Signalled mit Mosfet statt Transistor schalten. Gründe?

[T.M .. (max)]

Hallo,

mir ist aufgefallen, dass bei den neueren Arduino boards mit dem SAMD21 
(3.3V) Mosfets (2N7002LT1G) zum Schalten von Signalleds benutzt werden, 
da der Chip nur wenig Strom liefert.

Gibt es einen Grund warum man keine Transistoren wie bc817 benutzt? Was 
sind denn da die Vorteile?

[Harald W. (wilhelms)]

T.M .. schrieb:

> Gibt es einen Grund warum man keine Transistoren wie bc817 benutzt? Was
> sind denn da die Vorteile?

Vielleicht sind die jetzigen billiger? Übrigens sind auch
Mosfets Transistoren.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Wenn die Schaltung im linken Bild der Realität entspricht, hat man bzgl.
der Belastung der µC-Ausgänge gar nichts gewonnen, ganz im Gegenteil :)

[2 Cent (Gast)]

Mosfets: R109 wegsparbar. Ausserdem Uds fast null, dh an kleinen 
Versorgungsspannungen funzt der LED-Vorwiderstand besser als 
"Konstantstrom-Ersatz"; LEDs mit hoeheren Spannungen (kuerzere 
Wellenlaenge) sicherer ansteuerbar.

Allerdings: bc817 ist ja schon sehr weit hochgezuechtet. Solch kleine 
Ucesat kannte ich garnicht. Bin wohl ein "zu alter Bastler" um die Frage 
helfend zu beantworten. Immerhin konnte ich jetzt aus der Fragestellung 
etwas neues lernen. Danke!

[T.M .. (max)]

Hallo,

ja die linke Schaltung ist vom Zero
https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/Zero_V1.0.pdf

beim M0 fehlt der Widerstand allerdings.
https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/arduino-M0-pro-schematic.pdf

Wusste gar nicht, dass man den weglassen kann. Benutze meistens 10k zB 
beim BSS138

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

T.M .. schrieb:
> ja die linke Schaltung ist vom Zero
Manchmal kommt mir der Gedanke, dass diese Arduino-Dinger wild 
zusammengebastelt sind...

> beim M0 fehlt der Widerstand allerdings.
Ist auch ein ungeschickte Idee, denn solange der Pin im Reset ist, oder 
wenn er als offener Eingang konfiguriert ist, dann hängt das Gate des 
Mosfets in der Luft.

> Benutze meistens 10k zB beim BSS138
Besser so.

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Lothar M. schrieb:
> Ist auch ein ungeschickte Idee, denn solange der Pin im Reset ist, oder
> wenn er als offener Eingang konfiguriert ist, dann hängt das Gate des
> Mosfets in der Luft.

Macht hier aber ausnahmsweise nichts.

[2 Cent (Gast)]

T.M .. schrieb:
> Wusste gar nicht, dass man den weglassen kann
Grundlagen: bei Mosfets ist keinerlei Gatestrombegrenzung notwendig. 
Mosfets sind leistungslos spannunggesteuert.




Lothar M. schrieb:
>> beim M0 fehlt der Widerstand allerdings.
> Ist auch ein ungeschickte Idee, denn solange der Pin im Reset ist, oder
> wenn er als offener Eingang konfiguriert ist, dann hängt das Gate des
> Mosfets in der Luft.

Nein! Die Klammerdioden des uC schuetzen das Gate jederzeit vor 
ESD-Beschaedigung. Und im Betrieb: WURRRRSCHT mir "RRRR"

[T.M .. (max)]

Ja man muss dazu sagen, dass beim Zero ja jetzt nichts auf 
Stromverbrauch optimiert ist bestimmt. Der wird ja über USB oder DC 
Buchse versorgt.

Ich habe mich nur gefragt bei einer Schaltung, die mit Batterie laufen 
soll, ob es hier einen Vorteil zwischen "normalem" transistor und Mosfet

[2 Cent (Gast)]

T.M .. schrieb:
> Ich habe mich nur gefragt bei einer Schaltung, die mit Batterie laufen
> soll, ob es hier einen Vorteil zwischen "normalem" transistor und Mosfet

Wenn die Led die meiste Zeit Leu

[2 Cent (Gast)]

chten soll (auch meine Tastatur macht manchmal mittendrin Schluss); 
egal!

