Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik P-Kanal Mosfet schalten


von Fragensteller (Gast)


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Hallo,

ich will einen P-Kanal Mosfet als Schalter verwenden. Damit der Mosfet 
schaltet muss ich das Gate über den uC ja auf low setzen.
Muss ich wenn der Mosfet noch nicht schalten soll das Gate auf high 
setzen oder kann ich das einfach undefiniert lassen?

von Andrew T. (marsufant)


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Fragensteller schrieb:
 das Gate auf high
> setzen

solltst Du, damit de P-FET sperrt.
z.B. mit 100k hochohmig beschalten.

> oder kann ich das einfach undefiniert lassen?

In dem Fall kann der P-fet genauso "undefiniert" schalten, sperren oder 
tw. durchschalten.
kurz: Ein nicht empfehlenswerter Zustand der Beschaltung.

von HildeK (Gast)


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Ich verweise mal auf ein Bild aus einem Nachbarthread:
Beitrag "Re: MOSFET als Schalter für positive Spannung"
Das wird dann notwendig, wenn der µC-Highpegel kleiner ist als die 
Spannung, die du schalten willst.

von Fragensteller (Gast)


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HildeK schrieb:
> Ich verweise mal auf ein Bild aus einem Nachbarthread:
> Beitrag "Re: MOSFET als Schalter für positive Spannung"

Danke erstmal. Laut dem bild muss ich auch meine Source an die 
Spannungsversorgung hängen und meinen Verbraucher an Drain, oder?

von norbert (Gast)


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Du solltest schon zumindest einen PullUp am Eingang haben, macht den FET 
auch gegenüber EMV etwas unempfindlicher, sonst kann sich durch den 
immens hohen Eingangswiderstand sehr leicht eine Spannung aufbauen, die 
den Eingang zerstört.
Zudem schaltet der sonst nicht richtig und schon gar nicht schnell aus, 
da die Eingangskapazität den Pegel erst mal hält bis er kippt.
Der Widerstand kann ziemlich Hochohmig >100kOhm sein, sofern du keine 
sehr schnellen Schaltzeiten realisieren willst.

von HildeK (Gast)


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Fragensteller schrieb:
> Danke erstmal. Laut dem bild muss ich auch meine Source an die
> Spannungsversorgung hängen und meinen Verbraucher an Drain, oder?

Ja, und die andere Seite des Verbrauchers an GND. Du wolltest ja 
HIGH-Side schalten (Wahl pMOSFET).
Manche Verbraucher kann man auch auf der einen Seite fest an +V hängen 
und mit einem nMOSFET nur den GND-Pfad schalten. Das ist einfacher und 
man sollte es wählen, wenn man ein LED, ein Relais, einen Motor o.ä. 
schalten will.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Fragensteller schrieb:
> ich will einen P-Kanal Mosfet als Schalter verwenden. Damit der Mosfet
> schaltet muss ich das Gate über den uC ja auf low setzen.
Kommt sehr darauf an, wo die Source dieses Mosfets angeschlossen ist.

Fragensteller schrieb:
> muss ich auch meine Source an die Spannungsversorgung hängen
Ja, und diese Spannung darf dann auch nicht allzu viel höher als der 
High-Pegel des µC-Pins sein.
Wenn die Source z.B. an 12V hängt und der µC 5V ausgibt, dann ist die 
Ugs trotzdem noch -7V und der P-Kanal Mosfet leitet. Wenn du mit dem µC 
dann 0V ausgibst, ist die Ugs -12V und der Mosfet leitet noch ein wenig 
besser.

: Bearbeitet durch Moderator
von HildeK (Gast)


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Für den Fall, dass du noch weitere Fragen hast:
- nenne den Logikpegel des µC
- nenne die Spannung, die du schalten willst
- nenne den Verbraucher, der geschaltet werden soll.

von Fragensteller (Gast)


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HildeK schrieb:
> Für den Fall, dass du noch weitere Fragen hast:
> - nenne den Logikpegel des µC
> - nenne die Spannung, die du schalten willst
> - nenne den Verbraucher, der geschaltet werden soll.

es ist ein Atmega 2560 also denk ich gibt er 5V am Ausgang aus.
es sollen 3,3V geschalten werden und der Verbraucher ist ein Display.

Der Hintergrund: das Display hat für ca. 3 Sekunden einen nicht schön 
anzuschaenden Initalisierungsprozess, deshalb geb ich dem Displaypin der 
die Helligkeit schaltet erst nach der Init seine Spannung. Das will ich 
mit diesem Schalter bezwecken.

von Fragensteller (Gast)


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> Ja, und diese Spannung darf dann auch nicht allzu viel höher als der
> High-Pegel des µC-Pins sein.

bei mir wär die source spannung mit 3,3V sogar geringer als die vom uC 
(falls der atmega2560 5V am Ausgang liefert)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Fragensteller schrieb:
> bei mir wär die source spannung mit 3,3V sogar geringer als die vom uC
Das ist nicht schlimm. Mehr als "Sperren" tut er nicht.

> (falls der atmega2560 5V am Ausgang liefert)
Falls er mit 5V versorgt wird, tut er das.

