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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfest (P-Fet) sperrt nicht komplett - wieso?


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Autor: Frank S. (hobbyist)
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Ich möchte mit einem auf 3V3 laufenden Atmega einen kleinen
LED-Streifen, der auf 5V läuft, schalten. Obwohl der Ausgang des Atmega
LOW ist, sperrt der P-Fet nicht komplett, so dass die LED geringfügig
leuchten. Wo liegt da der Hase im Pfeffer und wie könnte man das Problem
lösen? Habe ich den falschen P-Fet gewählt? Falls ja, welcher wäre für
bis zu 2A eine gute Alternative?

Frank

Autor: Jens G. (jensig)
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Wo hast Du die LED-Streifen reingeklemmt? Zw. OUT und ...?
Welche Spannungen stellen sich denn bei U_ce und U_ds im Fehlerfalle 
ein?

: Bearbeitet durch User
Autor: Frank S. (hobbyist)
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Bin aktuell nicht daheim, um die Spannungen messen zu können. Die LED 
klemmen zwischen OUT und GND.

Autor: mauri (Gast)
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Frank S. schrieb:
 Obwohl der Ausgang des Atmega
> LOW ist, sperrt der P-Fet nicht komplett


seit wann sperrt der p-mos bei 0V komplett?

p-mos wird mit grösser werdender spannung weniger leitend
n-mos mit kleiner werdender spannung weniger leitend

so hab ich das im kopf

Autor: F. F. (foldi)
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Wieso denn P?
https://www.infineon.com/dgdl/irlml2502.pdf?fileId=5546d462533600a401535667f44d2602

Den kannst du ohne Treiber und der kann 4,2 A.
Ist mein Wald und Wiesen Typ.
Aber ansonsten kannst du den Pullup mal auf 4k7 oder noch kleiner 
wählen.
Üblicherweise nimmt man N-Channel. Die sind auch billiger und können 
mehr Leistung schalten.

: Bearbeitet durch User
Autor: Tany (Gast)
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mauri schrieb:
> seit wann sperrt der p-mos bei 0V komplett?

Seit ein T1 BC847 davor geschaltet ist?

Autor: F. F. (foldi)
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Sehe das gerade erst richtig.
Schau mal.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Pegelwandler

Autor: mauri (Gast)
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Tany schrieb:
> mauri schrieb:
>> seit wann sperrt der p-mos bei 0V komplett?
>
> Seit ein T1 BC847 davor geschaltet ist?

Ja, aber der zieht ja das Gatepotential auf GND, wenn der Transistor 
durchschaltet. Also sperrt er ja nicht, oder?

Autor: Harald W. (wilhelms)
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mauri schrieb:
> Frank S. schrieb:
>  Obwohl der Ausgang des Atmega
>> LOW ist, sperrt der P-Fet nicht komplett
>
>
> seit wann sperrt der p-mos bei 0V komplett?

Normalerweise tut er das schon, wenn mit "0V" die Ugs gemeint ist.
Allerdings wird gerade von Anfängern gern von irgendwelchen Poten-
tialen wie "GND", "Low" o.ä. gesprochen, die für die Ansteuerung
nur indirekte Bedeutung haben. Auch offene Gateanschlüsse können
zum leiten führen. Wichtig ist allein die Gate Source Spannung und
allein die sollte man als erstes messen, wenn es zu Ansteuerprob-
lemen kommt. Am besten direkt an den Beinchen.

Autor: Feldkurat K. (feldkurat)
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Die Schaltung im 1. Beitrag ist richtig und muß so funktionieren.
Wenn der Kontroller H-Pegel ausgibt, wird der NPN-Transistor 
durchgestuert und zieht dadurch das Gate des p-Kanal-Mosfet auf GND. 
Damit das funktioniert, muß ein Kollektorstrom fließen können, der durch 
die 10 KOhm am Mosfet gewährleistet ist. Damit steht UGS von -5V am 
Mosfet und der "macht auf" und schaltet die Last ein.

Bei L-Pegel aus dem Kontroller sperrt der NPN und der Mosfet hat am Gate 
das gleiche Potential wie an der Source und sperrt auch -> Die Last ist 
ausgeschaltet.

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Feldkurat K. schrieb:
> Die Schaltung im 1. Beitrag ist richtig und muß so funktionieren.

Sehe ich auch so. Ich würde statt des 10k einen 2,2k Widerstand 
benutzen, damit da ein wenig Kollektorstrom fliesst, aber es sollte auch 
so klappen.
Alles andere deutet für mich auf einen angeschlagenen MOSFet hin, mögl. 
leicht das Gate beschädigt.

Autor: M.A. S. (mse2)
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Ich schließe mich meinen Vorrednern an, die gezeichnete Schaltung müsste 
gehen.

Möglichkeiten:

- Ist der MOSFET denn richtigherum angeschlossen?
(D und S vertauschen würde Strom über die Body-Diode bedeuten, der wäre 
allerdings wohl groß genug, dass die LEDs nicht nur ein Bisschen 
leuchten, hmm...)

- bzw. ist überhaupt alles so angeschlossen, wie es im Schaltplan 
gezeichnet ist?

- Irgendetwas ist kaputt.