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

2 Cent schrieb:
> Nein! Die Klammerdioden des uC schuetzen das Gate jederzeit vor
> ESD-Beschaedigung.
Darum geht es nicht, sondern darum, dass der Mosfet dann nicht im 
Schalt- sondern im Linearbetrieb mit höherer Verlustleistung betreiben 
wird. Aber crazyhorse hat Recht: das macht hier wegen der geringen 
Leistungen nichts aus.

2 Cent schrieb:
> Grundlagen: bei Mosfets ist keinerlei Gatestrombegrenzung notwendig.
Naja, bei so manchem Schalt-Mosfet müssen die aber rein, weil sonst 
wegen der steilen Schaltflanken kein Funkempfang mehr drin ist. Insofern 
passen diese "Grundlage" nicht so universell.

[georg (Gast)]

T.M .. schrieb:
> ob es hier einen Vorteil zwischen "normalem" transistor und Mosfet

Gegenüber dem Strom durch die LED ist der Strom durch R109 
vernachlässigbar - vorausgesetzt er hat einen halbwegs vernünftigen 
Wert, etwa 10..100 kOhm. 330 R ist Hyperpfusch.

Das Problem ist einen MOSFET zu verwenden, der mit so geringer Spannung 
(<3 V) durchgeschaltet werden kann.

Georg

[HildeK (Gast)]

T.M .. schrieb:
> Ich habe mich nur gefragt bei einer Schaltung, die mit Batterie laufen
> soll, ob es hier einen Vorteil zwischen "normalem" transistor und Mosfet

Der bipolare T braucht ein wenig Basisstrom, der MOSFET nicht.
Bei Batteriebetrieb verwendet man eine effiziente LED, die schon im 
unteren mA-Bereich ausreichend hell ist und bei den geringen Strömen ist 
der Transistor gar nicht notwendig. Man steuert sie direkt mit dem 
Portpin an.

[m.n. (Gast)]

Es würde ein Widerstand reichen, um die LED direkt mit dem Pin 
anzusteuern.
Ich finde beide Schaltungen voll daneben.

In Folge werden dann weltweit LEDs nur noch mit exakt gleicher 
Beschaltung angesteuert werden. Einer denkt sich nichts und die Anderen 
denken dann genau so. Ich erinnere an die 47 pF am Reset-Pin :-(

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

2 Cent schrieb:
> Die Klammerdioden des uC schuetzen das Gate jederzeit vor
> ESD-Beschaedigung.

Das ist nicht das Problem, sondern die auftretende Verlustleistung im 
halbdurchgesteuerten Betrieb. Mit einem SOT23-Winzling kann man 
problemlos etliche Ampere schalten. Nennenswerte Verlustleistung 
verkraftet der aber nicht - puff. Also sollte man schon (fast) immer den 
Widerstand vorsehen. Ist eine Beschädigung (wie hier) gar nicht möglich, 
kann man den auch weglassen. Kostet aber so gut wie nichts, also ist man 
auch nicht schlecht beraten, den immer vorzusehen.

[michael_ (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Darum geht es nicht, sondern darum, dass der Mosfet dann nicht im
> Schalt- sondern im Linearbetrieb mit höherer Verlustleistung betreiben
> wird. Aber crazyhorse hat Recht: das macht hier wegen der geringen
> Leistungen nichts aus.

Nicht nur deshalb.
Es ist wurscht, wo die Energie verbraten wird.
Im Transi oder R.

Aber natürlich muß im linken Bild optimiert werden.
Bei 3,3V und gelber LED bleibt nicht viel Luft.

Im rechten Bild mit 5V stören die 0,3V (?) des Transistors nicht.

[Schreiber (Gast)]

H.Joachim S. schrieb:
> Das ist nicht das Problem, sondern die auftretende Verlustleistung im
> halbdurchgesteuerten Betrieb. Mit einem SOT23-Winzling kann man
> problemlos etliche Ampere schalten. Nennenswerte Verlustleistung
> verkraftet der aber nicht - puff.

Hier sind es eher ein paar MILLIampere, der schaltet ja nur eine 
Signal-LED

H.Joachim S. schrieb:
> Kostet aber so gut wie nichts, also ist man
> auch nicht schlecht beraten, den immer vorzusehen.

Kostet durchaus etliche tausend Euro, zumindest wenn die Stückzahl sich 
im Millionenbereich bewegt. Und das wird sie hier vermutlich tun...

[H.Joachim S. (crazyhorse)]

Schreiber schrieb:
> Hier sind es eher ein paar MILLIampere, der schaltet ja nur eine
> Signal-LED

Nicht alles gelesen??

