Warum wird dieser FET als HIGH Side Switch verwendet?

[Michael W. (Gast)]

Warum werden die Segmente in dieser Schaltung mit einem NFET als 
High-Side Switch geschaltet?

Damit Strom fließt, braucht man ja zwischen G-S eine gewisse Spannung. 
Die Gate Steuerspannung wird aber um den Spannungsabfall an der 
LED+Vorwiderstand vermindert, dodaß der FET ja nie ganz durchschalten 
kann: würde er ganz durchschalten, wäre UGs ~ 0V und damit I=0.

Ich hätte auf der Low-Side geschaltet.

Was ist der Sinn hinter dieser Variante?

[MaWin (Gast)]

Michael W. schrieb:
> Was ist der Sinn hinter dieser Variante

Ahnungsloser Bastlerquatsch, solche Fehler sieht man im Internet jeden 
Tag.

"Warum, leuchtet doch"

Natürlich sollten dort ordentliche PMOSFET hin, mit pull up.

[Ingo Less (Gast)]

Michael W. schrieb:
> Warum werden die Segmente in dieser Schaltung mit einem NFET als
> High-Side Switch geschaltet?
Ja, ist absoluter Quatsch...

> Ich hätte auf der Low-Side geschaltet.
Wenn gemeinsame Anode, so wie auf dem Bild, kann man nur High-Side 
schalten

> Was ist der Sinn hinter dieser Variante?
Erschließst sich mir auch nicht, dürfte auch nicht gut funktionieren.

Richtig wäre hier, einen PNP oder P-MOS zu verwenden...

[Ingo Less (Gast)]

Sieht m.M.n. nach PAL-Prüfung aus?!

[ArnoR (Gast)]

Du bringst da einiges Durcheinander. In der Schaltung arbeiten die BS170 
als HighSide-Schalter. In Sourcefolgerschaltung, das ist vergleichbar 
mit dem Emitterfolger bei Bipos.

Die Überlegungen zur Gate-Source-Spannung stimmen soweit. Ob die 
Schaltung funktioniert hängt von der Uf der Anzeige, der 
Gateansteuer-Spannung, der individuellen Gate-Source-Spannung der 
BS170...ab.

[ArnoR (Gast)]

Na super, während man antwortet, ändert der TO einfach den 
ursprünglichen Text, so dass die Antwort dann voll daneben geht.

Oben stand LowSide-Schalter.

[Bolde (Gast)]

Der BS170 hat eine "Gate Threshold Voltage" von 0,8 bis 3 V.
Die LEDs haben eine typ. Uf von 2,1 V (grün)

Ganz schön auf Kante genäht.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Ingo Less schrieb:
> Richtig wäre hier, einen PNP

Selbst ein NPN wäre hier noch besser als diese dümmstmögliche Variante.

[Ohje (Gast)]

Bolde schrieb:
> Der BS170 hat eine "Gate Threshold Voltage" von 0,8 bis 3 V.
> Die LEDs haben eine typ. Uf von 2,1 V (grün)
>
> Ganz schön auf Kante genäht.

Das sowieso.

Blöd ist außerdem:
Die Treshold des FET unterliegt einer großen Streuung, allerdings 
bestimmt die maßgeblich den LED-Strom mit. Das heißt, dass die 
Helligkeit der Anzeige Exemplarabhängig ist. noch schlimmer: Wenn man 
den FET von einem anderen Hersteller kauft, ändert sich die Helligkeit 
auch.
Jaja, auch die LED streuen, allerdings ist der Effekt der TH hier schon 
sehr groß.

Sowas baut man nicht, wenn man es für das gleiche Geld besser bauen 
kann. Und da sehe ich kein wirkliches Hindernis.
Vermutlich wollte man einen Inverter "sparen".

[Peter D. (peda)]

Man kennt ja die linke Seite der Schaltung nicht. Vielleicht liefert die 
15V Pegel (Hochvolt-CMOS), z.B. der MC14553B.

[Ingo Less (Gast)]

Peter D. schrieb:
> Man kennt ja die linke Seite der Schaltung nicht. Vielleicht liefert die
> 15V Pegel (Hochvolt-CMOS), z.B. der MC14553B.
Ja, aber wer bitte macht denn sowas...?

