-Source-Spannung 
3,3V beträgt und ich vlt einen Mosfet mit höhere max. Spannung wählen 
könnte.

Vielen Dank für die Hilfe und freundliche Grüße
Shoas

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Die Masse deines Py Boards hast du aber schon mit der Mosfet-Masse 
verbunden?

: Bearbeitet durch Moderator
von Shoas (Gast)


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Das ist die selbe Masse, ja :)

von Stephan (Gast)


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Shoas schrieb:
> Das einzige, was mir einfällt, ist dass die Max. Gate-Source-Spannung
> 3,3V beträgt und ich vlt einen Mosfet mit höhere max. Spannung wählen
> könnte.

Falsch verstanden!
Die Max. Gate-Source-THRESHOLD-Spannung beträgt 3.3V.
Das ist die Spannung bei der der MOSFET noch sicher AUS ist.
Du brauchst einen bei der die maximale VGSth unter deinem gesicherten 
HIGH-Pegel liegt.

Ich würde einfach nen BC547 mit 10k Vorwiderstand nehmen.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Im DB des IPD053N ist die Gate Threshold mit typ.2,8V und max. 3,5V 
angegeben. Dabei fliessen dann 90µA durch den MOSFet. Das reicht also 
nicht, um in sicher mit 3,3V durchzuschalten.
Du brauchst einen echten 'Logiklevel' MOSFet - oder den Klassiker mit 
BJT und Basisvorwiderstand.

von Shoas (Gast)


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Stephan schrieb:
> Falsch verstanden!
> Die Max. Gate-Source-THRESHOLD-Spannung beträgt 3.3V.
> Das ist die Spannung bei der der MOSFET noch sicher AUS ist.
> Du brauchst einen bei der die maximale VGSth unter deinem gesicherten
> HIGH-Pegel liegt.

-> Verständnisfehler meinerseits, danke für die Aufklärung!

Stephan schrieb:
> Ich würde einfach nen BC547 mit 10k Vorwiderstand nehmen.

-> Die hab ich hier auf Lager, auch nicht schlecht. Dachte halt die 
Mosfets brauchen weniger Leistung, aber dann bau ich das Ganze halt so 
auf.
Danke dir.

von Thomas F. (igel)


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Schau mal Diagramm 7 im Datenblatt an: Bei 3,3V macht der Mosfet noch 
nix.


Stephan schrieb:
> Ich würde einfach nen BC547 mit 10k Vorwiderstand nehmen.

von Hm. (Gast)


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Willst Du nicht mittels der (strommäßig wohl auch noch stark 
überdimensionierten) FETs die 12V mit 1k dazwischen auf die Ausgänge 
schalten  (wozu aber high side erforderlich wäre)? Oder aber die rechten 
Punkte (die dann aber die jew. Verbraucher, und schonmit 12V versorgt 
sein müßten) mit den FETs einzelnmit GND verbinden (low side)?

Im Moment kann die Schaltung doch beides nicht?
(Sondern erinnert eher an eine Adaption einer Step-Up-Schaltung - mit 1k 
als "Spule"?)

Oder spinn ich?

von Hm. (Gast)


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Du hast auch falsch herum nummeriert/indiziert (B' = A') - das nebenbei.

von Wolfgang (Gast)


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Shoas schrieb:
> Ich arbeite mit einem Py-Board und möchte über Digitale Ausgänge (3,3V)
> mittels Mosfets 12V schalten. Der "Verbraucher" ist ein digitaler
> Eingang (hochohmig) mit kaum Leistung.

Abgesehen von der viel zu niedrigen Steuerspannung für den FET - bist du 
sicher, dass ein Leistungs-MOSFET wie der IPD053N06N mit einem R_DS_on 
von 5.3mΩ für bis zu 45A deinem Problem angemessen ist?
Bei dir fließt ein I_DS von max.12mA, d.h. aus Sicht der 
Strombelastbarkeit des FETs hast du mehr als einen Faktor 3000 Reserve.

Selbst soetwas wie ein BSS138, 2N7002 o.ä. langweilt sich da.

von Michael B. (laberkopp)


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Shoas schrieb:
> 12V mit Logic Mosfet schalten - funktioniert nicht

Es ist kein Logic MOSFET, ganz einfach, er wird auch nicht einfach 
dadurch zum LogicLevel MOSFET in dem du ihn nur mit high und low digital 
ein und ausschaltest.

Der IPD053N06 ist nur spezifiziert für VGS=6 V, I D=12 A, nicht für 5V 
oder gar 3.3V am Gate.

Insgesamt ist ein 45A MOSFET eh massiv überzogen für 12mA zu schaltenden 
Strom, der lässt die 12mA ja schon fast durch wenn er aus ist (na gut, 
schlechtestenfalls 100uA), und Infineon war schon immer eine schlechte 
Wahl für MOSFETs, die können das einfach nicht (sollte jetzt, mit dem 
Aufkauf in IRF, besser werden, es sei denn die behinderten Köpfe von 
Siemens setzen sich wieder durch).

So was wie IRLML2502 oder BSS138 täte es locker.

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (Gast)


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Wenn "A", "B" dein Netznamen ist, sind die dann im Layout automatisch 
verbunden? Hoffemalnich
Oder sind das nur Labels?
Denn: wenn der MOsfet nicht durchschaltet, müssten ja volle 12V am 
Ausgang anliegen. Schiebst Du die 12V über 1K in den Ausgang deines 
"py-Boards"(whatever?) hinein, hättest Du genau die Spannungen, die Du 
beschreibst.
Ins blaue geraten!