Autor: Stephan (Gast)
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Feldkurat K. schrieb:
> Damit das funktioniert, muß ein Kollektorstrom fließen können, der durch
> die 10 KOhm am Mosfet gewährleistet ist.

Matthias S. schrieb:
> Sehe ich auch so. Ich würde statt des 10k einen 2,2k Widerstand
> benutzen, damit da ein wenig Kollektorstrom fliesst, aber es sollte auch
> so klappen.

Warum sollte denn der Widerstand zum einschalten notwendig sein?
T1 schaltet durch wenn der Controller High ist und entlädt die 
Gate-Kapazität. Der Widerstand ist dafür doch reichlich egal, solange er 
nicht zu klein (vom Wert) ist.

Der Widerstand ist nur zum Ausschalten, und sollte dafür nicht zu groß 
(vom Wert) sein.

Matthias S. schrieb:
> Alles andere deutet für mich auf einen angeschlagenen MOSFet hin, mögl.
> leicht das Gate beschädigt.

Könnte auch an Schmutz / Kriechströmen liegen.
Der Bösewicht sollte aber recht leicht per Multimeter aufzuspüren sein.
Vbe: < 0.2V
Vce: 5V (=Betriebsspannung)
Vgs: < 0.2V

Wenn Vgs < 0.2V und die LEDs glimmen trotzdem ists der Mosfet.

Autor: der schreckliche Sven (Gast)
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Das Steckbrett ist der Täter. Wie immer.

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Stephan schrieb:
> Warum sollte denn der Widerstand zum einschalten notwendig sein?

Das bezog sich gar nicht auf das Problem des TE, sondern auf generelle 
Dimensionierung. 2,2k deswegen, damit der MOSFet schneller abschnürt als 
mit 10k und damit nicht lange im linearen Bereich bleibt.
Wie schon geschrieben, sollte es aber auch mit den 10k klappen.

Autor: Wolfgang (Gast)
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Für die Übersicht wäre es sehr förderlich, wenn nicht die halbe 
Schaltung auf dem Kopf gezeichnet und die Last auch im Plan drin wäre, 
um nicht den halben Thread lesen zu müssen, nur um rauszukriegen, dass 
da angeblich eine LED nach Gnd dran hängt.

Frank S. schrieb:
> Die LED klemmen zwischen OUT und GND.

Das ist hoffentlich Unfug. Zumindest über einen Vorwiderstand oder eine 
anderweitige Beschaltung zur Strombegrenzung sollte zusätzlich vorhanden 
sein.

Autor: Jens G. (jensig)
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Wolfgang (Gast) schrieb:

>Frank S. schrieb:
>> Die LED klemmen zwischen OUT und GND.

>Das ist hoffentlich Unfug. Zumindest über einen Vorwiderstand oder eine
>anderweitige Beschaltung zur Strombegrenzung sollte zusätzlich vorhanden
>sein.

Er sprach anfangs von einem LED-Streifen. Ob da ein Rv mit dabei ist, 
wissen wir nicht.
Auch so ist es für das eigentliche Problem eher egal, denn die LED 
sollte dann trotzdem im Aus-Zustand nicht leuchten.
Ein fehlender Rv könnte aber indirekt die Ursache fürs Problem sein, 
nämlich dann, wenn dadurch der Strom für den Msofet zu groß wurde, und 
er sich für die LED geopfert hat (was aber eine sehr kräftige LED im 
Vergleich zum Mosfet voraussetzen müsste). Aber das wissen wir ja leider 
nicht, was genau er mit LED-Streifen meinte.

Autor: F. F. (foldi)
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Das mit dem Pullup schrieb ich auch schon im Anfang, aber vertauschte 
Anschlüsse am Fet, schrieb M.A.S., könnte auch gut sein.
Pegelwandler hatte ich noch verlinkt, denn ob hier das gleiche Potential 
vorhanden ist, weiß man auch nicht so genau.
Einen LL Fet schlug ich auch vor.
Jetzt muss, wie ich finde, der TO erstmal was liefern.

Autor: Frank S. (hobbyist)
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Euch allen erst einmal vielen Dank für die Informationen.

Leider bin ich erst jetzt dazu gekommen, die Schaltung wieder zur Hand 
zu nehmen. Bevor ich lange nach einem Fehler suche, habe ich präventiv 
den Mosfet getauscht - und schon sind die LED aus und glimmen nicht mehr 
nach. Danke nochmal.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Frank S. schrieb:

>  Bevor ich lange nach einem Fehler suche, habe ich präventiv
> den Mosfet getauscht

Ein blindes Huhn findet auch einmal ein Korn...

Autor: Der Andere (Gast)
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Am einfachsten wäre es einfach die Masse des Led Streifens mit einem N 
Kanal Mosfet zu schalten.

Autor: F. F. (foldi)
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Der Andere schrieb:
> Am einfachsten wäre es einfach die Masse des Led Streifens mit einem N
> Kanal Mosfet zu schalten.

Eben! Habe ich auch schon geschrieben, dass das die übliche Methode ist.
Ebenso habe ich ihm einen passenden LL Fet genannt.

Ich sehe schon, wir beide werden noch richtige Freunde. :-)

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