[Doc. Emmet Brown (Gast)]

Wenn man schon aus Vereinfachungsgründen einen N-MOS für die High Side 
einsetzt, dann kann man auch die 330R Widerstände R11 bis R17 weglassen 
und nur durch einen einzigen Widerstand in der Sourceleitung des BS170 
ersetzen. Das führt dann zwar auch zu Helligkeitsschwankungen, aber das 
scheint ja wohl egal zu sein.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Michael W. schrieb:
> Warum werden die Segmente in dieser Schaltung mit einem NFET als
> High-Side Switch geschaltet?

Warum nicht?

> Damit Strom fließt, braucht man ja zwischen G-S eine gewisse Spannung.
> Die Gate Steuerspannung wird aber um den Spannungsabfall an der
> LED+Vorwiderstand vermindert, dodaß der FET ja nie ganz durchschalten
> kann

Das kommt ja wohl darauf an, mit welcher Spannung die MOSFET angesteuert 
werden. Clever wie du bist, hast du gerade diesen Teil abgeschnitten.

Peter D. schrieb:
> Man kennt ja die linke Seite der Schaltung nicht. Vielleicht liefert die
> 15V Pegel (Hochvolt-CMOS), z.B. der MC14553B.

Ach guck. Andere kommen auch auf diese Idee.

Ingo Less schrieb:
> Ja, aber wer bitte macht denn sowas...?

Jemand, der mit 4000er CMOS baut? Viele Wege führen nach Rom.

[Michael W. (Gast)]

ArnoR schrieb:
> Du bringst da einiges Durcheinander. In der Schaltung arbeiten die BS170
> als HighSide-Schalter. In Sourcefolgerschaltung, das ist vergleichbar
> mit dem Emitterfolger bei Bipos.
>
> Die Überlegungen zur Gate-Source-Spannung stimmen soweit. Ob die
> Schaltung funktioniert hängt von der Uf der Anzeige, der
> Gateansteuer-Spannung, der individuellen Gate-Source-Spannung der
> BS170...ab.

Das hab ich geändert. Auch den Titel der Frage...das ändert aber nichts 
daran, dass ich es nicht verstehe.

[Michael W. (Gast)]

ArnoR schrieb:
> Na super, während man antwortet, ändert der TO einfach den
> ursprünglichen Text, so dass die Antwort dann voll daneben geht.
>
> Oben stand LowSide-Schalter.

sorry. es ist ja ein HIGH Side Schalter. Das hab ich in der Frage falsch 
formuliert und selbst erkannt. Du warst zu schnell mit der Antwort. 
Sorry ;-)

[Michael W. (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Das kommt ja wohl darauf an, mit welcher Spannung die MOSFET angesteuert
> werden. Clever wie du bist, hast du gerade diesen Teil abgeschnitten.
>

Die Ansteuerung kommt von einem IO Port mit 5V.

[Ingo Less (Gast)]

Michael W. schrieb:
> Die Ansteuerung kommt von einem IO Port mit 5V.
Und damit is die Ansteuerung fürn Arsch...

[Michael W. (Gast)]

MaWin schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> Was ist der Sinn hinter dieser Variante
>
> Ahnungsloser Bastlerquatsch, solche Fehler sieht man im Internet jeden
> Tag.
>
> "Warum, leuchtet doch"
>
> Natürlich sollten dort ordentliche PMOSFET hin, mit pull up.

Das ist ein Steck-Aufsatz für einen Arduino, der an einer HTL (=höhere 
Schule für Elektronik) entwickelt und an Schüler verteilt wurde.

Ich habe jemandem bei einem Projekt mit dem Arduino geholfen, wo die 
7-Segment Anzeige angesteuert werden sollte. Dabei ist mir das 
aufgefallen, als ich den Schaltplan sah...

Bastlerquatsch hätte ich mir an einer Elektronik Schule nicht erwartet. 
Ich war mir daher nicht sicher, und hab mal hier nachgefragt.

[Michael W. (Gast)]

Ingo Less schrieb:
> Michael W. schrieb:
>> Die Ansteuerung kommt von einem IO Port mit 5V.
> Und damit is die Ansteuerung fürn Arsch...

Sie muss "so halb" funktionieren, da das "Produkt" im Unterricht 
eingesetzt wird. Siehe meinen Kommentar unten...

Ich dachte, dass ich irgendwie ein Verständnisproblem hatte - aber 
scheinbar ist das wirklich Quatsch.