[2 Cent (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Grundlagen: bei Mosfets ist keinerlei Gatestrombegrenzung notwendig.
> Naja, bei so manchem Schalt-Mosfet müssen die aber rein, weil sonst
> wegen der steilen Schaltflanken kein Funkempfang mehr drin ist. Insofern
> passen diese "Grundlage" nicht so universell.
Einwand ist 100% OK, Da bin ich bei dir!
Abar: Zum Mitdenken an alle Betroffenen (wegen allgemeiner Aussagen 
wurde ich hier kritisiert). Fragen (bitte nicht hier Antworten 
schreiben, ist OT, nur Mitdenken)
-Wegen des Gatestroms????
-Bei einer Led auf der Platine eines Controllers???


HildeK schrieb:
> Bei Batteriebetrieb verwendet man eine effiziente LED, die schon im
> unteren mA-Bereich ausreichend hell ist und bei den geringen Strömen ist
> der Transistor gar nicht notwendig. Man steuert sie direkt mit dem
> Portpin an.
Das darf ich toppen: geschlachtete kleine weisse Beleuchtungsleds 
(Baujahr ca 2016, kaputt nach 3 Wochen, Chinakracher) aus 
E27-Leuchtmittel "blenden" als Anzeigeled mit nur 100uA.

georg schrieb:
> Das Problem ist einen MOSFET zu verwenden, der mit so geringer Spannung
> (<3 V) durchgeschaltet werden kann.
Kleiner als 3V??? Haeh??? Aussrdem muss er ja nicht bis "Werbungsgrenze" 
durchschalten.

georg schrieb:
> 330 R ist Hyperpfusch
100% Ack!


H.Joachim S. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Die Klammerdioden des uC schuetzen das Gate jederzeit vor
>> ESD-Beschaedigung.
>
> Das ist nicht das Problem, sondern die auftretende Verlustleistung im
> halbdurchgesteuerten Betrieb. Mit einem SOT23-Winzling kann man
> problemlos etliche Ampere schalten. Nennenswerte Verlustleistung
> verkraftet der aber nicht - puff. Also sollte man schon (fast) immer den
> Widerstand vorsehen. Ist eine Beschädigung (wie hier) gar nicht möglich,
> kann man den auch weglassen. Kostet aber so gut wie nichts, also ist man
> auch nicht schlecht beraten, den immer vorzusehen.
Gatewiderstand zur Begrenzung der Verlustleistung eines Mosfets? Es ist 
sehr heiss heute. Puff? Nur mit Klimaanlage :D

m.n. schrieb:
> Es würde ein Widerstand reichen, um die LED direkt mit dem Pin
> anzusteuern.
> Ich finde beide Schaltungen voll daneben.
>
> In Folge werden dann weltweit LEDs nur noch mit exakt gleicher
> Beschaltung angesteuert werden. Einer denkt sich nichts und die Anderen
> denken dann genau so. Ich erinnere an die 47 pF am Reset-Pin :-(
100% Ack, aber: Kommt auf die Leistung der Led an.

[2 Cent (Gast)]

michael_ schrieb:
> Im rechten Bild mit 5V stören die 0,3V (?) des Transistors nicht.

Datenblatt bc817 wird auch dich erstaunen

[2 Cent (Gast)]

Achso, voellig OT, aber wird von Anfaengern auch falsch interpretiert 
werden:

Lothar M. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Grundlagen: bei Mosfets ist keinerlei Gatestrombegrenzung notwendig.
> Naja, bei so manchem Schalt-Mosfet müssen die aber rein, weil sonst
> wegen der steilen Schaltflanken kein Funkempfang mehr drin ist. Insofern
> passen diese "Grundlage" nicht so universell.
Wie gesagt, im allgemeinen speziellen 100 ACK!


Hinweis: R109 ist nicht(!) zur Gatestrombegrenzung. Bei R109 ging es nur 
um die Idee, das Gate des Mosfets in einem definierten Ausschaltbereich 
zu halten (Parallelwiderstand), auch wenn die Pins des uC hochohmig 
(alsEingang, Resetmoment, abgeschmiert...)sind.

Nicht noetige Gatestrombegrenzung war von mir gemeint als "versus 
Basisstromnbegrenzung" (Basisvorwiderstand) am BJT, also Bauteilaufwand.

