Gatetreiber für 20 NTR4140NT

Falk schrieb:
> ich möchte aus Schaltungstechnischen Gründen, 20 NTR4170NT über einen
> einzigen Treiber treiben.

Welche Gründe sollen das sein? Was wäre anders, wenn du sagen wir mal 4 
Gruppen zu je 5 MOSFETs bilden würdest und die jeweils mit einem eigenen 
Treiber ansteuerst? (die Treiber dann natürlich mit dem gleichen Signal 
steuern)

> -1,5V TV; ~15mA-20mA IG macht ca. 400mA IGges.
>
> mMn müsste das gehen, wenn ich einen Treiber hätte, der mir bei 1,5V
> 400mA liefert bzw. ich mit ner Z-Diode arbeite o.ä.

Anscheinend hast du MOSFET nicht verstanden. Der NTR4170 verträgt eine 
Gate-Source Spannung bis 12V. Je nachdem, wieviel Strom du schalten 
willst, mußt du ihn mit mindestens 2.5V ansteuern. Mehr Spannung gibt 
weniger Durchlaßverluste. Die Threshold-Spannung von (maximal) 1.4V ist 
für einen Drainstrom von 250µA spezifiziert. Damit könntest du also 
höchstens einen Strom dieser Größe schalten.

Ein Gatestrom fließt nur im Umschaltmoment. Je schneller du schalten 
willst, desto mehr Strom muß der Treiber liefern. Die Gateladung ist mit 
knapp 5nC angegeben (Nano-Coulomb = Nano-Ampere-Sekunden). Wenn du den 
MOSFET in 1ns umschalten willst, brauchst du dazu 5A. Wenn 1µs schnell 
genug ist, reichen 5mA. Für 20 Stück dann 100mA.

> Wüsste jemand einen passenden Treiber

Welche Versorgungsspannung hast du denn? Welchen Pegel hat dein 
Steuersignal? Wie schnell müssen die MOSFET umschalten?

Im Artikel MOSFET-Übersicht findest du auch Treiber. Du suchst einen 
L-Side Treiber.

> Die Transistoren steuern LEDs an, diese sind parallel zum Transistor
> geschaltet.

Das klingt unsinnig. Normalerweise schaltet man MOSFET und LED in Reihe, 
wenn der MOSFET die LED einschalten können soll. Wenn der MOSFET 
parallel zur LED liegt, dann kann er sie nur kurzschließen und so 
ausschalten.

Axel S. schrieb:
> Du suchst einen
> L-Side Treiber.

Falk schrieb:
> Die Transistoren steuern LEDs an, diese sind parallel zum Transistor
> geschaltet.

Ganz schlimme Vermutung: die LEDs sind in einer "Lichterkette" seriell 
verschaltet, mit einer KSQ und Falk will 20 davon (durch überbrücken) 
abschalten?
Damit wäre klar, warum er 20 FETs verwenden will. Aber:
damit braucht er dann mindestens 19 Highside-Treiber.

Axel S. schrieb:
> Anscheinend hast du MOSFET nicht verstanden

Anfänger vermuten öfter, ein Mosfet wird mit einer Gate-Spannung 
bezüglich GND-Symbol im Schaltplan gesteuert, und fallen dann auf die 
Nase, wenn Source mal nicht auf GND liegt...

Εrnst B. schrieb:
> Falk schrieb:
>> Die Transistoren steuern LEDs an, diese sind parallel zum Transistor
>> geschaltet.
>
> Ganz schlimme Vermutung: die LEDs sind in einer "Lichterkette" seriell
> verschaltet, mit einer KSQ und Falk will 20 davon (durch überbrücken)
> abschalten?

Auch möglich. Wenn auch ganz besonders dämlich.

Also Falk: was soll es denn werden? Schaltplan?

Falk schrieb:
> Leider konnte ich mich als Gast nicht direkt korrigieren...
> Die Mosfets sollen per PWM 750Hz angesteuert werden.

Auch dann reicht es, wenn der MOSFET innerhalb 1µs umschaltet.

> Ja, ich verwende eine KSQ. Aber nicht für eine Lichterkette. Ich steuer
> jede LED mit eigener KSQ an, das ist notwendig, da ich bei Ausfall einer
> LED nicht möchte, dass eine andere mit ausfällt.