[Dieter (Gast)]

Doc. Emmet Brown schrieb:
> dann kann man auch die 330R Widerstände R11 bis R17 weglassen und nur
> durch einen einzigen Widerstand in der Sourceleitung des BS170

Das ist keine gute Idee. In dem Falle bekaemen die LED zu viel Strom ab.

Historisch war das eine Loesung, wenn LED Anzeigen mit deutlich 
verbesserter Helligkeit bei gleichem Strom eingesetzt wurden. Einen 
solchen BS170 zu verwenden war nachtraeglich einfacher als 7 
Widerstaende zu ersetzen oder einen weiteren Widerstand auf die Platine 
zu murksen. Solche Tipps standen frueher in der Funkschau und Elektor.

[Dieter (Gast)]

Dieter schrieb:
> LED zu viel Strom ab.

Wenn nur ein Segment leuchtet.

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Michael W. schrieb:
> Das hab ich geändert. Auch den Titel der Frage...das ändert aber nichts
> daran, dass ich es nicht verstehe.

Auch in kommerziellen Produkten sind sehr häufig wirklich schlechte 
Schaltungen zu finden, die nur gerade so funktionieren. So etwas kann 
z.B. dem Sparzwang geschuldet sein oder aber auch auf Inkompetenz des 
Entwicklers beruhen. Ich habe es auch schon erlebt, dass die Entwickler 
ein "ordentliches" Bauteil ausgewählt hatten, aber der Einkauf für die 
Großserienfertigung auf Grund des niedrigeren Preises einfach ein 
billigeres Bauteil einkaufte. Und der Einkäufer wurde dafür noch 
belobigt. In einem Fall führte solch eine Optimierung dazu, dass ein 
komplettes Fertigungslos in die Tonne gekloppt werden musste.

Vielleicht hatte der Entwickler bei der obigen Schaltung ja einen 
p-Kanal-MOSFET ausgewählt, der dem Einkäufer aber 0,2 ct zu teuer war. 
Immerhin durfte der Entwickler die Schaltung noch etwas anpassen, und es 
wurden nicht einfach andere Bauteile bestückt.

Ich vermute aber eher, es lag an der Inkomptenz des Entwicklers. Mich 
freuen solche Leute, denn irgendwann stehen solche Unternehmen bei mir 
auf der Matte und beauftragen mich damit, die Schaltung in Ordnung zu 
bringen. Hierbei zeigt sich meist einer der folgenden Gründe:

1. Der Entwickler ist völlig unerfahren und bastelt trotz entsprechenden 
Abschlusses planlos herum, weil er keine Bauelementekunde besitzt. Und 
eigentlich interessiert ihn der Job auch nicht wirklich, so dass er auch 
nicht bereit ist, sicher weiterzubilden.

2. Der Entwickler hat Schaltungen "schon immer so aufgebaut". Das 
funktionierte früher auch ganz gut, aber insbesondere bei heutigen 
digitalen Schaltkreisen mit sehr viel größerer Flankensteilheit geht das 
nicht mehr.

3. Der Entwickler ist völlig fachfremd. Hier teilt sich die Spreu vom 
Weizen: die einen wissen um ihre fehlenden Fachkenntnisse und 
beauftragen daher sehr zügig jemanden, der sich damit auskennt. Das sind 
Kunden, mit denen man sehr gut zusammen arbeiten kann. Die anderen 
stellen sich das alles ja nicht so schwierig vor und verstehen nicht, 
dass der Teufel im Detail liegt und ihre Bastelei meilenweit von einer 
profesionell entwickelten, funktionssicheren Schaltung entfernt ist. 
Solche Kunden sind anstrengend.

[Harald W. (wilhelms)]

Andreas S. schrieb:

> Vielleicht hatte der Entwickler bei der obigen Schaltung ja einen
> p-Kanal-MOSFET ausgewählt,

Nun, ein NPN "Normaltransistor" sollte an dieser Stelle funktionieren.
Vielleicht hat einer ja geglaubt, er könne diesen durch einen FET er-
setzen, "da FETS ja angeblich soo viel besser als "Bipos" sind".

> Mich freuen solche Leute, denn irgendwann stehen solche Unternehmen
> bei mir auf der Matte und beauftragen mich damit, die Schaltung in
> Ordnung zu bringen.

