Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Linearregler MOSFET oder Bipolartransistor


von Tobias (fakearts)


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Hallo!

Ist ein Linearregler mit einem MOSFET oder mit einem Bipolartransistor 
effizienter? Was würdet ihr verwenden?

Danke schon im voraus!

: Verschoben durch Moderator
von H. H. (Gast)


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Tobias schrieb:
> Ist ein Linearregler mit einem MOSFET oder mit einem Bipolartransistor
> effizienter?

Schmecken Äpfel oder Birnen besser?



> Was würdet ihr verwenden?

Kirschen.

von Michael B. (laberkopp)


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Effizienter sicher mit einem MOSFET, aber gutmütiger mit bipolaren als 
Emitterfolger.

LowDrop Regler mit bipolaren Zransistoren kranken dran, kurz vor dem 
drop out viel Basisstrom fliessen zu lassen.

MOSFET Regler kranken daran, dass die Gate- Kapazität zusätzliche 
Phasendrehung in der Regelschleife bewirkt.

Ein Mikroleistungsregler mit bipolaren muss auch gut sperren können.

von Tobias (fakearts)


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Gibt es da eine Faustregel, wann vielleicht doch ein Bipolartransistor 
effizienter ist? Vielleicht bei höherer Spannung? Höherer Last?

von Udo S. (urschmitt)


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Was ist dein eigentliches Problem?
Was meinst du mit "effizienter".
Siehe Definitionen von Effizienz: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Effizienz

von Tobias (fakearts)


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Ich möchte wissen, mit welchem Bauteil ich weniger Verluste habe

von Udo S. (urschmitt)


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Tobias schrieb:
> Ich möchte wissen, mit welchem Bauteil ich weniger Verluste habe

Mit einem Schaltregler

von Mark S. (voltwide)


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Die heute gängigen MOSFETs sind für den Linearbetrieb mit größerer 
Verlustleistung nicht mehr ausgelegt. Die Karawane ist inzwischen weiter 
gezogen, lineare Applikationen für Leistungshalbleiter sind eine Nische 
geworden.

von Falk B. (falk)


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Tobias schrieb:
> Hallo!
>
> Ist ein Linearregler mit einem MOSFET oder mit einem Bipolartransistor
> effizienter? Was würdet ihr verwenden?
>
> Danke schon im voraus!

Netter Trollversuch.

von Stefan F. (Gast)


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Tobias schrieb:
> Ich möchte wissen, mit welchem Bauteil ich weniger Verluste habe

In welcher Anwendung? Du musst schon konkret werden, ansonsten lautet 
die Antwort "kommt auf viele Faktoren an". Die werden wir dir hier 
bestimmt nicht alle groß und breit erklären, denn dafür gibt es bereits 
Lehrbücher.

von Georg M. (g_m)


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von Marcel V. (mavin)


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Falk B. schrieb:
> Netter Trollversuch.

Außer Du und Herr Hinz, fallen die Leute trotzdem immer wieder 
regelmässig drauf rein :D

von Peter M. (r2d3)


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Hör' ich µcs "Außer Du", mach' ich beide Augen zu.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Tobias schrieb:
> Gibt es da eine Faustregel, wann vielleicht doch ein Bipolartransistor
> effizienter ist?

Also ich würde eine äffi-ziente Röhre nehmen oder eine magentisch 
gesteuerte Kaskade aus Relais und Lastwiderständen. Denn die 
überschüssige Leistung muß effektiv weg.

mfg

von Michael B. (laberkopp)


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Tobias schrieb:
> Gibt es da eine Faustregel, wann vielleicht doch ein
> Bipolartransistor effizienter ist? Vielleicht bei höherer Spannung?
> Höherer Last?

Da der einzige Effizienzunterschied bei Linearreglern im Ansteuerstrom 
und Eigenverbrauch Iq liegt, ist die leistungslose Ansteuerung des 
MOSFETs immer effizienter.

Ein bipolarer Linearregler hann schon Mal 10% des Laststroms zusätzlich 
ziehen.

von Falk B. (falk)


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Michael B. schrieb:
> Ein bipolarer Linearregler hann schon Mal 10% des Laststroms zusätzlich
> ziehen.

