IRF3708 als Schalter

[Dasa (Gast)]

Hallo zusammen,

mit einem Mikrocontroller möchte ich gerne ein PC-Lüfter ansteuern. Der 
PC-Lüfter hat eine Sollspannung von 12 V und 0.45 A. Der µC-Pin hat eine 
Ausgangsspannung von 3.3 V.

Auf Basis dieser Daten, habe ich den IRF3708 ausgewählt:

VDS=30 V
VGS= ± 12 V
RDS(on) = 12 mΩ bei 4.5 V GS

Im Datenblatt des MOSFETs IRF3708 ist eine Schwellenspannung von max. 
VDS(th)=2.0 V angegeben.


Als kleine Testschaltung (siehe Bild "Testschaltung") wollte ich diesen 
Schaltungsteil ausprobieren.

Leider läuft der Lüfter bei der Schwellenspannung nicht an, erst wenn 
die Spannung 12 V beträgt. Eigentlich erwarte ich das, wenn die 3,3 V 
anlegen, der Lüfter loslegt. Habe ich einen Denkfehler?

[Teddy (Gast)]

Ist der Drain beschaltet? Sieht offen aus.

[GEKU (Gast)]

Dasa schrieb:
> Eigentlich erwarte ich das, wenn die 3,3 V
> anlegen, der Lüfter loslegt. Habe ich einen Denkfehler?

VGS(th) Gate Threshold Voltage 0.6 ––– 2.0 V VDS = VGS, ID = 250μA

Dasa schrieb:
> Leider läuft der Lüfter bei der Schwellenspannung nicht an, erst wenn
> die Spannung 12 V beträgt. Eigentlich erwarte ich das, wenn die 3,3 V
> anlegen, der Lüfter loslegt. Habe ich einen Denkfehler?

Welche Spannung ist gemeint? Vds oder Versorgungsspannung?

Laut Kurve im Datenblatt sollte der FET geeignet sein.

In der Schaltung sind die Pins des FETs falsch zugeordnet (z.B. PIN2 ist 
nicht das Gate)

Der Schaltungsaufbau ist auch nicht richtig, den der Motor hängt an GND, 
aber in der Schaltung auf +12V. Daher wirkt die Schaltung wie eine 
Emitterschaltung mit Spannungsverstärkung 1.

[GEKU (Gast)]

Ergänzung:
rote Kurve ist Spannung am Gate
blau Kurve ist die Spannung am Motor

[Dasa (Gast)]

Teddy schrieb:
> Ist der Drain beschaltet? Sieht offen aus.

Ich Idiot!!! Daaanke! Man sollte den Testaufbau wie im Schaltplan 
aufbauen, dann funktioniert es auch. Wald, Bäume und so...

[Dasa (Gast)]

GEKU schrieb:
> Welche Spannung ist gemeint? Vds oder Versorgungsspannung?

V(th).


GEKU schrieb:
> Der Schaltungsaufbau ist auch nicht richtig, den der Motor hängt an GND,
> aber in der Schaltung auf +12V. Daher wirkt die Schaltung wie eine
> Emitterschaltung mit Spannungsverstärkung 1.

Das war der Fehler. Ich sollte den Schaltungsaufbau auch nach meinem 
Plan machen. 12 V direkt an den Motor und die Masse wird vom Mosfet 
geschaltet. Jetzt läuft auch der Aufbau... Und es ist mir peinlich...

[Dasa (Gast)]

VDS(th) natürlich ;) - Ich geh jetzt ins Bett.

[GEKU (Gast)]

Dasa schrieb:
> Leider läuft der Lüfter bei der Schwellenspannung nicht an, erst wenn
> die Spannung 12 V beträgt. Eigentlich erwarte ich das, wenn die 3,3 V
> anlegen, der Lüfter loslegt. Habe ich einen Denkfehler?

Zeigt genau das beschriebene Verhalten.

[GEKU (Gast)]

Dasa schrieb:
> Und es ist mir peinlich...

Peinlich ist nur, Fehler nicht einzugestehen und nichts daraus zu 
lernen.
Gute Nacht!

[Dasa (Gast)]

Vollständigkeitshaber: VGS(th) habe ich eben gemeint, nicht VDS(th).

Danke an euch und gute Nacht!

[Jörg R. (solar77)]

Dasa schrieb:
> Vollständigkeitshaber: VGS(th) habe ich eben gemeint, nicht
> VDS(th).
>
> Danke an euch und gute Nacht!

Hallo Dasa,

nur noch ein Hinweis....

Wichtiger als VGS(th) für die Auswahl des Transistors ist der Parameter 
Rds(on). Hier garantiert der Hersteller bei welcher Spannung Ugs ein 
Mosfet sicher leitet. Dieser Wert wird in einer Tabelle angegeben.