Klingt unsinnig. Schaltplan?

> Ich habe Highside und Lowside getestet lieber Ernst und damit extrem
> unsaubere Signale bekomme. Ja ich habe darauf geachtet, dass die
> Differenzspannung hoch genug ist. Die umgekehrte Logik der
> Parallelschaltung stört mich nicht.

Ergibt auch alles keinen Sinn. Schaltplan?

> Für eine Treiberempfehlung wäre ich dankbar.

Dann beantworte die Fragen. Und zeig einen Schaltplan.

Falk schrieb:
> Skizze.jpg

Na schau an. Da wird zwar noch nicht klar, welcher Teil da 20× gedoppelt 
wird, aber es ist schonmal ein Schritt um offensichtliche 
Fehl-Spekulationen einzuschränken.


Bei den kleinen Strömen und der niedrigen PWM-Frequenz: je nachdem woher 
dein Signal kommt, brauchst du vmtl. keinen Treiber.

Ein AVR (Arduino) z.B. schaltet dir die 20 FETs mit 750 Hz ganz 
nebenbei, ohne Angstwiderstände und ohne mit der Wimper zu zucken.

Ansonsten: Push/Pull mit zwei Bipolartransistoren? Aber den 
Spannungsverlust oben und unten berücksichtigen.

Falk schrieb:
> Eine Erklärung für den "Unsinn" hätte ich gerne. Aus welchem Grund ist
> das Unsinn? Selbst mal aufgebaut?

Ich habe nicht gesagt "das ist Unsinn". Konnte ich nicht, weil ich ja 
noch gar nicht weiß, was "das" eigentlich ist. Ich habe gesagt: "das 
klingt nicht sinnvoll, erzähl mal mehr".

Aber das was du zeichnest, ergibt in der Tat keinen rechten Sinn. Du 
baust ernsthaft 20 identische Stromquellen für 18mA mit jeweils einem 
LM317 und einem 68Ω Widerstand auf? Hätte ein simpler Vorwiderstand 
nicht auch gereicht? Warum müssen die 18mA so verdammt stabil sein?

Weiter: statt (wie jeder normal denkende Mensch) den MOSFET zwischen GND 
und die LED-Kathode zu legen und so den Strom beim Abschalten der LED 
auf 0 fallen zu lassen, entscheidest du dich, die LED statt dessen 
kurzzuschließen. Warum? Soll das eine Heizung werden?

Noch weiter: du baust das 20 mal auf und willst dann alle 20 LED mit dem 
gleichen Signal an- bzw. ausschalten. Jeder normal denkende Mensch hätte 
dann immer so viele LED in Reihe geschaltet, daß die Betriebsspannung 
noch ausreicht (bei 12V z.B. immer 3 oder 4 LED). Und dann die LED einer 
Gruppe gemeinsam geschaltet. Das Argument "wenn eine LED ausfällt, dann 
die anderen in der Gruppe ja auch" lasse ich nicht gelten. Korrekt 
betriebene LED halten 10.000e Stunden Dauerbetrieb. Warum sollte das 
passieren?

Falk schrieb:
> zufällig wollten ich das Ganze per Arduino steuern.

Na prima. Danach hatte ich jetzt mehrfach gefragt. Du hast also wohl 
eine 5V Betriebsspannung, mit der du den MOSFET-Treiber versorgen 
kannst. Und dein Steuersignal hat 5V (meinetwegen auch 3.3V) 
CMOS-Logikpegel.

Dann findest du in der bereits erwähnten MOSFET-Übersicht jede Menge 
geeignete Treiber. Z.B. MCP1406/1407.

Falk schrieb:
> Wie verhält es sich mit dem ULN2003D?

Vollkommen ungeeignet. Dann besser den GPIO des Arduino direkt.

Falk schrieb:
> Hättest du ein Beispiel für pull/push?

angehängt.
z.B. BC817, BC807. Oder jedes andere 08/15 Transistorpärchen.

Verliert halt ca 0,7V an jeder Seite, d.H. aus den 0V/5V vom Arduino 
werden 0.7V / 4.3V.
Da das von den Schaltschwellen deines FETs passt, kein Problem.

Wenn dein Ardiuno jedoch mit 3.3V arbeitet, reicht das so nicht mehr.