StromTuner

von Shoas (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Insgesamt ist ein 45A MOSFET eh massiv überzogen für 12mA zu schaltenden
> Strom

Da hast du recht, ich habe bisher wenig mit Mosfets gearbeitet und 
dachte, die Bauteile für geringeren Strom sind fast nur noch als SMD 
bauteile vorhanden und ich benötige aber verdrahtete. Aber wie ich sehe 
sind auch die "kleinen" Mosfets verdrahtet vorhanden.

Axel R. schrieb:
> Wenn "A", "B" dein Netznamen ist, sind die dann im Layout automatisch
> verbunden?

Nein, das sind Labels. Die 12V liegen lediglich am Kollektor / an Drain. 
Der Digitale Eingang greift die Spannung an den Messpunkten rechts ab, 
die zwischen Kollektor und Emitter / Drain und Source abfällt.

Vielen Dank euch für eure Meinungen.

von Michael B. (laberkopp)


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Shoas schrieb:
> die Bauteile für geringeren Strom sind fast nur noch als SMD
> bauteile vorhanden und ich benötige aber verdrahtete.

?!?

Der IPD053N06N ist auch SMD.

Du widersprichst dir in jedem Satz.

In welcher Parallelmärchenwelt lebst du ?

Übrigens gibt es LogicLevel MOSFETs in TO92 wie TN0702, und ein normaler 
bipolarer NPN wie BC547 hätte auch kein Problem die 12V/12mA mit den 
3.5V zu schalten, er braucht nur einen Basisvorwiderstand (von ca. 1k5), 
und es gibt sogar Transistoren mit eingebauten Widerstände, wie 
FJN3314RTA.

Wer WILL, findet genügend Lösungen.

von Axel R. (Gast)


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>Problem:
>Wenn ich den Ausgang des Py-Boards auf HIGH schalte, liegen an "A" 2,4V
>an. Wenn ich den Ausgang auf LOW schalte liegen 3,5V an.

An welchem "A"? am Ausgang ganz rechts, oder am Ausgang deines 
"py-boards"?
Denn selbst, wenn dort "ganz rechts" am Anschluss "A" im High Zustand 
nur 2.4V anliegen (weil der FET nicht komplett durchsteuert), müssten 
diese ja auf 12V hochgehen, wenn Du LOW schaltest. Sperren tut er ja auf 
jeden Fall.
Da ist also, vom "falschen" FET mal abgesehen, noch was anderes nicht in 
Ordnung. Wie sieht denn dein "Hochohmiger" Eingang auf der anderen Seite 
aus? Versorgst Du den jetzt über 1K mit 12Volt? dann zieht der Eingang 
das Potenzial von 12V über deine 1K auf (von Dir gemessene) 3.5V 
herunter.
Evtl. kannst Du uns die Gesamtkonstellation "aufmalen".
Am FET liegt es auch, aber nicht nur an diesem, wenn ich mir die 
Fehlerbeschreibung genau durchlese...

StromTuner

von der schreckliche Sven (Gast)


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Shoas schrieb:
> Der "Verbraucher" ist ein digitaler
> Eingang (hochohmig) mit kaum Leistung.

Für "kaum Leistung" nimmst Du "Monster-Mosfet`s"??
Um diesen Fehler zu vermeiden, muß man kein Akademiker sein , sorry.
Nimm CD4069 oder so.

von Gerald B. (gerald_b)


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Michael B. schrieb:
> Übrigens gibt es LogicLevel MOSFETs in TO92 wie TN0702, und ein normaler
> bipolarer NPN wie BC547 hätte auch kein Problem die 12V/12mA mit den
> 3.5V zu schalten, er braucht nur einen Basisvorwiderstand (von ca. 1k5),

Den TN0702 gibts bei TME. Allerdings ist der Preis recht bizarr. Für 
weniger als ein Zehntel bekommt man z.B. den BC547, ja selbst ein IRLZ44 
ist noch ein Drittel billiger - auch wenn er zig fach überdimensioniert 
ist.
Wenn man nicht unbedingt leistungslose Ansteuerung in Verbindung mit 
Spannungen unter 5V zwingend benötigt, dann ist der aus preislicher 
Sicht sinnfrei.

von Michael B. (laberkopp)


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Gerald B. schrieb:
> Den TN0702 gibts bei TME. Allerdings ist der Preis recht bizarr.

30ct geht aber.
Ebay-Artikel Nr. 132104104084

Wer jedoch TO92 sucht, braucht sowieso nur Einzelstücke und der Preis 
spielt keine Rolle. Die Industrie braucht so was nicht mehr.

TME hätte auch noch VN0104, nicht viel billiger.

von hobbyist (Gast)


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Shoas schrieb:
> Dachte halt die
> Mosfets brauchen weniger Leistung, aber dann bau ich das Ganze halt so
> auf.

Jeder durchgeschaltete Mosfet schickt in deiner Schaltung min. 12mA 
Richtung GND, da fallen ein paar hundert µA für die Transistor-Basis 
auch nicht mehr ins Gewicht.

Wenn du Strom sparen willst, erhöhe den Widerstand der 
Pullup-Widerstände wenn möglich.

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