> source spannung mit 3,3V
Dann brauchst du einen P-Kanal-Fet, der bei 3,3V schon ausreichend 
niederohmig ist. Wieviel Strom braucht das Backlight?

von Fragensteller (Gast)


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> Falls er mit 5V versorgt wird, tut er das.
>
Wird auch mit 3,3V Versorgt


> Dann brauchst du einen P-Kanal-Fet, der bei 3,3V schon ausreichend
> niederohmig ist. Wieviel Strom braucht das Backlight?

mein Mosfet https://www.onsemi.com/pub/Collateral/NTR3A052PZ-D.PDF hat 
ein Gate Threshold von 1V

backlight braucht 100mA

von HildeK (Gast)


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Fragensteller schrieb:
> bei mir wär die source spannung mit 3,3V sogar geringer als die vom uC
> (falls der atmega2560 5V am Ausgang liefert)

Gut, das geht dann direkt und du brauchst die von mir verlinkte 
Schaltung nicht. Macht es einfacher.
Als pMOSFET wäre z.B. ein IRLML224, IRLML6302, IRF7220 u.a. geeignet. 
Sind aber SMD-Gehäuse ...
Wenn du einen anderen im Fokus hast, nenn ihn mal.

von Fragensteller (Gast)


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Ich hab jetzt Mosfet, Gate-Widerstand und Pull-up Widerstand mal 
eingelötet (hatte schon eine bestehende Schaltung).
Es funktioniert so wie ich es mir erwünscht habe.
Danke für eure Hilfe!
LG

von Fragensteller (Gast)


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Ich hab für meinen Pull-Up jetzt 10k verwendet, da ich den bei Hand 
hatte und eine andere Schaltung gesehen habe die ebenfalls 10k 
verwendet.
Soll ich den später gegen einen höheren Wert, wie zuvor mal erwähnt um 
die 100k austauschen oder reicht der 10k Widerstand?

von M. K. (sylaina)


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Fragensteller schrieb:
> Damit der Mosfet
> schaltet muss ich das Gate über den uC ja auf low setzen.

Damit der Mosfet schaltet muss die Spannung Gate-Source deutlich kleiner 
als 0V sein (*1), die Spannung Ugs(th) beschreibt ab wann der Mosfet 
eine signifikante Leitung herstellt, sie ist idR nicht als 
Schaltspannung geeignet.

Fragensteller schrieb:
> Muss ich wenn der Mosfet noch nicht schalten soll das Gate auf high
> setzen oder kann ich das einfach undefiniert lassen?

Du musst dafür sorgen, dass die Spannung Gate - Source signifikant 
größer als Ugs(th) wird.


*1: Beachte Zählpfeilrichtung ;)

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Es "reicht" der 100k Widerstand.
Aber wenn dich der Stromverbrauch nicht stört, den du durch den 
niederohmigeren 10k hast (immerhin fließt da ja fast andauernd unnötig 
Strom drüber), dann tuts der auch.

M. K. schrieb:
> deutlich kleiner als 0V
Ein Tipp: schreib da besser "deutlich negativer".
Denn "kleiner" deutet unabhängig von der Polarität eher auf einen 
Betrag hin. Und "kleiner" als 0V kann ein Betrag kaum werden...

: Bearbeitet durch Moderator
von HildeK (Gast)


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Fragensteller schrieb:
> Soll ich den später gegen einen höheren Wert, wie zuvor mal erwähnt um
> die 100k austauschen oder reicht der 10k Widerstand?

Der geht genauso, braucht halt 500µA statt nur 50µA.
Du schaltest ja HIGH und LOW am Gate niederohmig mit dem µC-Ausgang. Der 
Widerstand ist nur dazu da, beim µC-Reset das Gate am floaten zu 
hindern.

Interessieren würde mich noch, welchen pMOSFET du verbaut hast.

von Fragensteller (Gast)


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> Interessieren würde mich noch, welchen pMOSFET du verbaut hast.

Ich hab vorhin schonmal einen Link zum Datenblatt geschickt.
Herstellernr.: NTR3A052PZT1G

von HildeK (Gast)


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Fragensteller schrieb:
> Ich hab vorhin schonmal einen Link zum Datenblatt geschickt.

Oh sorry, hatte ich übersehen. Passt aber gut.

von Jens G. (jensig)


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Fragensteller (Gast)

>es ist ein Atmega 2560 also denk ich gibt er 5V am Ausgang aus.
>es sollen 3,3V geschalten werden und der Verbraucher ist ein Display.

>Der Hintergrund: das Display hat für ca. 3 Sekunden einen nicht schön
>anzuschaenden Initalisierungsprozess, deshalb geb ich dem Displaypin der
>die Helligkeit schaltet erst nach der Init seine Spannung. Das will ich
>mit diesem Schalter bezwecken.

Nach all diesen Infso frage ich micht, ob Du überhaupt einen 
Schaltverstärker in Form eines Mosfets oder sonstigen Transistors 
brauchst. Wenn das nur ein Steuereingang ist, über den mit 3,3V das 
Display-Licht eingeschaltet wird, und damit nur niedrigste Ströme 
braucht, und Dein µC nur 3,3V-Pegel ausgibt, dann kannste doch den 
Display-Helligkeitspin direkt mit dem µC-Ausgang schalten. Wozu also das 
ganze Gewese?
Und selbst wenn der µC 5V-Pegel ausgibt, läßt sich das mit einem simplen 
Spannungsteiler auf 3,3V Signal runterteilen.
Was sagt denn das Datenblatt des Display zu diesem Steuereingang?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Jens G. schrieb:
> Was sagt denn das Datenblatt des Display zu diesem Steuereingang?

Fragensteller schrieb:
> backlight braucht 100mA

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