Beim IRF3708 ist der Wert ab Ugs 2,8V spezifiziert.

In dem von dir verlinkten DB findest Du ihn auf Seite 2 in der 3ten 
Zeile.


Der Parameter VGS(th) gibt lediglich an ab wann der Transistor minimal 
leitend wird, im uA Bereich.

https://www.mikrocontroller.net/articles/FET

Wenn Du etwas nach unten scrollst sind einige Parameter beschrieben.

[GEKU (Gast)]

Jörg R. schrieb:
> VGS(th)

So ist es.

VGS (th) ist nur für die Vorauswahl nützlich, ob er für 3,3V SystemE 
grundsätzlich geeignet ist.
Dann macht es Sinn, sich die Ron Parameter anzusehen. Notfalls im 
Diagramm wenn's keine passenden Werte gibt.

[HildeK (Gast)]

GEKU schrieb:
> Dann macht es Sinn, sich die Ron Parameter anzusehen. Notfalls im
> Diagramm wenn's keine passenden Werte gibt.

Wobei man sich im Klaren sein muss, dass die Diagramme nur typische 
Werte und keine garantierten Mindestwerte angeben!

[Falk B. (falk)]

Dasa schrieb:

> mit einem Mikrocontroller möchte ich gerne ein PC-Lüfter ansteuern. Der
> PC-Lüfter hat eine Sollspannung von 12 V und 0.45 A. Der µC-Pin hat eine
> Ausgangsspannung von 3.3 V.
>
> Auf Basis dieser Daten, habe ich den IRF3708 ausgewählt:
>
> VDS=30 V
> VGS= ± 12 V
> RDS(on) = 12 mΩ bei 4.5 V GS

Bist du sicher, daß das ausreichend niederohmig ist? Immerhin entstehen 
da schon bedenkliche 2,5mW Verlustleistung am MOSFET. Da würde ich nicht 
so machen. Alles über 5mOhm ist da eher unbrauchbar . . .

[GEKU (Gast)]

Falk B. schrieb:
> Immerhin entstehen da schon bedenkliche 2,5mW

Das ist sich nicht im Ernst gemeint, oder?

Junction-to-Ambient 62 Grad pro Watt, das bedeutet die 
Temperaturerhöhung ist gerade einmal 0,2 Grad und das ohne Kühlkörper.

[Norbert S. (norberts)]

Moin,

Um das mal wieder (immer wieder) klarzustellen: Die VGSth ist die 
Spannung, unterhalb derer der Mosfet garantiert nicht leitet (oder 
minimal).
Ab da fängt er an zu leiten. Ab wann man damit auch schalten kann gibt 
der RDSon @ X,YV GS an.
Die VGSth braucht eigentlich kein Mensch (naja fast keiner).
Ab wann der Fet schaltet, sieht man in dem Diagramm VGS vs. QG. Das 
verläuft meist linear nach oben, mit einem mehr oder weniger 
waagerechten Plateau bei der "Schaltspannung". Da sinkt der RDSon, 
darüber ist Schaltbetrieb.
Bei diesem Ding geht das Plateau bis etwa 2,3V, wobei diese Diagramme 
immer "Typ." sind und nicht garantiert. Daß er dann ab 2,8V spezifiziert 
ist, ist erstaunlich knapp. Meist liegt das weiter auseinander.

Gruß,
Norbert

[Jörg R. (solar77)]

Norbert S. schrieb:
> Um das mal wieder (immer wieder) klarzustellen: Die VGSth ist die
> Spannung, unterhalb derer der Mosfet garantiert nicht leitet (oder
> minimal).

Die Einen sagen so...die Anderen so;-)

Hier die Definition aus der Forenseite:

####
Gate-Source Threshold Voltage  V_GS(th)

Gatespannung, ab welcher der Transistor minimal leitend wird (I_D 
typisch 100-200µA), große Toleranz, typisch 1:2 zwischen Minimum und 
Maximum
####

Und darunter kann der Mosfet eben noch minimal leiten, nach Deiner 
Definition. Er leitet darüber aber garantiert minimal, im uA-Bereich.

[Norbert S. (norberts)]

Moin,

Ja, ich habe es vereinfacht dargestellt. Was ich ausdrücken wollte ist, 
daß die Angabe vollkommen untauglich ist um zu beurteilen, ab welcher 
Spannung man mit dem Ding schalten kann.
Unter dem min.-Wert ist er aus (für Leistungsanwendungen), über dem 
max.-Wert aber noch lange nicht richtig an.

Gruß,
Norbert