Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik BSS83 Ersatztyp


von Tim  . (cpldcpu)


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Beim BSS83 handelt es sich um einen N-channel MOSFET mit sehr kurzer 
Schaltzeit (1 ns). Ich vermute, dass es sich um einen planaren typen 
handelt, d.h. kein DMOS und erst recht noch kein Trenchfet.

Anscheinend ist dieser Typ vor ein paar Jahren abgekündigt worden. Kennt 
jemand ähnliche Bauteile?

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Tim  . schrieb:
> Beim BSS83 handelt es sich um einen N-channel MOSFET mit sehr kurzer
> Schaltzeit (1 ns).

Bei Infineon ist das ein P-Kanal und mit 1ns is auch nix.

von Tim  . (cpldcpu)


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Ja, der typ bei Infineon heisst auch BSS83P.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die Schaltgeschwindigkeit liegt bei FETs generell unter 1ns. Begrenzt 
eher durch die Leitungsinduktivität der Beinchen. Hängt eben von der 
Testschaltung ab, die meist auf 50 Ohm ausgelegt ist.

Was ist dir denn an dem wichtig bzw. was macht er in deiner Anwendung?

von Tim  . (cpldcpu)


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Es geht darum, einen NFET zu finden, mit dem sich discrete NMOS-Logic 
aufbauen lässt. Anforderungen:

CISS <2 pF  (BSS83: 1.5pF)
ton  <2 ns  (BSS83: 1.0ns)
RDSon  <100 Ohm  (BSS83: 45 Ohm)
VDSmax >5V     (BSS83: 10V)

Alle verfügbaren diskreten NFET scheinen als Power-transistor optimiert 
zu sein. D.h. kleines RDSon, hohes VDSmax. Das geht auf kosten der 
Gate-Kapazität und effektive erreichbaren Schaltzeit.

Der Trade-Off ist in Fig. 13 in dieser Veröffentlichung schön 
dargestellt:
https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?arnumber=7862948

Die von dir genannten 1.0ns gelten eher für planare NFETS.

von Helmut S. (helmuts)


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Tim  . schrieb:
> Es geht darum, einen NFET zu finden, mit dem sich discrete NMOS-Logic
> aufbauen lässt. Anforderungen:
>
> CISS <2 pF  (BSS83: 1.5pF)
> ton  <2 ns  (BSS83: 1.0ns)

Toff=5ns hast su unterschlagen.
https://www.nxp.com/docs/en/data-sheet/BSS83_N.pdf?

Gegenüber CMOS kann man mit NMOS keinen Blumentopf gewinnen.
Soll das etwas Historisches werden?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Helmut S. schrieb:
> Gegenüber CMOS kann man mit NMOS keinen Blumentopf gewinnen.
> Soll das etwas Historisches werden?

Ich würde das eher als Spleen bezeichnen. Tim hat sich ja schon 
mehrfach zum Thema ausgelassen. Er sucht halt Bauelemente (erst Bipolar, 
jetzt MOSFET) mit denen er schnelle diskrete Logik auf der Basis von 
gesättigten Eintakt-Schaltstufen bauen kann.

Aber der Zug ist abgefahren. Entsprechende MOSFET wurden zur Zeit der 
nMOS-Technik integriert. Aber als diskrete Bauteile gab es die nie so 
richtig. Und natürlich hat man für höhere Schaltgeschwindigkeit an der 
Schaltungstechnik gefeilt. Ungesättigte Schaltstufen (ECL, 
Schottky-Clamp) und Gegentakt-Schaltstufen (CMOS).

Damit kommt man heute auf >3GHz. Integriert natürlich. Nur so kann man 
die parasitären Elemente klein genug halten.

von tesari (Gast)


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Tim  . schrieb:
> Anscheinend ist dieser Typ vor ein paar Jahren abgekündigt worden. Kennt
> jemand ähnliche Bauteile?