Ein Widerstand zur Gatestrombegrenzung findet sich in keinem der 
Schaltbilder.
Wie gesagt: alles voellig OT

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

2 Cent schrieb:
> Gatewiderstand zur Begrenzung der Verlustleistung eines Mosfets?
Nein, Pulldown gegen floatendes Gate.

[2 Cent (Gast)]

Auch OT, auch mein Fehler als "Allgemeinbeschreibung jederzeit". 
Ausserdem hatte ich es nicht kapiert:

2 Cent schrieb:
> H.Joachim S. schrieb:
>> 2 Cent schrieb:
>>> Die Klammerdioden des uC schuetzen das Gate jederzeit vor
>>> ESD-Beschaedigung.
>>
>> Das ist nicht das Problem, sondern die auftretende Verlustleistung im
>> halbdurchgesteuerten Betrieb. Mit einem SOT23-Winzling kann man
>> problemlos etliche Ampere schalten. Nennenswerte Verlustleistung
>> verkraftet der aber nicht - puff. Also sollte man schon (fast) immer den
>> Widerstand vorsehen. Ist eine Beschädigung (wie hier) gar nicht möglich,
>> kann man den auch weglassen. Kostet aber so gut wie nichts, also ist man
>> auch nicht schlecht beraten, den immer vorzusehen.
> Gatewiderstand zur Begrenzung der Verlustleistung eines Mosfets? Es ist
> sehr heiss heute. Puff? Nur mit Klimaanlage :D

Es ist wirklich heiss! Ich bin verwirrt. Du hast natuerlich den 
Abschaltwiderstand (R109) gemeint. Recht Du hast bei anliegender 
Versorgungspsannung, Fehlprogrammierung, und fetter LED-Leistung und zB 
"brummen" auf die "falsche" Spannung  am offenen Gate.
Tschuldigung!

[2 Cent (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>> Gatewiderstand zur Begrenzung der Verlustleistung eines Mosfets?
> Nein, Pulldown gegen floatendes Gate.

Jaja. Jetzt. Danke :D

[T.M .. (max)]

Hallo,
darf ich nochmal kurz zum Anfang der Frage zurückkehren.. mir ist nicht 
ganz klar wie man diese jetzt beantworten kann.

Es geht also um LEDS an 3.3V, exemplarisch diese Frage auch gerne für 
größere Lasten: wie schalten eines Relais, Buzzer, sagen wir max 100mA.
(Ja es gibt auch Leds für kleinere Ströme, aber wir nehmen jetzt einmal 
für da Beispiel eine "normale")

Welchen Unterschied machen diese zwei Transistor-Typen? Ist einer zB 
energiesparender?

[Thomas E. (picalic)]

T.M .. schrieb:
> Ist einer zB
> energiesparender?

Ja, der FET spart normalerweise Energie gegenüber dem bipolaren 
Transistor, weil kein Steuerstrom notwendig ist, um ihn durchgeschaltet 
zu halten (wenn er nicht gerade so unsinnig mit 330 Ohm gegen Masse 
beschaltet ist, wie Deinem Bild).

[Einer K. (Gast)]

Thomas E. schrieb:
> (wenn er nicht gerade so unsinnig mit 330 Ohm gegen Masse
> beschaltet ist, wie Deinem Bild).

Ich halte das für einen Druckfehler.
33K oder auch 330K sind plausibler


Aus dem Rest des Schaltplans geht hervor, dass für andere FET 100K und 
1M Pulldown verwendet werden.
Da wissen die Leute, was sie tun (vermute ich mal)

Da ich keinen plausiblen Grund für die 330R erkennen kann, halte ich es 
für einen Irrtum.

[m.n. (Gast)]

Arduino Fanboy D. schrieb:
> Da ich keinen plausiblen Grund für die 330R erkennen kann, halte ich es
> für einen Irrtum.

R2 mit 100 Ohm ist eben solch ein "Irrtum". Zum Grillen lege ich LEDs 
einfach in die Sonne.

> Aus dem Rest des Schaltplans geht hervor, dass für andere FET 100K und
> 1M Pulldown verwendet werden.
> Da wissen die Leute, was sie tun (vermute ich mal)

Ich denke, das Gegenteil ist der Fall.

[m.n. (Gast)]

T.M .. schrieb:
> exemplarisch diese Frage auch gerne für
> größere Lasten: wie schalten eines Relais, Buzzer, sagen wir max 100mA.

Es ist egal. Was in der Kiste ist, kommt auf die Platine.

[c-hater (Gast)]

2 Cent schrieb:

> Grundlagen: bei Mosfets ist keinerlei Gatestrombegrenzung notwendig.
> Mosfets sind leistungslos spannunggesteuert.

