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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 12V schalten - FET oder bipolar


Autor: Andi H (Gast)
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Hallo Leute!

Die Forumssuche hat mir leider nicht wirklich geholfen, oder ich habs
einfach nur nicht gefunden. Ich hoffe ihr könnt helfen, zur Not tuts
auch nen Link. ;-)

Also, im Anhang findet ihr eine kleine Zeichnung von 2 Möglichkeiten,
ich weiß aber nicht welche ich nehmen sollte, sprich, welche für mich
besser geeignet wäre. (Oder hat jemand nen ganz anderen Vorschlag?)

Ich möchte mit einem AVR Mega 8535 eine 12V-Spannung schalten, und zwar
mit einer Frequenz von ca. 100KHz. Also recht schnell. Der maximale
Strom für den Endstufentransistor wird bei 100-150 mA liegen.

Lieber mit nem P-Kanal-FET oder lieber nen PNP-Transistor? (Oder lieber
was ganz anderes?) Da es insgesamt 8 solcher Schaltendstufen werden
sollen, wäre es schön, wenns möglichst günstig wird, deswegen hoffe ich
ohne teure Spezial-ICs auszukommen :-)

Gruß,
Andi.

Autor: Daniel M. (usul27)
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Warum überhaupt 2 Transistoren bei 100mA Leistungsaufnahme?
Dafür sollte ein einzelner Transistor völlig ausreichen. Oder übersehe
ich da jetzt etwas?

Autor: popi (Gast)
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Also grundsätzlich (für Schaltvorgänge) kannst Du mit einem Bipolaren
alles machen was Du mit eine Unipolaren auch kannst, nur der Strom zur
Ansteuerung unterscheidet sich sehr.

Wähle einen Typ Deiner Wahl (Frequenz und Strom beachten)!

Das gute bei einem unipolarem ist, das Du Gate und Source aus Versehen
vertauschen kannst und es geht trotzdem ;o)
(gilt nur für einfache und unkritische Schaltvorgänge, zB LED)

Gruß

popi

Autor: Andi H (Gast)
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@ Daniel:

Ich muß deswegen 2 Transistoren nehmen, weil ich (leider) die
+12V-Seite schalten muß, der uC liefert aber nur 5Volt. Was passiert
wohl, wenn ich den PNP-Transistor, der an seiner Basis (über einen
Vorwiderstand) 12 Volt anliegen hat, direkt in den uC gehe, der einen
High-Pegel von 5Volt hat? ..... riiiichtig... ;-)

@popi:

Und wie sieht das bei der hohen Schaltfrequenz aus? Bezüglich
Gate-Kapazitäten etc?

Gruß,
Andi.

Autor: Ich (Gast)
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Das Schaltbild ist übrigens falsch. Wenn du es so anschließt, ist die
Diode immer leitend.

>Das gute bei einem unipolarem ist, das Du Gate und Source aus
>Versehen vertauschen kannst und es geht trotzdem ;o)
>(gilt nur für einfache und unkritische Schaltvorgänge, zB LED)

Das wäre mir neu, aber zumindest kann man bei JFETs Drain und Source
vertauschen. Beim MosFET geht das wegen der internen Schutzdiode wieder
nicht.

MfG

Autor: Ingo (Gast)
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Bei dem was Du schalten möchtest (12V 150mA) reicht ein BC337 in
Emitterschaltung (Last in den Kollektorkreis, Basis über 1k Widerstand
an uC Ausgang).

Autor: popi (Gast)
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@andi: hast recht, ich meinte auch nur bei einfachen Schaltvorgängen.
Aber wie Du schon schreibt, natürlich ist die Schaltgeschwindigkeit zu
beachten.

@ich: ja, hast auch recht ;o)... nicht bei MosFETs

Aber ich dachte, mit der wenig Erfahrung ihm wenigstens einen Impuls
geben zu können.
Gott sei Dank sind ja auch noch Spezis wie Ihr dabei, die mir auch oft
geholfen haben ;o)

Liebe Grüße

popi

Autor: popi (Gast)
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@andi & @ich:

schaut doch mal, ob ich unter

http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-364550.html#new

alles richtig erklärt habe.

Danke Euch.

Grüße

popi

Autor: Daniel M. (usul27)
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Ich sehe das wie Ingo. Ich glaube, ein einzelner Transitor reicht dafür
aus. Du braucht keinen Vorwiderstand zwischen deinen 12V und der Basis.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Bei der P-FET Variante Drain und Source vertauschen, sonst ist er ja
dauerleitend (Body Diode!).

Autor: Andi H (Gast)
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Ja leute ihr habt recht, in der Einle vorhin hab ich den FET falschrum
im Schaltplan eingezeichnet, Asche auf mein Haupt. Kommt davon, wenn
man so selten FETs benutzt ;-)

@ Ingo & Daniel: Das Problem ist, daß ich die Last eben NICHT im
Kollektokreis einbinden kann! Ich habe nicht die Möglichkeit meine Last
gegen 0V zu schalten, ich MUSS gegen +12V schalten. Da führt kein Weg
dran vorbei. Sonst wär ja alles kein Problem!

