Hallo,
Ich experimentiere gerade mit dem MOSFET IRFZ44N.
Bekannt ist mir, dass FETS im Gegensatz zu BJT's allgemein mit Spannung,
bei vernachlässigbar kleinen Stromstärken über das Gate gesteuert
werden.
Nun habe ich mir einen Poti (2KΩ) als Spannungsteiler zur Ansteuerung
des Gates eingebaut incl. 1K Vorwiderstand & 10 K Pulldown, um
auszuprobieren wie sich der Drain-Source Strom bei veränderlicher
Gatespannung verhält.
Dieser MOSFET hat einen Schwellenwert (Gate-Source Threshold Voltage)
von min 2V und max 4V. Mein Exemplar schaltet bereits bei knapp über 2
V voll durch, aber sobald ich die Gatespannung verkleinere wird dieser
zunehmend heiß (Gate-Source = Birnchen 500mA;12V), wobei er bei knapp
über 0,2 V wieder abkühlt. Warum ist das so ?
Kann ich daraus folgern, dass ein Mosfet NICHT für diese Ansteuerung
über die Spannungsänderung ausgelegt ist ? Bei einem Versuch der
Gateansteurung mit dem Arduino über PWM (0-255) verschwindet dieses
Verhalten gänzlich, der FET bleibt kühl. Liege ich richtig, dass die
VGS(th) unbedingt eingehalten werden müssen, d.h. ansteuern mit mehr
oder weniger langen 4-5 V Dutycycles?
Wenn ich gerade dabei bin:
Es gibt wohl IR'L'Z modelle die für Logikschaltungen 3-5 V ausgelegt
sind, warum ist ein IR'F'Z, der doch bei 2-4 V durchschaltet nicht als
solcher zu verstehen, wobei er mit 4,7 V vom Arduino ganz prima
funktioniert? (Habe einiges gefunden, DASS es so ist aber nicht WARUM es
so ist)
Gruß
Marco
Marco schrieb:> Birnchen 500mA;12V
Das sind stolze 6W, da gerät ein FET schnell ins Schwitzen, wenn er
davon was verheizen soll. Für Analogbetrieb braucht der FET einen
passenden Kühlkörper.
@Marco (Gast)
>Bekannt ist mir, dass FETS im Gegensatz zu BJT's allgemein mit Spannung,>bei vernachlässigbar kleinen Stromstärken über das Gate gesteuert>werden.
Bei neidrigen Frequenzen.
>Dieser MOSFET hat einen Schwellenwert (Gate-Source Threshold Voltage)>von min 2V und max 4V. Mein Exemplar schaltet bereits bei knapp über 2>V voll durch,
Wie stellst du das fest? Miß du dabei die Drain-Source Spannung?
> aber sobald ich die Gatespannung verkleinere wird dieser>zunehmend heiß (Gate-Source = Birnchen 500mA;12V),
???
> wobei er bei knapp>über 0,2 V wieder abkühlt. Warum ist das so ?>Kann ich daraus folgern, dass ein Mosfet NICHT für diese Ansteuerung>über die Spannungsänderung ausgelegt ist ?
Nö. Du hast den MOSFET mit unter 2V ausgeschaltet, der Stromfluß wird
unterbrochen.
> Bei einem Versuch der>Gateansteurung mit dem Arduino über PWM (0-255) verschwindet dieses>Verhalten gänzlich, der FET bleibt kühl.
Weil er dabei immer voll durchschaltet oder sperrt. Bei deiner
Spannungssteuerung mit ca. 2V arbeitest du im Linearbetrieb, dabei wird
viel Wärme im FET umgesetzt.
> Liege ich richtig, dass die>VGS(th) unbedingt eingehalten werden müssen,
Nein. Du musst ausreichend Spannung anlegen, damit er SICHER
durchsteuert.
https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Gate-Source_Threshold_Voltage>Es gibt wohl IR'L'Z modelle die für Logikschaltungen 3-5 V ausgelegt>sind, warum ist ein IR'F'Z, der doch bei 2-4 V durchschaltet nicht als>solcher zu verstehen, wobei er mit 4,7 V vom Arduino ganz prima>funktioniert? (Habe einiges gefunden, DASS es so ist aber nicht WARUM es>so ist)
Siehe Artikel.
Falk B. schrieb:> Weil er dabei immer voll durchschaltet oder sperrt.
Aber nur bei kleinen Strömen (bezogen auf Maximalstrom des FETs).
So richtig gut durchgesteuert wird der IRFZ44N mit 5V noch nicht.
@ Der Andere (Gast) im Beitrag #5242843:
> P = U*I.>> Mess halt gleichzeitig zum Strom auch die Spannung an dem Mosfet und> rechne es dir aus.
Habe ich bereits:
Am Gate: 0,21 mA bei 2,2 V = 0,48 mW => Lampe glimmt, MOSFET Knallheiß
Am Gate: 0,46 mA bei 5,0 V = 2,3 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl
Am Gate: 0,92 mA bei 10,0 V = 9,2 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl
etc...
...deshalb das "Warum", denn Deine Antwort bring mich nicht weiter,
trotzdem danke
Marco
Marco R. schrieb:> Am Gate: 0,21 mA bei 2,2 V
Wenn durch das Gate im statischen Betrieb 0,21mA fliessen ist der Mosfet
am Arsch.
Marco R. schrieb:> denn Deine Antwort bring mich nicht weiter
Sorry aber ein bischen Theorie und Nachdenken gehört halt dazu wenn man
Elektronik als Hobby betreiben will.