Quad DMOS FET SD5000 Serie von Calogic/Vishay.

http://www.farnell.com/datasheets/69195.pdf

https://www.futureelectronics.com/de/p/semiconductors--analog--analog-switches/sd5401cy-lf-calogic-2703379

von Tim  . (cpldcpu)


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Axel S. schrieb:
> Ich würde das eher als Spleen bezeichnen. Tim hat sich ja schon
> mehrfach zum Thema ausgelassen. Er sucht halt Bauelemente (erst Bipolar,
> jetzt MOSFET) mit denen er schnelle diskrete Logik auf der Basis von
> gesättigten Eintakt-Schaltstufen bauen kann.

Ich sehe es eher als Hobby :) Es gibt einen Haufen von CPU-Projekten mit 
diskreter Logik im Netz. Spricht ja nichts dagegen, so ein Design auch 
vernünftig zu optimieren. Das ist wenigstens saubere Designarbeit und 
nicht das tausendste Arduino-Frickelprojekt.

> Aber der Zug ist abgefahren. Entsprechende MOSFET wurden zur Zeit der
> nMOS-Technik integriert. Aber als diskrete Bauteile gab es die nie so
> richtig. Und natürlich hat man für höhere Schaltgeschwindigkeit an der

Es kristallisiert sich heraus, dass der BSS83 der einzige seiner Art 
war. Es gibt allerdings noch einige Devices, die besser als andere 
geeignet sind. (z.B. FDV301N)

> Schaltungstechnik gefeilt. Ungesättigte Schaltstufen (ECL,
> Schottky-Clamp) und Gegentakt-Schaltstufen (CMOS).
>
> Damit kommt man heute auf >3GHz. Integriert natürlich. Nur so kann man
> die parasitären Elemente klein genug halten.

Mit diskret aufgebauter CMOS-Logik kommt man allerdings auch nicht sehr 
weit. Das niedrige RDSon der der verfügbaren diskreten NMOS/CMOS führt 
zu einer sehr hohen Crowbar-current.

von Tim  . (cpldcpu)


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tesari schrieb:
> Quad DMOS FET SD5000 Serie von Calogic/Vishay.
>
> http://www.farnell.com/datasheets/69195.pdf
>
> 
https://www.futureelectronics.com/de/p/semiconductors--analog--analog-switches/sd5401cy-lf-calogic-2703379

Danke! Den kannte ich in der Tat noch nicht. Scheint der einzige NFET 
mit herausgeführtem Substratanschluss am Markt zu sein.

Wahrscheinlich verwendet der Monster 6502 auch diesen Typen:

https://monster6502.com/

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Tim  . schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ich würde das eher als Spleen bezeichnen. Tim hat sich ja schon
>> mehrfach zum Thema ausgelassen. Er sucht halt Bauelemente (erst Bipolar,
>> jetzt MOSFET) mit denen er schnelle diskrete Logik auf der Basis von
>> gesättigten Eintakt-Schaltstufen bauen kann.
>
> Ich sehe es eher als Hobby :) Es gibt einen Haufen von CPU-Projekten mit
> diskreter Logik im Netz. Spricht ja nichts dagegen, so ein Design auch
> vernünftig zu optimieren. Das ist wenigstens saubere Designarbeit und
> nicht das tausendste Arduino-Frickelprojekt.

Kein Widerspruch dazu. Allerdings suchst du in der IMHO falschen 
Richtung. Statt nach Wunderbauteilen zu suchen, damit die eigentlich 
ungeeigneten Schaltungen so schnell werden wie du sie gerne hättest, 
solltest du lieber an der Schaltungstechnik ändern.

Es war ja nicht aus Langeweile, daß die Ingeniere damals nicht bei DTL 
und TTL stehen geblieben sind, sondern für schnellen Kram an ECL und Co. 
gearbeitet haben.

von Tim  . (cpldcpu)


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Axel S. schrieb:
> Kein Widerspruch dazu. Allerdings suchst du in der IMHO falschen
> Richtung. Statt nach Wunderbauteilen zu suchen, damit die eigentlich
> ungeeigneten Schaltungen so schnell werden wie du sie gerne hättest,
> solltest du lieber an der Schaltungstechnik ändern.