Das stimmt schlicht nicht. Mosfets besitzen eine Gatekapazität. Wenn 
diese umgeladen werden muss, geschieht das beileibe nicht leistungslos. 
Dementsprechend entsteht in der Stufe, die den MOSFET ansteuert, eine 
Verlustleistung, die von der Betriebspannung und der Impedanz der 
Steuerstufe abhängt.

D.h.: bei hinreichend großer Umschaltfrequenz ist natürlich die 
umgesetzte Verlustleistung zu begrenzen, um im zulässigen Bereich für 
die ansteuernde Stufe zu bleiben.

Nur für Anwendungen, die DC oder knapp daneben sind, kann man diesen 
Sachverhalt einfach mal so in den Skat drücken...

> Lothar M. schrieb:
>>> beim M0 fehlt der Widerstand allerdings.
>> Ist auch ein ungeschickte Idee, denn solange der Pin im Reset ist, oder
>> wenn er als offener Eingang konfiguriert ist, dann hängt das Gate des
>> Mosfets in der Luft.
>
> Nein! Die Klammerdioden des uC schuetzen das Gate jederzeit vor
> ESD-Beschaedigung. Und im Betrieb: WURRRRSCHT mir "RRRR"

Es ging Lothar sicher nicht darum, das Gate des MOSFET zu schützen, 
sondern vielmehr darum, den "Verbraucher" vor unkontrolliertem 
Einschalten des MOSFET zu schützen bzw. den MOSFET vor zu viel 
Verlustleistung. Und genau dafür ist ein Pullup/Pulldown (je nach 
MOSFET-Polarität) absolut das Mittel der Wahl.

Besonders wichtig ist das natürlich, wenn der "Verbraucher" in erster 
Instanz ein Induktivität ist, sprich: bei Schaltwandler-Anwendungen. Die 
funktionieren nämlich nur bestimmungsgemäß, wenn die Einschaltzeit 
entsprechend der Induktivität und deren maximalen Flux begrenzt ist. 
Danach fällt der Widerstand des "Verbrauchers" dramatisch und der Strom 
steigt über alle Grenzen, insbesondere natürlich über die Grenze dessen, 
was der MOSFET oder die Induktivität verträgt, was auch immer geringer 
ist...

[Max (Gast)]

Hallo,

Das ist ja interessant wirklich. Du scheinst dich da ja auszukennen, 
kannst du noch etwas zur Frage sagen welches man bei einer DC Anwendung 
bevorzugen sollte?

[Thomas E. (picalic)]

Arduino Fanboy D. schrieb:
> Da wissen die Leute, was sie tun

In Anbetracht der Tatsache, daß sie hier einen 2N7002 mit < 3,3V 
einschalten, bezweifele ich das auch.

[c-hater (Gast)]

Max schrieb:

> Das ist ja interessant wirklich. Du scheinst dich da ja auszukennen,
> kannst du noch etwas zur Frage sagen welches man bei einer DC Anwendung
> bevorzugen sollte?

Das hört sich so an, als wenn du das für eine entweder/oder-Entscheidung 
hältst. Nein, das ist es nicht. Es kann das eine nötig sein, es kann das 
andere nötig sein, es kann beides nötig sein oder nichts von beidem.

Bei einer Quasi-DC Anwendung ist es allerdings relativ wahrscheinlich, 
dass keine Strombegrenzung benötigt wird.

Aber natürlich nicht sicher, das hängt einfach davon ab, was die 
Steuerstufe für Grenzen hat. Wenn du z.B. mit einem der (z.Z. nicht 
käuflichen) DCF77-Module von Pollin direkt einen MOSFET ansteuern 
möchtest, dann musst du dir definitiv auch nahe DC (mit maximal 10Hz 
Toggle) ernsthaft Gedanken darüber machen, ob der Ausgang den MOSFET 
abkann. Bei einem AVR8-Ausgang musst du hingegen beim gleichen MOSFET 
erst bei sehr viel höheren Frequenzen darüber nachdenken. Weil diese 
Dinger halt viel mehr Strom und Leistung liefern können, ohne Schaden zu 
nehmen...

Ähnlich komplex ist das bezüglich Pullup/Pulldown. Es kommt hier vor 
allem darauf an, was der MOSFET abkann und was der Verbraucher abkann. 
Ich würde aber hier immer einen vorsehen, wenn die Leistung der Sache, 
die der MOSFET steuern soll, oberhalb von einigen zehn Milliwatt liegt 
und/oder der Verbraucher eine definierte benötigt, um korrekt arbeiten 
zu können. Also immer dann, wenn irgendwelche Logik nur für einen 
bestimmten Zeitraum mit Betriebsspannung versorgt werden soll.