Der LM317 zeigt, wie man das vermeiden kann.

von Michael B. (laberkopp)


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Falk B. schrieb:
> Der LM317 zeigt, wie man das vermeiden kann

Geht dort, geht aber bei low drop nur schlecht.

von Thomas (kosmos)


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Es spielt doch keine Rolle wenn 100W wegmüssen ob das in 10+90 mündet 
oder in 0,1+99,9

: Bearbeitet durch User
von Marcel V. (mavin)


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Thomas O. schrieb:
> Es spielt keine Rolle

Eben, auch wenn beim Mosfet kein Gatestrom fließt, beim bipolaren 
Transistor fließt der Basisstrom aber auch durch die Last mit durch, 
dadurch unterscheidet er sich effizenzmäßig nicht vom Mosfet.

Die Verlustleistung ist unter identischen Bedingungen sowieso bei beiden 
gleich.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Tobias schrieb:
> Ist ein Linearregler mit einem MOSFET oder mit einem Bipolartransistor
> effizienter?

Du hast Linear- aka Längsregler verstanden? Die Sache mit 
Spannungsdifferenz mal Strom?

Michael B. schrieb:
> LowDrop Regler mit bipolaren Zransistoren kranken dran, kurz vor dem
> drop out viel Basisstrom fliessen zu lassen.

Mein älteres Labornetzteil hat als Stellglied NPNs, da geht der 
Basisstrom zur Last raus und ist nicht verloren.

Die uralten LDO-Dreibeiner, ich denke, dass Du diese meinst, sind 
natürlich mit ihrem hohen Querstrom verdammt schlecht.

Mark S. schrieb:
> Die heute gängigen MOSFETs sind für den Linearbetrieb mit größerer
> Verlustleistung nicht mehr ausgelegt.

Es gibt sie nach wie vor käuflich zu erwerben. In meinem Akkutester 
werkeln zwei IRF540, die ein µC über einen externen D-A-Wandler 
ansteuert, läuft sehr gut.

von Michael B. (laberkopp)


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Marcel V. schrieb:
> Eben, auch wenn beim Mosfet kein Gatestrom fließt, beim bipolaren
> Transistor fließt der Basisstrom aber auch durch die Last mit durch,

Es sei denn, es soll ein low drop werden.

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


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Michael B. schrieb:
> Marcel V. schrieb:
>> Eben, auch wenn beim Mosfet kein Gatestrom fließt, beim bipolaren
>> Transistor fließt der Basisstrom aber auch durch die Last mit durch,
>
> Es sei denn, es soll ein low drop werden.

Und? Wo war das gefordert?

von Mark S. (voltwide)


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Manfred P. schrieb:
> Es gibt sie nach wie vor käuflich zu erwerben. In meinem Akkutester
> werkeln zwei IRF540, die ein µC über einen externen D-A-Wandler
> ansteuert, läuft sehr gut.

Jaja, noch gibt es die, nur würde ich den nicht mehr als heutzutage 
gängig bezeichnen.

von Martin S. (sirnails)


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Manfred P. schrieb:
> Mark S. schrieb:
>> Die heute gängigen MOSFETs sind für den Linearbetrieb mit größerer
>> Verlustleistung nicht mehr ausgelegt.
>
> Es gibt sie nach wie vor käuflich zu erwerben. In meinem Akkutester
> werkeln zwei IRF540, die ein µC über einen externen D-A-Wandler
> ansteuert, läuft sehr gut.

Er hat schon recht. Nachdem Mosfet zu 90% nur für Schaltanwendungen 
verwendet werden, gibt es halt wahnsinnig viele, die auf einen kurzen 
Knick und steile Kennlinie optimiert sind.

Heißt nicht, dass es die anderen nicht auch gibt, aber wenn man heute 
aus einem Regal blind einen Mosfet herauszieht, ist das ziemlich sicher 
ein Schalttransistor.

Auf Linearbetrieb optimierte Mosfet wird man noch finden, solange man 
noch analoge Verstärker baut. Aber außer Toshiba fällt mir eigentlich 
kein Hersteller solcher Mosfet ein.

von Christian M. (christian_m280)


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Manfred P. schrieb:
> Die uralten LDO-Dreibeiner

Nicht alles was drei Beine hat ist ein LDO...

Gruss Chregu

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


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Tobias schrieb:
> Ich möchte wissen, mit welchem Bauteil ich weniger Verluste habe
Kommt drauf an.
In welcher Beschaltung?
In welchem Arbeitsbereich?

