Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MCU mit high drive GPIO? (Mikrocontroller, Pin, Strom, Ausgang)


von Frage (Gast)


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Gibt's eigentlich Microcontroller mit starken FETS an den Pins?
Habe mich gerade mit einer Schaltung etwas verhauen und brauche wohl 
zusätzliche Transistoren... :-(

Gibt's Mosfet-Arrays?

Hat die 5x40 / 200 mA vom AVR mal jemand ausprobiert?

ATtinyx5:

Absolute Maximum:
DC Current per I/O Pin: 40.0 mA
DC Current VCC and GND Pins: 200.0 mA

0.6 V drop @ 20mA (Pin Driver Strength @3V geschätzt)


MSP430G2211:
I(OHmax) = -6 mA (1)
I(OLmax) = 6 mA (1)

The maximum total current, I(OHmax) and I(OLmax), for all outputs 
combined should not exceed ±48 mA to hold the maximum voltage drop
specified.

0.6 V drop @ 20mA (Typical Characteristics - Outputs @3V  geschätzt)


STM32F103C8:
The GPIOs (general-purpose inputs/outputs) can sink or source up to ±8 
mA, and sink or
source up to ±20 mA (with a relaxed VOL/VOH) except ...

Absolute maximum:
Output current sunk by any I/O and control pin:  25 mA
Output current source by any I/Os and control pin:  − 25 mA

1.3 V drop @ 20 mA

von H. H. (Gast)


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Frage schrieb:
> Gibt's Mosfet-Arrays?

Durchaus, aber allzuviel Platz spart man damit nicht.

von Wolfgang (Gast)


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Frage schrieb:
> Habe mich gerade mit einer Schaltung etwas verhauen und brauche wohl
> zusätzliche Transistoren... :-(

Eine Runde Mitleid ...

Auf Basis der aktuellen Informationslage zu deinem Problem lässt sich 
leider nicht viel mehr sagen.

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


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Frage schrieb:
> Gibt's eigentlich Microcontroller mit starken FETS an den Pins?

Wie stark ist für dich "stark"? Ist es zuviel verlangt einfach mal den 
benötigten Strom anzugeben?

> Gibt's Mosfet-Arrays?

Na sicher gibt es die. Aber auch da ist die Frage: wieviel Strom?

> Hat die 5x40 / 200 mA vom AVR mal jemand ausprobiert?

Was soll diese Frage? Das ist ein thermisches Limit bzw. die 
Belastbarkeit der GND/Vcc Verbindungen (auf dem Die und auch Bondung) 
bei denen noch nicht soviel Spannung abfällt, daß die Funktion 
eingeschränkt ist.

Saubere Logikpegel sind bei 40mA nicht eher nicht zu erwarten. Der 
Kanalwiderstand der MOSFET der Ausgangsstufen liegt bei ~30Ω.

von ... (Gast)


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Die gute alte ST-7 Serie hat an einigen Pins z.B. sowas.
Aber wesentlich mehr als 40 mA werden da auch nicht kommen.

von Rolf M. (rmagnus)


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Frage schrieb:
> Absolute Maximum:

Das "absolute maximum" sollte man im Normalbetrieb nicht erreichen.
Dazu steht auch im Datenblatt des AVR:

"This is a stress rating only and functional operation of the device at 
these or other conditions beyond those indicated in the operational 
sections of this specification is not implied. Exposure to absolute 
maximum rating conditions for extended periods may affect device 
reliability."

von Stefan F. (Gast)


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Frage schrieb:
> Gibt's Mosfet-Arrays?

Ja. Ein klassiker ist der TPIC6B595. Ich habe auch schon öfters mehrere 
74HCTxx huckepack übereinander gelötet.

> Hat die 5x40 / 200 mA vom AVR mal jemand ausprobiert?

Ja, geht (bei Zimmertemperatur) problemlos. Bei 40mA hast du aber einen 
beträchtlichen Spannungsabfall am IC.

von Quark (Gast)


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Wenn es ein paar 100 mA sein sollen gehen evtl. die hier 
https://www.infineon.com/cms/en/product/power/smart-low-side-high-side-switches/multichannel-spi-switches-controller/

Aber ohne zu wissen, welche Ströme wie schnell und bei welcher 
verfügbaren Gatespannung/Treiber, kann man nicht viel dazu sagen.

von Harald A. (embedded)


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Was könnte der Grund sein, dass man es nicht durch vernünftige externe 
Beschaltung lösen könnte und stattdessen eine völlig unsachgemäße 
Anwendung eines Microcontrollers vorzieht? Platzprobleme können es mit 
an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht sein. Ein Redesign mit 
einem anderen uC scheint ja eh eingeplant zu sein.

https://www.nexperia.com/products/mosfets/family/DFN0606-MOSFETS/

Etwas klobiger: IRLML2502

Oder ein „Digitaltransistor“
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/FT611102_E.pdf

: Bearbeitet durch User
von Frage (Gast)


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... schrieb:
> Die gute alte ST-7 Serie hat an einigen Pins z.B. sowas.

Danke!
https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/st7-8-bit-mcus.html
https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/st72361k9-auto.html#documentation
> – Up to 6 high sink outputs
Die haben bis 20 mA gemessen.

Axel S. schrieb:
> Ist es zuviel verlangt einfach mal den
> benötigten Strom anzugeben?