...und dann verhälst Du Dich nicht mehr so wie Dein Name sagt? :-)

[Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill)]

Harald W. schrieb:
> ...und dann verhälst Du Dich nicht mehr so wie Dein Name sagt? :-)

Solche "Witze" sind schon lange, sehr, sehr lange nicht mehr lustig.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Michael W. schrieb:
> Das ist ein Steck-Aufsatz für einen Arduino, der an einer HTL (=höhere
> Schule für Elektronik) entwickelt und an Schüler verteilt wurde.

Ah ja. Nun, dann ist die Schaltung in der Tat blödsinnig. Ein npn als 
Emitterfolger würde notfalls gehen. Die korrekte Lösung wäre ein 
p-MOSFET oder pnp, der l-aktiv eingeschaltet wird.

> Bastlerquatsch hätte ich mir an einer Elektronik Schule nicht erwartet.

Es gibt auch an guten Schulen schlechte Schüler. Oder Lehrer.

[Elektrofurz (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> Solche "Witze" sind schon lange, sehr, sehr lange nicht mehr lustig.

Ich find's lustig ? . Aber ich bin ja auch noch nicht so lange dabei.

[Lautloser (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> ...und dann verhälst Du Dich nicht mehr so wie Dein Name sagt? :-)
>
> Solche "Witze" sind schon lange, sehr, sehr lange nicht mehr lustig.

*Psst!*

[HildeK (Gast)]

Axel S. schrieb:
> Ah ja. Nun, dann ist die Schaltung in der Tat blödsinnig. Ein npn als
> Emitterfolger würde notfalls gehen. Die korrekte Lösung wäre ein
> p-MOSFET oder pnp, der l-aktiv eingeschaltet wird.
Alles richtig.
Trotzdem: hier hat jemand die Schaltung so aufgebaut, wie gezeichnet, 
hat getestet und festgestellt, ja, die Anzeigen tun. Prima, fertig!
Dass statt der geplanten 10mA durch die Segmente vielleicht nur 1mA 
fließen und man nur durch Glück ein gutes Exemplar des BS170 erwischt 
hat, interessiert dann nicht mehr. Dass dies Segemente nicht ganz so 
hell sind, wie sie sein könnten, fällt auch niemand auf - man hat ja 
keinen Vergleich.

>> Bastlerquatsch hätte ich mir an einer Elektronik Schule nicht erwartet.
>
> Es gibt auch an guten Schulen schlechte Schüler. Oder Lehrer.
Den Schülern würde ich einen Bonus geben, die wollen/müssen das ja erst 
noch lernen. Selbst den Lehrer muss man in Schutz nehmen. Der hat 
vermutlich Physik-Lehramt studiert. Das befähigt ihn i.A. aber nicht, 
ausreichend viel über die Feinheiten von Schaltungen und Bauelementen zu 
wissen. Und 'interessierter Hobbybastler', der das sicher richtig 
gemacht hätte, ist keine Voraussetzung für eine solche Tätigkeit.
Ich würde wetten, dass es genügend Bachelor-Absolventen (E-Technik) 
gibt, die das auch nicht besser gemacht hätten.
Kritisch wird es dann, wenn der Lehrer schon ein paar Jahre als 
Elektronik-Entwickler hinter sich gebracht hätte ...

[2 Cent (Gast)]

Andreas S. schrieb:
> anderen
> stellen sich das alles ja nicht so schwierig vor und verstehen nicht,
> dass der Teufel im Detail liegt und ihre Bastelei meilenweit von einer
> profesionell entwickelten, funktionssicheren Schaltung entfernt ist.
> Solche Kunden sind anstrengend.
Wie wahr. Sowas gibts hier in jedem fünfzigsten Thread auch. Zugegeben, 
manchmal ist "fertigwerden", bei Projekten die sowieso nur einmalig von 
zwölf bis mittags funktionieren sollen, eine ausreichende Lösung. Nicht 
vorbildlich, aber ausreichend. Ohne Wertung: die erstrebenswerte 
Lösung für BWL.


Andreas S. schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> ...und dann verhälst Du Dich nicht mehr so wie Dein Name sagt? :-)
>
> Solche "Witze" sind schon lange, sehr, sehr lange nicht mehr lustig.
Das ist die Schönheit von Humor: auch du darfst trotzdem mitlachen :D


Michael W. schrieb:
> Bastlerquatsch hätte ich mir an einer Elektronik Schule nicht erwartet.
Das erstaunt mich auch. Immerhin dient das Teil jetzt als schlechtes 
Beispiel.
Ein sehr gutes sogar, absolut diskussionswürdig!