[Thomas E. (picalic)]

Max schrieb:
> welches man bei einer DC Anwendung
> bevorzugen sollte?

Das kann man so pauschal nicht sagen - kommt ganz auf die Daten der 
DC-Anwendung an. Für simple Anzeige-LEDs würde ich bipolare Transistoren 
bevorzugen. Meistens kommt es auf das bisschen Basisstrom auch nicht an 
und FETs sind in der Regel doch noch ein wenig teurer. Außerdem lassen 
sich damit auch ganz simple Konstantstromquellen aufbauen, indem man den 
LED-Vorwiderstand in die Emitterleitung legt. Dabei kann man sich dann 
ggf. auch noch den Basis-Widerstand sparen und bei hochohmigem Port 
bleibt die LED auch ohne Pull-Down aus. Beim FET kann man auf diese Art 
den LED-Strom nicht so einfach definieren, weil UGS deutlich mehr 
streut, als UBE beim bipolaren Transistor.

Der FET wiederum bietet einen besseren Schutz für den µC, falls an Drain 
u.U. auch mal versehentlich eine negative Spannungen angelegt wird. Da 
leitet dann halt die Body-Diode und der µC-Port ist prinzipiell vom 
Laststromkreis isoliert.
Beim bipolaren Transistor führt eine negative Spannung am Kollektor auch 
zum Einspeisen einer negativen Spannung in den µC-Pin.

[c-hater (Gast)]

c-hater schrieb:

> und/oder der Verbraucher eine definierte benötigt, um korrekt arbeiten
> zu können.

Mist, hier fehlt das Wörtchen "Spannung", um der Aussage irgendeinen 
Sinn zu geben. Bitte selber einfügen zwischen "definierte" und 
"benötigt". Sorry...

[2 Cent (Gast)]

c-hater schrieb:
> 2 Cent schrieb:
>
>> Grundlagen: bei Mosfets ist keinerlei Gatestrombegrenzung notwendig.
>> Mosfets sind leistungslos spannunggesteuert.
>
> Das stimmt schlicht nicht. Mosfets besitzen eine Gatekapazität. Wenn
> diese umgeladen werden muss, geschieht das beileibe nicht leistungslos.
> Dementsprechend entsteht in der Stufe, die den MOSFET ansteuert, eine
> Verlustleistung, die von der Betriebspannung und der Impedanz der
> Steuerstufe abhängt.
>
> D.h.: bei hinreichend großer Umschaltfrequenz ist natürlich die
> umgesetzte Verlustleistung zu begrenzen, um im zulässigen Bereich für
> die ansteuernde Stufe zu bleiben.
>
> Nur für Anwendungen, die DC oder knapp daneben sind, kann man diesen
> Sachverhalt einfach mal so in den Skat drücken...

Du willst bei HF-Anwendungen den Gatestrom (den Umladestrom der 
Gatekapazitaet) der Leistungsendstufe begrenzen, um deren Treiberstufe 
zu schonen? Seltsame Idee. Dann glueht die Enstufe.


Zu deinem naechsten Zitat. Dieses wurde von mir bereits gestern wieder 
gerade grueckt:
Beitrag "Re: Signalled mit Mosfet statt Transistor schalten. Gründe?"
Liest du nur jeden fuenften post?



c-hater schrieb:
> Max schrieb:
>
>> Das ist ja interessant wirklich. Du scheinst dich da ja auszukennen,
>> kannst du noch etwas zur Frage sagen welches man bei einer DC Anwendung
>> bevorzugen sollte?
>
> Das hört sich so an, als wenn du das für eine entweder/oder-Entscheidung
> hältst. Nein, das ist es nicht. Es kann das eine nötig sein, es kann das
> andere nötig sein, es kann beides nötig sein oder nichts von beidem.
>
> Bei einer Quasi-DC Anwendung ist es allerdings relativ wahrscheinlich,
> dass keine Strombegrenzung benötigt wird.
Soweit ich es lese (es ist heute immernoch sehr heiss; ) Max fragt zum 
Thema: "Signalled mit Mosfet statt Transistor schalten. Gründe?"welches 
man bei einer DC Anwendung bevorzugen sollte, und c-hater philosophiert 
daraufhin ueber einen Serienwiderstand am Gate, auweia.


