Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet als Schalter


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von FixLocker D. (mahmmd_d)


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Hallo,
Beim Betrachten im Internet ist mir aufgefallen, dass fast jede 
Schaltung, die die Verwendung eines N-Kanal-MOSFET anzeigt, die Last vor 
dem Drain hat und der Source-Pin mit Masse verbunden ist.

Soweit ich weiß, ist Folgendes wahr:
Vgs ist die Spannungsdifferenz zwischen dem Gate und der Source, die 
erforderlich ist, um den MOSFET vollständig einzuschalten, wodurch er 
wie eine Verbindung mit sehr niedriger Impedanz zwischen den Drain- und 
Source-Pins wirkt.

Ich gehe von Folgendem aus:

Aus diesem Grund ist es viel einfacher, den Source-Pin zu erden und 
mindestens Vgs in das Gate einzugeben, um es einzuschalten.

Ist das richtig oder gibt es einen anderen Grund, die Quelle an den 
Boden zu binden?

: Verschoben durch Moderator
von Jörg R. (solar77)


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Mahmmd D. schrieb:
> Ist das richtig oder gibt es einen anderen Grund, die Quelle an den
> Boden zu binden?

Ein Grund ist u.a. dass die Spannung für die Last viel höher sein kann 
wie die Steuerspannung, also Vgs. Anders gesagt reicht eine kleine 
Steuerspannung, z.B. 3,3V, aus um eine Last zu schalten die z.B. 24V 
benötigt.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Mahmmd D. schrieb:
> Aus diesem Grund ist es viel einfacher, den Source-Pin zu erden und
> mindestens Vgs in das Gate einzugeben, um es einzuschalten.
>
> Ist das richtig

Richtig.
Wobei es high side driver für NMOSFETs gibt, die kein Problem damit 
haben, wenn Darin an plus hängt, sie erzeugen einfach eine Spannung von 
plus+10V für das Gate.
Z.B. 
https://www.daedalus.ei.tum.de/attachments/article/257/IR2110_IR2110S_IR2113_IR2113S.pdf
Einfach eine geschickte Schaltung.

von Frederic S. (Gast)


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Ein N Kanal Mosfet als High side switch (Mosfet in der + Leitung)
benötigt eine Gatespannung die größer als die Versorgungspannung der 
last ist und damit idR auch größer als die versorgungspannung ist. Die 
Gatespannung zu erzeugen ist natürlich möglich (z.B mit Ladungspumpe 
oder isoliertem DCDC Wandler) aber aufwändig.

Für die, die den Aufwand scheuen, gibt es Halbleiter, die 
Leistungsmosfet und High side Ansteuerungsschaltung incl. Ladungspumpe 
und Strommessung
schon integriert haben.
Z.B. BTS50010-TAE von Infineon
VND5027 von ST

von Mark S. (voltwide)


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Frederic S. schrieb:
> Ein N Kanal Mosfet als High side switch (Mosfet in der + Leitung)
> benötigt eine Gatespannung die größer als die Versorgungspannung der
> last ist und damit idR auch größer als die versorgungspannung ist. Die
> Gatespannung zu erzeugen ist natürlich möglich (z.B mit Ladungspumpe
> oder isoliertem DCDC Wandler) aber aufwändig.
>
> Für die, die den Aufwand scheuen, gibt es Halbleiter, die
> Leistungsmosfet und High side Ansteuerungsschaltung incl. Ladungspumpe
> und Strommessung
> schon integriert haben.
> Z.B. BTS50010-TAE von Infineon
> VND5027 von ST

Der ZusatzAufwand zur gate-Ansteuerung besteht aus einer Diode und einem 
Stützkondensator. Ist also durchaus überschaubar und weit verbreitete 
Praxis in Brückenschaltungen mit N-PowerMOSFETs.

von Jens G. (jensig)


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>Der ZusatzAufwand zur gate-Ansteuerung besteht aus einer Diode und einem
>Stützkondensator. Ist also durchaus überschaubar und weit verbreitete
>Praxis in Brückenschaltungen mit N-PowerMOSFETs.

Wenn nur gelegentlich geschaltet werden soll, wäre das allerdings zu 
wenig ...

von FixLocker D. (mahmmd_d)


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was wäre wenn ich P-Kanal auch einsetzen soll, wo ich auch Source nicht 
auf fesete Potential Schalten kann.

von Michael B. (michael_b528) Flattr this


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Ich habe mal gelernt dass die Beweglichkeit von Elektronen im Halbleiter 
ca. 3 mal so hoch ist wie die von Löchern und desswegen npn-Transistoren 
und n-Kanal Mosfets bei gleichen Rahmenbedingungen bessere Werte haben, 
so leichter/billiger/mit besserer Leistungsdichte produziert werden 
können und dadurch bevorzugt eingesetzt werden, bitte korrigiert mich 
wenn ich da daneben liege

von HildeK (Gast)


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Mahmmd D. schrieb:
> die die Verwendung eines N-Kanal-MOSFET anzeigt, die Last vor
> dem Drain hat und der Source-Pin mit Masse verbunden ist.

und

Mahmmd D. schrieb:
> Aus diesem Grund ist es viel einfacher, den Source-Pin zu erden

Was ist denn für dich der Unterschied zwischen
- Source-Pin erden, und
- Source-Pin mit Masse verbinden

oder was verstehe ich an deiner Frage nicht?

von MaWin (Gast)


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Mahmmd D. schrieb:
> was wäre wenn ich P-Kanal auch einsetzen soll, wo ich auch Source nicht
> auf fesete Potential Schalten kann.

Wenn ein uC involviert ist würde ich P-Ch empfehlen in OpenDrain 
Schaltung.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Mahmmd D. schrieb:
> Ist das richtig oder gibt es einen anderen Grund, die Quelle an den
> Boden zu binden?
Ist das eine Google-Übersetzung aus irgendwoher, wo Quelle=Source und 
Boden=Ground sowie binden=anschließen bedeutet?

> Vgs ist die Spannungsdifferenz zwischen dem Gate und der Source, die
> erforderlich ist, um den MOSFET vollständig einzuschalten
Beim "normalen" N-Kanal Mosfet muss die Gatespannung positiver sein als 
die Sourcespannung, um den Mosfet durchzuschalten.

Mahmmd D. schrieb:
> was wäre wenn ich P-Kanal auch einsetzen soll, wo ich auch Source nicht
> auf fesete Potential Schalten kann.
Beim P-Kanal muss das Gate negativer als die Source sein, um den Mosfet 
einzuschalten.

Das wars im Großen und Ganzen.

Ach ja: wenn man Drain und Source vertauscht, dann leitet der Mosfet 
immer. Denn zwischen Drain und Source ist eine Diode.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Mahmmd D. schrieb:
> was wäre wenn ich P-Kanal auch einsetzen soll, wo ich auch Source nicht
> auf fesete Potential Schalten kann.

Dann nimmt an einen zweiten Transistor dazu, wie in 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf 
Kapitel 3.4.4 allerdings mit einer Zenerdiode anstelle von R3.

: Bearbeitet durch User

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