N-Kanal MOSFET 100kHz Ansteuerung

[Gregor S. (gs12223)]

Hallo zusammen,
ich möchte ein PWM Signal mit einem High-Pegel im Intervall von 2V-3,3V 
auf einen High-Pegel von 3,3V setzen.
Außerdem soll eine LED Leuchten, wenn ein Eingangssignal anliegt.
Dazu möchte ich eine einfache Schaltung mit einem N-Kanal MOSFET nutzen. 
Als MOSFET verwende ich den BS170. Dieser Schaltet bei einer 
Schwellspannung von 2V komplett durch und hat laut Datenblatt ein fT von 
1Mhz und die Turn-On bzw. Turn-Off Time beträgt typ. 4ns und max 10ns.
Die Ausgangspannung greife ich über einen großen Widerstand ab, damit 
ich ein nichtinvertierendes Signal erhalte.
Die unten abgebildete Schaltung funktioniert bei kleineren Frequenzen 
bis 50kHz wunderbar. Wenn ich allerdings mit der Frequenz hoch gehe wird 
das Signal schnell "unschön" und ich bekomme beim abschalten eine 
Verzögerung. Außerdem gibt es Schwingungen während des High-Pegels.

Ich würde mich sehr freuen, wenn mir jemand erklären kann woran das 
liegt.

Viele Grüße


* In LTSpice habe ich als MOSFET den 2N700 genommen, da dieser ähnliche 
Eigenschaften hat und ich den BS170 nicht gefunden habe.

[Michael B. (laberkopp)]

Gregor S. schrieb:
> Dieser Schaltet bei einer Schwellspannung von 2V komplett durch

Wie kommst du auf fas dünne Brett ?

Der hat sogar eine UGSth von bis zu 3V unterhab der er völlig 
abgeschaltet ist und das Datenblatt spezifiziert eingeschaltet erst bei 
10V.

https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A100%2FBS170_ON.pdf

Wie misst du ? Die meisten von der Simulation abweichendes Artefakte 
werden durch Kapazität und Induktivität der Messstrippen und des Aufbaus 
bedingt sein.

[Stephan S. (uxdx)]

s. Anlage

[Rainer W. (rawi)]

Gregor S. schrieb:
> Als MOSFET verwende ich den BS170. Dieser Schaltet bei einer
> Schwellspannung von 2V komplett durch

Dann hast du Glück gehabt. Bei Schaltungsauslegung soll man sich darauf 
nicht verlassen.

Bei einem Drainstrom von 1mA liegt laut Datenblatt die 
GS-Schwellspannung U_GS(th) irgendwo zwischen 0,8V  und 3V.
Für deine Aufgabe ist der ungeeignet.

[Gregor S. (gs12223)]

Ich habe die Schwellspannung im Labor getestet und ab 2V schaltet er 
ausreichend durch. Bei Frequenzen bis zu 50kHz funktioniert es ja auch. 
Die Schwellspannung ändert sich ja nicht durch die Frequenz oder?
Ich könnte an Drain noch eine Gleichspannung anlegen von 0,7V damit der 
MOSFET noch besser schaltet aber ich glaube nicht das es daran liegt.

[Michael B. (laberkopp)]

Gregor S. schrieb:
> Die Schwellspannung ändert sich ja nicht durch die Frequenz oder?

Aber von Exemplar zu Exemplar, und mit der Temperatur

Man MACHT so was einfach nicht, Schaltungen die nur auf gut Glück an der 
Kante arbeiten weil man das Datenblatt ignoriert.

Kauf dir einfach einen vernünftigen MOSFET statt Opas Grabbelkiste.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Kauf dir einfach einen vernünftigen MOSFET statt Opas Grabbelkiste.

Da kann man erstmal nur zustimmen, allerdings frag ich mich ob man
bei den Rahmenbedingungen nicht einfach ein Singlegatter nehmen kann.

Vanye

[Stefan K. (stk)]

Vanye R. schrieb:
> allerdings frag ich mich ob man
> bei den Rahmenbedingungen nicht einfach ein Singlegatter nehmen kann.

Zu einfach. Außerdem hätte man dann ein 3,3V Ausgangssignal mit dem 
gleichen Bezugspotential wie das Eingangssignal.
Ich frage mich eher wie man mit der gezeigten Schaltung und 3,3V 
Versorungsspannung Ausgangssignale erreicht die deutlich höher als 3,3V 
sind und das gemessen und in der Simulation.