c-hater schrieb:
> Bei einem AVR8-Ausgang musst du hingegen beim gleichen MOSFET
> erst bei sehr viel höheren Frequenzen darüber nachdenken. Weil diese
> Dinger halt viel mehr Strom und Leistung liefern können, ohne Schaden zu
> nehmen...
Andersrum wird ein Schuh draus. Den AVRs macht der sehr begrenzte 
Ausgangsstrom nix aus, aber: der Mosfet-Leistungsschalter fackelt doch 
gerade erst wegen einer (Gate)Strombegrenzung ab.


c-hater schrieb:
> Ähnlich komplex ist das bezüglich Pullup/Pulldown. Es kommt hier vor
> allem darauf an, was der MOSFET abkann und was der Verbraucher abkann.
> Ich würde aber hier immer einen vorsehen
100% bei dir! Ich würde auch immer einen vorsehen. Der dann in der 
Grossserie vom BWLer wegrationalisiert werden wird.

Thomas E. schrieb:
> Außerdem lassen
> sich damit auch ganz simple Konstantstromquellen aufbauen, indem man den
> LED-Vorwiderstand in die Emitterleitung legt. Dabei kann man sich dann
> ggf. auch noch den Basis-Widerstand sparen und bei hochohmigem Port
> bleibt die LED auch ohne Pull-Down aus
Sehr gute Sache das!

Thomas E. schrieb:
> Der FET wiederum bietet einen besseren Schutz für den µC, falls an Drain
> u.U. auch mal versehentlich eine negative Spannungen angelegt wird. Da
> leitet dann halt die Body-Diode und der µC-Port ist prinzipiell vom
> Laststromkreis isoliert.
> Beim bipolaren Transistor führt eine negative Spannung am Kollektor auch
> zum Einspeisen einer negativen Spannung in den µC-Pin.
Dein zweiter Name Tefal? Du denkst an alles! Respekt!

[Manfred (Gast)]

T.M .. schrieb:
> Es geht also um LEDS an 3.3V, exemplarisch diese Frage auch gerne für
> größere Lasten: wie schalten eines Relais, Buzzer, sagen wir max 100mA.

Sind Dir Grundlagen bipolarer Transistoren und Feldeffekttransistoren 
bekannt? Hast Du versucht, diese zu recherchieren?

Ein bipolarer Transistor BC_irgendwas hat eine Stromverstärkung, sagen 
wir mal, Faktor 30. Soll dieser eine Last von 100 mA schalten, muß die 
Basis mit einem Strom 100/33 = 3,3 mA versorgt werden. Diesen Strom muß 
der Controller liefern, vielleicht auch auf 10 Ausgängen gleichzeitig.

Ein FET hat keinen Gatestrom, der verhält sich wie ein kleiner 
Kondensator: Kurz aufladen, Spannung stehen lassen und offen bleibt er, 
ohne Strom. Schaltet der Controller ab, muß er den Gate-Kondensator 
natürlich entladen. In meinem Beispiel mit 10 aktiven Ausgängen würde 
ich also 33 mA Steuerstrom einsparen.

Kritisch wird das, wenn man häufig_ und _schnell schaltet. Die 
Gatekapazität des FETs muß bei jedem Schaltvorgang umgeladen werden, je 
höher die Schaltfrequenz, desto mehr Leistung fällt dafür an.

Für eine LED oder zwei Relais am Controller verwende ich bipolare 
Transistoren, einfach, weil sie billig und robust sind. Die Entscheidung 
beruht irgendwo auch auf Erfahrung und Bauchgefühl, unbenommen dieser 
gibt es jede Menge Glaubenskriege, was jeweils sinnvoll ist.

Thomas E. schrieb:
> Arduino Fanboy D. schrieb:
>> Da wissen die Leute, was sie tun
> In Anbetracht der Tatsache, daß sie hier einen 2N7002 mit < 3,3V
> einschalten, bezweifele ich das auch.

Oh ja, der ist auch schon bei 5 Volt UGS alles andere als toll. Für eine 
LED dürfte er genügen, dennoch gebe ich Dir recht: Ordentliches 
Schaltungsdesign geht anders.

[michael_ (Gast)]

Thomas E. schrieb:
> Der FET wiederum bietet einen besseren Schutz für den µC, falls an Drain
> u.U. auch mal versehentlich eine negative Spannungen angelegt wird. Da
> leitet dann halt die Body-Diode und der µC-Port ist prinzipiell vom
> Laststromkreis isoliert.
> Beim bipolaren Transistor führt eine negative Spannung am Kollektor auch
> zum Einspeisen einer negativen Spannung in den µC-Pin.