Ja, spielt für die Frage keine Rolle. Wenn du sie nicht beantworten 
willst oder kannst, klicke doch einfach nicht auf "Beitrag 
veröffentlichen".
So, und jetzt reg' dich noch ein bisschen mehr auf und zeige es 
öffentlich! :-)

von Jens G. (jensig)


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Axel S. schrieb:
> Saubere Logikpegel sind bei 40mA nicht eher nicht zu erwarten. Der
> Kanalwiderstand der MOSFET der Ausgangsstufen liegt bei ~30Ω.

Das sind trotzdem nur 1,2V Spannungsabfall - bei 5V also immer noch voll 
im Logik-Rahmen.

Frage schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Ist es zuviel verlangt einfach mal den
>> benötigten Strom anzugeben?
>
> Ja, spielt für die Frage keine Rolle. Wenn du sie nicht beantworten

Selbst jetzt begreift der Depp nicht, daß man gewisse Dinge vorher 
planen und wissen sollte. Statt dessen wird er arrogant, und möchte 
konkretere Nachfragen nicht beantworten. Kein Wunder, wenn es zu diesem 
Stuß kommt:

>Habe mich gerade mit einer Schaltung etwas verhauen und brauche wohl
>zusätzliche Transistoren... :-(

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


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Jens G. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Saubere Logikpegel sind bei 40mA nicht eher nicht zu erwarten. Der
>> Kanalwiderstand der MOSFET der Ausgangsstufen liegt bei ~30Ω.
>
> Das sind trotzdem nur 1,2V Spannungsabfall - bei 5V also immer noch
> voll im Logik-Rahmen.

Nur war nirgends von 5V die Rede. Aber natürlich kann die Frage nach den 
geforderten Pegeln auch nur der TO beantworten. Aber der trollt ja 
lieber. War mir von Anfang an klar. Wer einen Nick wie "Frage" wählt [1] 
der kann kein ernst gemeintes Anliegen habel.

Mutmaßlich sind die Pegel sogar egal (man will entweder viel Strom 
oder korrekte Pegel).


[1] genauso wie "Fragender", "Unwissender" etc. Ich übersetze solche 
Nicks immer schon unbewußt in "Troll"

von foobar (Gast)


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> Gibt's eigentlich Microcontroller mit starken FETS an den Pins?

Ich find die Frage eigentlich nicht so verkehrt.  Hab mir auch schon 
häufiger gewünscht, dass der Controller ein paar kleine Power-MOSFETs 
(1-3A, 15-30V, evtl als echte Open-Drain) eingebaut hätte, z.B. sowas 
wie den TSM/SI/HM 2302 (bei Apotheke Reichelt gerade mal 17¢).

Man wird heutzutage mit integrierten Baugruppen totgeschlagen (20 Timer, 
6 Uarts, ...), warum nicht mit so was simplen wie Power-MOSFET-Stufen in 
einer Port-Bank?  Klappt das vom Prozess nicht?

von Harald A. (embedded)


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foobar schrieb:
> warum nicht mit so was simplen wie Power-MOSFET-Stufen in
> einer Port-Bank?

Fläche im Die sind letztlich Kosten, spezielle Kontaktierung ebenfalls. 
Und für welche Art Anwendung wollte man das auslegen? In welchen Fällen 
wollte man die Powerdomäne über den Microcontroller routen? Ein uC ist 
ja im Allgemeinen für sehr breitbandige Verwendbarkeit ausgelegt. Eine 
integrierte Endstufe wäre da kontraproduktiv.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Frage schrieb:
> Gibt's eigentlich Microcontroller mit starken FETS an den Pins?

Schau dich mal da um (Vorsicht, kann leicht rel. viel Zeit kosten :-)
https://www.richis-lab.de

Da findest du etliche sehr anschauliche Bilder wieviel Platz stärkere 
Ausgangstreiber brauchen. Und Platz kostet Geld. Die meisten Leute 
brauchen das nicht, und schon gar nicht an vielen/allen Pins. Der 
Portpin wird damit auch langsamer bzw. braucht mehr Energie beim 
Umschalten -> weitere Logik/Register erforderlich um das 
ein/auszuschalten
Lieber billigere und thermisch weniger beanspruchte Chips. Und wenn mal 
mehr Dampf gebraucht wird: extern dranbauen.

Die Chipfritzen bauen dir auch gerne was spezielles, wenn die Stückzahl 
stimmt. Ansonsten eben eher: nein.

von Harald A. (embedded)


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Habe gerade mal auf Richis Seiten geschaut, was ein MOSFET so an Fläche 
braucht. So einer wie der von Foobar verlinkte hat vermutlich so um 
0.4mm Kantenlänge. Das brauchen wir dann 16x (Push-Pull) und dann hätten 
wir schon fast soviel Fläche, wie der Prozessor selbst braucht. Und das 
für ein paar Nischenanwendungen, wo es VIELLEICHT passen könnte.

von Frage (Gast)


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Harald A. schrieb:
> Fläche im Die sind letztlich Kosten, spezielle Kontaktierung ebenfalls.

H.Joachim S. schrieb:
> Und Platz kostet Geld.

Das habe ich mir auch gedacht.
Bei der Suche nach Vergleichsdaten traf ich auf den Begriff "high 
drive", der keine weiteren Treffer brachte.
Aber hätt' ja sein können, dass es die eine oder andere Variante gibt, 
und dass hier der eine oder die andere sowas kennt ;-)

Danke für die kompetente Hilfsbereitschaft.

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