Deine sehr, sehr trollige Frage lässt sich auf andere Anwendungsgebete 
so übertragen:
- Was enthält mehr Zucker: Vanilleeis oder Schokoeis?
- Was fährt schneller: das rote oder das blaue Auto?
- Was fliegt höher: ein Heißluftballon oder ein Vogel?
- Was ist lauter: ein Ochester oder eine Gitarre?

Und auch hier lautet die Anwort jedes Mal: Kommt drauf an.

Tobias schrieb:
> Ich möchte wissen, mit welchem Bauteil ich weniger Verluste habe
Passend zum Niveau der Frage das Niveau der Antwort: mit dem Bauteil, 
das grade nicht in dieser Schaltung eingesetzt ist. Wenn du also den 
Mosfet einbaust, dann hast du am bipolaren Transistor keine 
Verlustleistung. Und umgekehrt...

Christian M. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Die uralten LDO-Dreibeiner
> Nicht alles was drei Beine hat ist ein LDO...
Und grade die "uralten Dreibeiner" waren keine LDO.

: Bearbeitet durch Moderator
von Thomas (kosmos)


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unter: lateral audio MOSFET findet man einiges dazu.

von Bauform B. (bauformb)


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Martin S. schrieb:
> Nachdem Mosfet zu 90% nur für Schaltanwendungen
> verwendet werden, gibt es halt wahnsinnig viele, die auf einen kurzen
> Knick und steile Kennlinie optimiert sind.
> (...)
> Auf Linearbetrieb optimierte Mosfet wird man noch finden, solange man
> noch analoge Verstärker baut.

...oder elektronische Sicherungen oder Hot Swap Controller. Infineon und 
NXP bauen dafür noch ein paar wenige Typen:
IPB017N10N5LF, IPB020N10N5LF, IPB033N10N5LF, IPB048N15N5LF, 
IPB083N15N5LF, IPB110N20N3LF. Das waren aber auch schon alle aus dem 
2019er Infineon Katalog. Das LF steht für "kann linear".

Meine NXP-Liste ist wahrscheinlich nicht vollständig:
PSMN013-100YSE, PSMN075-100MSE, PSMN2R3-100SSE, PSMN3R7-100BSE, 
PSMN4R2-80YSE, PSMN4R8-100BSE, PSMN4R8-100PSE, PSMN4R8-100YSE, 
PSMN7R6-100BSE, PSMN7R8-100PSE

Warum das so ist wie es ist:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/tech-articles/lt-journal-article/LTJournal-V27N1-05-di-SOA-DanEddleman.pdf

https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-ApplicationNote_Linear_Mode_Operation_Safe_Operation_Diagram_MOSFETs-AN-v01_00-EN.pdf?fileId=db3a30433e30e4bf013e3646e9381200

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Christian M. schrieb:
> Manfred P. schrieb:
>> Die uralten LDO-Dreibeiner
> Nicht alles was drei Beine hat ist ein LDO...

Habe ich das behauptet?

Lothar M. schrieb:
>> Nicht alles was drei Beine hat ist ein LDO...
> Und grade die "uralten Dreibeiner" waren keine LDO.

Wenn ich LDO sage, meine ich das auch und nur diese. Diese nicht zu 
kennen ist kein Grund, meine Aussage als falsch zu deklarieren.

Mir fällt zum Beispiel LM2940 ein, der sich LowDrop nennt und bei 1A 
Last unter 1V bleibt. Mit denen habe ich mal gespielt, die gibt es seit 
den 80er-Jahren.

Der hat einen PNP als Stellglied und braucht unter Vollast bis zu 60mA 
Querstrom, was seine Verlustleistung deutlich treibt.

Sein kleiner Bruder LP2950 (100 mA) gehört auch zur alten Generation, 
seine 0,4V-Dropout erkauft man sich ebenfalls mit einen ziemlich hohen 
Querstrom.

Den LP2950 ich sogar noch vor ein paar Monaten eingesetzt, er wird aber 
über einen Schalttransistor gesteuert und ist nur selten für ein paar 
hundert Millisekunden am Akku.

Ich denke, Laberkopp hat verstanden, dass ich diese meinte bzw. er hat 
sich auf diese Schaltungart bezogen.

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