Nun ja, meine mir selbst gesetzte Randbedingung besteht allerdings darin 
bei diskreten Bauteilen zu bleiben. Im Bezug auf Bauteileffizienz ist 
nun einmal Sättiungslogik der beste Trade off zwischen Komplexität und 
Geschwindigkeit.

Diskrete NMOS-Logik hat den Charme, sehr effizient zu sein. Da sich als 
Basis sowohl NAND als auch NOR realisieren lassen und neben den 
Transistoren nur ein Kollektorwiderstand benötigt wird. Leider scheint 
es kaum geeignete Transistoren zu geben.

RTL, DTL, LTL habe ich an anderer Stelle schon diskutiert.

ECL ist auch spannend, benötigt aber sehr viele Bauteile und basiert vor 
allem auf einem gematchen Transistorpaar. Das sieht auf dem Paper ganz 
einfach aus. Es wird aber gute Gründe geben, warum ECL nur auf ICs zum 
Einsatz kam.

> Es war ja nicht aus Langeweile, daß die Ingeniere damals nicht bei DTL
> und TTL stehen geblieben sind, sondern für schnellen Kram an ECL und Co.
> gearbeitet haben.

Vor allem der Wechsel auf ICs wird hier die anderen Logikfamilien 
enabled haben.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Du kannst ja mal mit der BF998 Familie und dem BF862 dein Glück 
versuchen. Für JFET muß man die Logikschaltung vielleicht irgendwie 
ummoddeln. BF862 gilt momentan am ehesten am physikalischen Limit.

In Zukunft bitte gleich mitteilen, daß du was exotisches damit machen 
willst. Unsere Zeit ist auch nicht endlos.

Schnell geht allerdings nicht weit, danach kommt man nur noch mit 
Integration weiter. Die Parasitäten begrenzen die Schaltgeschwindigkeit.
CMOS ist eigentlich nur leistungsbegrenzt, also was man noch an Wärme 
mit normalen Mitteln abführen kann.

CD4007 gäbe es noch, wenn es nicht zu schnell sein muß.

FETs mit rausgeführtem Substrat:
Beitrag "Re: N-Kanal Mosfet mit herausgeführtem Substrat"

Du hast also die Suche niemals bemüht, oder?!

von Tim  . (cpldcpu)


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Abdul K. schrieb:
> Du kannst ja mal mit der BF998 Familie und dem BF862 dein Glück
> versuchen. Für JFET muß man die Logikschaltung vielleicht irgendwie
> ummoddeln. BF862 gilt momentan am ehesten am physikalischen Limit.

Ja, JFETs sind in der Tat auch eine interessante Option, da man damit 
echte transmission Gates aufbauen kann.

> Schnell geht allerdings nicht weit, danach kommt man nur noch mit
> Integration weiter. Die Parasitäten begrenzen die Schaltgeschwindigkeit.
> CMOS ist eigentlich nur leistungsbegrenzt, also was man noch an Wärme
> mit normalen Mitteln abführen kann.
>
> CD4007 gäbe es noch, wenn es nicht zu schnell sein muß.
>
> FETs mit rausgeführtem Substrat:
> Beitrag "Re: N-Kanal Mosfet mit herausgeführtem Substrat"

Danke, die Liste ist sehr hilfreich. Hat mich zu dieser Firma geführt:

http://www.linearsystems.com/product.html?category=dmoshss

Scheint ein 10-Mann Betrieb zu sein, der Discretes für 
Spezialanwendungen vertreibt. Sie haben ein ganzes Portfolio an 
schnelles NFETS. Leider haben sie nur sehr kleine Distributor in 
Deutschland.

> Du hast also die Suche niemals bemüht, oder?!

Dein Posting hatte ich mit einer Suche nach "BSS83" nicht gefunden.

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


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Tim  . schrieb:
> Es wird aber gute Gründe geben, warum ECL nur auf ICs zum
> Einsatz kam.

Klar...und zudem waren die höllenteuer...und (seinerzeit) ganz schwer zu 
vernünftiger Arbeit zu bewegen! Gatterlaufzeiten und Platinendesign 
zusammen waren einfach eine Herausforderung :-)
Gruß Rainer

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