Bei einer LED?

Eigentlich ist es doch wurscht. Hauptsache die LED leuchtet irgendwie.
Der neue Kollege wollte eben einen FET.

[T.M .. (max)]

Oh wow ich danke euch für die letzten Beiträge!

Die werde ich mir definitiv mal speichern. Das ist doch ein ganzes 
Stückchen klarer nun geworden

[Thomas E. (picalic)]

michael_ schrieb:
> Bei einer LED?
>
> Eigentlich ist es doch wurscht.

Bei einer LED direkt auf dem PCB mit dem µC: ja, da ist es wurscht. Da 
braucht man eigentlich nichtmal einen Transistor - bei der Schaltung im 
linken Bild des Eingangs-Posts wäre es sogar viel besser, die LED direkt 
vom Port treiben zu lassen (weniger Last am Port, weniger Bauteile und 
weniger Energieverschwendung!).

Aber es gab ja auch noch das:
T.M .. schrieb:
> exemplarisch diese Frage auch gerne für
> größere Lasten: wie schalten eines Relais, Buzzer, sagen wir max 100mA.

Wenn diese Beispiel-Lasten über einen Stecker an das µC-PCB 
angeschlossen werden, könnte es ja sein, daß man eine gewisse Robustheit 
gegenüber Vertauschen und Verpolen von solchen Steckverbindungen haben 
möchte, dann wären solche Überlegungen evtl. nicht mehr wurscht.

[m.n. (Gast)]

Manfred schrieb:
> Ein bipolarer Transistor BC_irgendwas hat eine Stromverstärkung, sagen
> wir mal, Faktor 30. Soll dieser eine Last von 100 mA schalten, muß die
> Basis mit einem Strom 100/33 = 3,3 mA versorgt werden.

Bleib mal auf dem Tisch: ein BC817(-40) hat bei 100 mA eher eine 
Stromverstärkung von 300. Somit ist Deine Rechnung um Faktor 10 zu 
pessimistisch. Bezogen auf den 'Wirkungsgrad' ist der Basisstrom eher 
vernachlässigbar.

[BlaBla (Gast)]

Manfred schrieb:
> Kritisch wird das, wenn man häufig_ und _schnell schaltet. Die
> Gatekapazität des FETs muß bei jedem Schaltvorgang umgeladen werden, je
> höher die Schaltfrequenz, desto mehr Leistung fällt dafür an.

Handelt es sich nicht hier um Blindleistung?!

[Thomas E. (picalic)]

BlaBla schrieb:
> Handelt es sich nicht hier um Blindleistung?!

Nö, die Leistung bewirkt ja etwas, nämlich das Aufheizen der Bauteile. 
Also ist es Wirkleistung!

[Harald W. (wilhelms)]

m.n. schrieb:

> Bleib mal auf dem Tisch: ein BC817(-40) hat bei 100 mA eher eine
> Stromverstärkung von 300. Somit ist Deine Rechnung um Faktor 10 zu
> pessimistisch.

Bei Transistoren als Schalter rechnet man eher mit 30 für eine
geringere Ucesat. Als Treiber für eine Signal-LED stört aber
eine höhere Sättigungsspannung nicht. Bei dieser Anwendung
(Signal-LED) ist es aber wirklich völlig egal, was man da für
einen Transistor nimmt.

[soso... (Gast)]

T.M .. schrieb:
> Gibt es einen Grund warum man keine Transistoren wie bc817 benutzt? Was
> sind denn da die Vorteile?

Logischer ist ein FET. Ein FET ist ein Spannungsgesteuerter Schalter 
(naja, ok, Widestand). Wenn man mit einer Spannung eine LED schalten 
will, ist das die logische Wahl.

Warum nahm man früher BIP? Das ist historisch bedingt und war eine reine 
Geldfrage - BIP waren viel billiger.

Das ist heute nicht mehr so. FET wie der 2N7002 sind nicht teurer als 
ein BC817. Das wird wohl der Grund sein.

PS: BIP sind damit nicht obsolet oder veraltet, sondern einfach nur bei 
solchen Schaltanwendungen von FET verdrängt worden.

[MiMa (Gast)]

2 Cent schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Im rechten Bild mit 5V stören die 0,3V (?) des Transistors nicht.
>
> Datenblatt bc817 wird auch dich erstaunen

@IC/IB=10.. Trotzdem bemerkenswert!