Der Strom fliesst durch die Drain Source Strecke! Das sollte man wissen
bevor mal mit Mosfets rumspielt.
Marco R. schrieb:>> Mess halt gleichzeitig zum Strom auch die Spannung an dem Mosfet und>> rechne es dir aus.>> Habe ich bereits:>> Am Gate: 0,21 mA bei 2,2 V = 0,48 mW => Lampe glimmt, MOSFET Knallheiß> Am Gate: 0,46 mA bei 5,0 V = 2,3 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl> Am Gate: 0,92 mA bei 10,0 V = 9,2 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl> etc...> ...deshalb das "Warum", denn Deine Antwort bring mich nicht weiter,> trotzdem danke
...und Deine Messung bringt uns nicht weiter, denn Du solltest die
Spannung zwischen Drain und Source messen. Die "Standardansteuer-
spannung" von MOSFETs steht übrigens in der Zeile, in der auch der
DrainSourceWiderstand im durchgeschalteten Zustand steht.
Marco R. schrieb:> Am Gate: 0,21 mA bei 2,2 V = 0,48 mW => Lampe glimmt, MOSFET Knallheiß> Am Gate: 0,46 mA bei 5,0 V = 2,3 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl> Am Gate: 0,92 mA bei 10,0 V = 9,2 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl
Schön, dein oben genannter Pulldown-Widerstand hat also etwas mehr als
10k...
Aaah, da war ja noch der 1k-Vorwiderstand, OK - damit passt es recht
gut.
Marco R. schrieb:> Am Gate: 0,21 mA bei 2,2 V = 0,48 mW => Lampe glimmt, MOSFET Knallheiß> Am Gate: 0,46 mA bei 5,0 V = 2,3 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl> Am Gate: 0,92 mA bei 10,0 V = 9,2 mW => Lampe leuchtet voll, MOSFET kühl> etc...
Ich glaube, dass hier was grundlegend falsch verstanden wird.
Die von Ihnen oben genannten Werte entstehen durch Ihre Gate-Beschaltung
(Pull-Down-Widerstand o.ä.).
Die nachfolgende Berechnung von Verlustleistungen zeigt das
Unverständnis
bezüglich MOSFETs.
"0,48mW" entstehen lediglich an der Gate-Beschaltung und haben nichts
mit der Verlustleistung des MOSFETs an sich zu tun.
Hier bitte die Spannung über dem MOSFET (Drain - Source) und den
Drain-Strom
messen. Damit die Verlustleistung des MOSFETs ausrechnen (statischer
Betrieb).
Harald W. schrieb:> ...und Deine Messung bringt uns nicht weiter, denn Du solltest die> Spannung zwischen Drain und Source messen.
Jetzt scheint es langsam zu dämmern, (knapp 60 Jahre alte Synapsen
brauchen halt doch länger)..
Bei steigender Gatespannung (ca.10V) sinkt die D/S Spannung um sich bei
0,22 mV einzupendeln, und bei ca 2V Gatespannung habe ich knapp 11 V
zwischen D/S was den FET stark erhitzt, d.h. praktisch, dass die
Leistung, die nicht mehr durch den Verbraucher fließen kann im FET
abgebaut wird, somit ist ein Linearbetrieb nicht Sinvoll oder?
Jedenfalls vielen Dank für Eure Geduld.
Gruß
Marco
Und wie so oft wäre ein Schaltbild (notfalls von Hand gezeichnet und mit
dem Smartphone geknipst) enorm hilfreich gewesen. Da hätte man dann auch
reinkritzeln können, an welchen Stellen man aussagekräftige Meßwerte
erhält. Der Strom durch den "Angswiderstand" am Gate gehört jedenfalls
nicht dazu.
Marco R. schrieb:> dass die> Leistung, die nicht mehr durch den Verbraucher fließen kann im FET> abgebaut wird, somit ist ein Linearbetrieb nicht Sinvoll oder?
Was sinnvoll ist, entscheidet die konkrete Schaltung, in der ein
MOSFET verwendet wird. Und selbstverständlich kann Linearbetrieb
sinnvoll sein. Ich habe hier z.B. etliche NF-Endstufen, in denen MOSFET
so betrieben werden. So betrieben werden müssen.
@Marco Rubin (marco0659)
>Bei steigender Gatespannung (ca.10V) sinkt die D/S Spannung um sich bei>0,22 mV einzupendeln, und bei ca 2V Gatespannung habe ich knapp 11 V>zwischen D/S
Solche Lyrik ist Mist. Miss mal eine Kennlinie aus, Drain-Source
Spannung über Gate-Source Spannung. Im Idealfall dazu noch den
Drainstrom messen. Daraus kannst du (per Excel) berechnen, wieviel
Leistung in deinem FET verbraten wird.
>was den FET stark erhitzt, d.h. praktisch, dass die>Leistung, die nicht mehr durch den Verbraucher fließen kann im FET>abgebaut wird,
Nö. Der FET arbeitet zusammen mit der Last (Lampe) als Spannungsteiler.
Dazu kommt erschwerend hinzu, daß die Lampe stark nichtlinear ist, d.h.
bei Glimmern hat sie deutlich weniger Widerstand.
> somit ist ein Linearbetrieb nicht Sinvoll oder?
Oft nicht.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Pulsweitenmodulation#Anwendungen_.28Leistung.29