@ALL:

Meine Frage nochmal: Wäre ein P-Kanal FET dazu in der Lage, eine
12V-Spannung bei einem Strom von 150mA mit einer Frequenz von etwa
100KHz zu schalten, wenn man ihn wie im Schaltplan (nochmal angehängt,
FET jetzt richtig herum) anschließt? Oder macht mir die Gatekapazität
dabei das Leben schwer, so daß ich lieber nen bipolaren PNP Transistor
nehmen sollte? (Ich würds ja gerne ausprobieren, hab aber leider kein
FET dafür rumliegen, und bevor ich was bestelle, was nachher nicht
funktioniert, frag ich lieber erstmal...)

Für den PNP sowie für den FET wäre ich dankbar, wenn jemand Vorschläge
machen könnte, welche Typen geeignet wären, wenns keine Mühe macht.
Bevor ich lange Datenblätter wälze, vielleicht kennt ja jemand spontan
einen passenden Transistor. :-)

Gruß,
Andi.

Autor: Thomas S. (Gast)
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Hallo Andy,

prinzipiell wird sowohl das eine als auch das andere funktionieren.
Beim Fet muß du allerdings schon ein bischen STrom fließen lassen in
der Ansteuerung, was den Vorteil der Spannungssteuerung so ziemlich
zunichte macht. Daher würde ich aus Preisgründen bipolar nehmen.
Weiterhin wären Freilaufdioden auch nicht unbedingt schlecht, wenn mal
ne (auch leichte) induktive Last dran hängt.

Warum denkst du nicht mal über einen UDN2987 nach, der hat 8 Kanäle,
kann max. 350mA/Kanal und hat noch ne Überstromabschaltung drinne. Das
ganze in einem 20 pol DIL Gehäuse (gibts auch in SMD glaub ich).

Gruß Thomas

Autor: Unbekannter (Gast)
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Du wirst bei beiden Schaltungen bei 100 kHz keine so rechte Freude
haben.

Dein Hauptproblen ist, dass Du den kleinen NPN-Transistor in die
Sättigung treibst und er dadurch richtig lahm wird, vor allem beim
Ausschalten.

Zusätzlich wechselt der Kollektor des NPN-Transistors zwischen 12 Volt
und nahezu 0 Volt. Wegen Kollege Miller läßt Du da auch nochmals
ordentlich Verzögerungszeit liegen.

Lösungsmöglichkeiten gibt es prinzipiell viele, auch nicht sonderlich
komplizierte. Du musst nur mal erst mal genau sagen und definieren,
was Du überhaupt machen willst.

Autor: Andi H (Gast)
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Hallo Thomas,

Genau das ist das, was ich mir auch gedacht habe, damit der FET gut zu
schalten ist bei hoher Frequenz, müßte ich den Widerstand zur Gate
möglichst klein machen, damit die Gatekapazität möglichst schnell
umgeladen werden kann. Also werde ich es wohl mit bipolaren
Transistoren machen. Sollte weniger Probleme geben.

Über die netten UDN-Teile hab ich schon nachgedacht, kommt aber leider
nicht in Frage, weil der (Gesamt-)Strom eben nicht ausreicht.
Sicherlich kann ein einzelner Ausgang bis zu 350mA schalten, aber nicht
bei einem theoretischen Duty von 100% wenn alle 8 Kanäle an sind! Da bin
ich dann weit von entfernt, laut Diagramm kann der von Dir erwähnte Typ
z.B. nur noch weniger als 100mA ab. Zwar liegt die maximale
Schaltfrequenz bei etwa 100KHz, es ist aber auch genauso gut möglich,
daß sie bis auf fast 0Hz (Dauer-an) sinkt. Und wenn das alle 8 Kanäle
betrifft, fließen insgesamt schon über 1 Ampere, da würde mir der UDN
bei drauf gehen...

Also baue ich es wohl diskret mit PNP-Transistoren auf, lediglich die
NPN-Typen werde ich wohl durch nen ULN2803 ersetzen.

Danke für Eure Hilfen! :-)

Gruß,
Andi

Autor: Ingo (Gast)
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Ob PNP oder P-Fet ist eigentlich egal. Die Frequenz ist ja nicht sehr
hoch. Du muss nur dafür sorgen, dass Du den NPN nicht in die Sättigung
"prügelst". Daher, Spannungsteiler in den Basiskreis, so dass UBE =
0,8V wird. Ggfs kannst Du auch noch eine Diode (1N4148) zwischen Basis
und Kollektor schalten, was ebenfalls die Sättigung verhindert.

Autor: Thomas S. (Gast)
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@Andi,

nimm einfach 2 x den UDN.....


Gruß Thomas

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