Falk schrieb:
> Ich würde gern dennoch einen Treiber davor setzen, damit ich evtl.
> weitere 20 bzw. mehr hinzuschalten könnte.

Auch 40 Stück könnte der AVR noch verkraften.

Gate Charge: 5nC * 40 = 200nC
Durchschnittlicher Stromfluß bei 750Hz PWM:
750 Hz * 200 nC = 0,15 mA.
Da lacht der AVR-Pin nur drüber.

Aber vielleicht werden dir die Flanken zu flach.
Über die dadurch gesteigerte FET-Verlustleistung beim Umschalten musst 
du dir bei 20mA Laststrom aber keine Gedanken machen.

>Ich habe den ULN2003AD hier, würde gerne verstehen warum du ihn für
>ungeeignet hältst.

Tja, manche haben eben eine Abneigung gegen BJT - das ist bei denen eine 
reine Geschmacksfrage.

>Liefert der nur konstante 50V? anderer Grund?

Warum soll der 50V liefern? Wo sollen die denn herkommen, wenn Deine 
Betriebsspannung nur 8V ist.
Total ungeeignet ist der nicht. Aber er kann die LEDs nicht komplett 
kurzschließen, sondern es bleiben immer bis zu 1V noch stehen, was aber 
bei üblcihen LEDs eher egal sein sollte.
Trotzdem fragt man sich, warum Du überhaupt eine KSQ brauchst, wo es bei 
den paar mA auch ein simpler Vorwiderstand tut, und der LM317 auch nicht 
besonders genau ist.

OldMan (Gast) schrieb:

>Das einzige was Du beachten musst, ist der Strom den die Eingänge des
>ULN haben. Wenn Du 20 parallel schaltest, dann könnte der Strom den der
>AVR kann überschritten werden. Schau ins Dateblatt vom ULN.

Ach quatsch - 0,5mA max. bei Ui=5V - also 10mA alle zusammen.

Falk schrieb:
>
> @Axel Warum ich das so brauche ist doch erstmal nicht so wichtig oder?

Oder. Du wolltest Hilfe. Wenn dein Projekt so geheim ist, daß du nichts 
darüber sagen willst, dann frag gar nicht erst.

> Ich muss es einfach so machen.

Aha. Ich weiß, ich frage umsonst, aber warum?

> Und zusätzlich funktioniert es auch noch super.

Aha. Deswegen hast du einen Thread aufgemacht? Weil es "super" 
funktioniert?

Deine MOSFETs können problemlos 1.9A schalten. Das ist 100-mal so viel 
wie du brauchst. Für deine läppischen 18mA würde es auch ein popeliger 
BSS138 tun. Oder ein 2N7002. Die hätten dann jeweils nur 1/10 der 
Gateladung.

> Ich habe den ULN2003AD hier, würde gerne verstehen warum du ihn für
> ungeeignet hältst. Liefert der nur konstante 50V? anderer Grund?

Was für eine dämliche Frage. Warum kann man mit einem Gabelstapler nicht 
zum Mond fliegen?

Der ULN2003 ist kein Gate-Treiber, sondern ein open-collector Treiber. 
Der könnte das MOSFET-Gate nur entladen. Aber als Darlington hat er eine 
so hohe Sättigungsspannung, die liegt noch mitten im Streubereich der 
Threshold-Spannung. Der kann die MOSFETs also nicht nur nicht 
einschalten (dafür wäre ein Pullup-Widerstand nötig), er kann sie auch 
nicht richtig ausschalten.

> Ansonsten hatte ich mir den MCP1406 auch schon angesehen.

Schön daß du das erwähnst. Ich bin dann jetzt raus.

Den Fragen nach, die du gestellt hast, hast du keine Ahnung was du 
tust. Du kommst mir vor wie jemand, der 10 Äpfel über eine Strecke von 5 
km transportieren soll und dafür 10 Jumbojets mieten will. Und dann 
fragt, ob er die Landebahnen jeweils in Nord-Süd oder in Ost-West 
Richtung bauen soll. Eigentlich würde man die in einen Rucksack packen 
und mit dem Fahrrad fahren.

Aber wie gesagt: das ist jetzt wieder ganz allein dein Problem.