Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mosfet (AO3400A) kaputt - wieso?


von Fiete (pc_p)


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Ich habe eine Schaltung mit Mosfets, die ich glaube ich gegrillt habe 
und ich weiß nicht wie. Vielleicht hat ja jemand eine Idee

Ich schalte ein paar LEDs mit einem Mosfet. Dazu nutze ich eine 9V 
Blockbatterie. Ich verwende den Optokoppler, weil ich die LEDs mit einer 
eigenen Batterie betreiben möchte und den Microcrontroller dann deutlich 
leichter anschließen kann. Insgesamt habe ich die Schaltung zweimal an 
der selben Batterie mit etwas anderen LEDs bei der zweiten Schaltung. 
Der Strom beim zweiten Kreis ist allerdings nur um wenige mA höher.

Die Schaltung hatte ich fertig und sie funktionierte und dann habe ich 
an den LEDs rumgebastelt. Ich habe immer wieder kleinere Sachen geändert 
und es hat immer funktionert. Auf einmal haben die LEDs immer 
geleuchtet. In dem Moment, in dem sie tatächlich leuchten sollen, sind 
sie lediglich etwas heller geworden. Beide haben dabei gleichzeitig 
aufgehört, zu funktionieren.

Ich habe daraufhin, um die Optokoppler zu testen, anstelle der Mosfets 
einfache LEDs angeschlossen. Die Optokopplermachen genau das, was sie 
sollen. Danach habe ich die Mosfets wieder eingebaut und den Gate Source 
Widerstand überbrückt. Die LEDs sind minimal dunkler geworden, haben 
aber noch geleuchtet. Danach habe ich die Mosfets mit der Schaltung im 
Bild getestet. Das Ergebnis ist das selbe. Die LED leuchtet. Wenn ich 
den Taster drücke, leuchtet sie etwas heller. Wenn ich den Widerstand 
überbrücke, leuchtet sie minimal dunkler.

Die Mosfets sind im SOT23 Package und zum Testen habe ich die zwei an 
einen Pin Header gelötet. Ich habe einen neuen gelötet und erst in 
dieser Schaltung getestet und danach in der eigentlichen. In beiden 
sperrt der neue wieder zuverlässig.

Dass die anderen Mosfets kaputt sind, ist offensichtlich. Was ich mich 
frage ist, wie das passiert ist. Da beide gleichzeitig den Geist 
aufgegeben haben, glaube ich nicht, dass es Zufall war. Aber was an der 
Schaltung kann sie kaputt gemacht haben? Wie kann ich dafür sorgen, dass 
sie nicht wieder kaputt gehen, wenn ich neue benutze? Ich betreibe beide 
weit unter den maximalen Werten von Vds 30V Id 5,7A und Vgs 12V. Wieso 
sind die kaputt?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Fiete schrieb:
> Aber was an der Schaltung kann sie kaputt gemacht haben?

UGS überschritten ?

von Fiete (pc_p)


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Fiete schrieb:
> Ich betreibe beide weit unter den maximalen Werten von Vds 30V Id 5,7A und Vgs
> 12V

: Bearbeitet durch User
von Gerald B. (gerald_b)


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SOA verlassen? So kleine Dingerchen reagieren allerigsch auf "ein 
bisschen geöffnet" oder "nicht ganz gesperrt", weil das Produkt aus 
Strom und Spannung nun mal Leistung ist.
An einem TO220 verbrennt man sich mal kurz die Finger, der SOT23 löst 
sich dagegen in Wohlgefallen auf.

von Rolf (rolf22)


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Fiete schrieb:
> Aber was an der Schaltung kann sie kaputt gemacht haben?

Wir kennen deine Schaltung nicht. :-(

> Ich betreibe beide weit unter den maximalen Werten von Vds 30V Id 5,7A und
> Vgs 12V. Wieso sind die kaputt?

Beitrag "MOSFETs nach (manueller) Bestückung defekt - ESD?"

von Fiete (pc_p)


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Warm sind die eigentlich nie geworden.

Ich habe gerade mal nachgemessen und in meiner Schaltung eine Vgs von 
8V. Wenn ich das Datenblatt richtig lese, ist der da ziemlich offen. Aus 
dem SOA Graphen werde ich allerdings nicht ganz schlau:

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/AO3400A_ALOM.pdf

Lese ich es richtig?

Und wegen des Schließens, sollte ich vielleicht einen kleineren 
Widerstand wie 1K nehmen?

von Fiete (pc_p)


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Rolf schrieb:

> Wir kennen deine Schaltung nicht. :-(

Oh die habe ich eigentlich als Bild hochgeladen. Ohne ergibt die Frage 
natürlich wenig Sinn. Ist jetzt da ;)

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Fiete schrieb:
> Ich schalte ein paar LEDs mit einem Mosfet. Dazu nutze ich eine 9V
> Blockbatterie.

Tja, mit 10-15Ohm Gesamt-R für die LEDs dürfte die 9V-Batterie 
hoffnungslos überlastet sein, Spannung bricht ein, damit auch Ugs, damit 
hängt der Mosfet irgendwo im Analog-Bereich, und nicht entweder voll on 
oder off. Du hast den also gegrillt ...

von Thomas (kosmos)


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ESD? Was hast du für Schuhe beim Basteln an oder eher Barfuß/Socken 
unterwegs?

Schade um das fehlende Bild. Wie hast du das ganze verschaltet. In der 
Regel macht man es so das dein Gate mit einem Widerstand hochgezogen 
wird und der Transistor des Optokopplers zieht die Spannung beim 
ansteuern runter. Je nachdem was der Transistor im Optokoppler für einen 
Strom leiten kann, kann man den Widerstand dimensionieren. Denn es 
sollte genug Strom fließen damit die Gatekapazität schnel genug 
aufgeladen wird, aber der Transistor des Optokopplers muss eben auch 
genug Strom abführen können damit die Gatekapazität schnell entladen 
wird. Wenn man zu langsam schaltet oder eben im linearen Bereich ist, 
das verheizt dein MOSFET den nicht benötigten Strom.

Hier mal ein Beispiel mit einem P-Kanal FET falls du einen N-Kanal Typen 
hast muss die Last nach oben rechts neben den 10 kOhm Widerstand rein. 
10 kOhm ist aber recht hochohmig da fleißen gerade mal 2,4mA um das Gate 
aufzuladen, da der Optokoppler wahrscheinlich 100mA schalten kann könnte 
man da noch etwas runter mit dem Widerstandswert.

https://europe1.discourse-cdn.com/arduino/optimized/3X/a/d/ad7ce2058084e8927560083fe418cdc0814e3718_2_556x500.JPG

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Jens G. schrieb:
> Spannung bricht ein, damit auch Ugs, damit
> hängt der Mosfet irgendwo im Analog-Bereich,

Er hat immer zwei LEDs und Reihe und der MOSFET ist ab 2,5V 
Spezifiziert.

Dass die 9V Batterie womöglich überlastet ist, stimme ich zu. Aber davon 
gehen die MOSFET nicht kaputt.

von Fiete (pc_p)


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Die Batterie wird nicht warm. Ich habe gerade die Steuerung überbrückt 
und messe 6,6V an den Batteriepolen, wenn die LEDs angeschlossen sind. 
Die lief schon etwas länger und hat deshalb eh nur noch 7,4V. Die 
Spannung müsste also noch locker reichen, um den Mosfet richtig 
durchzuschalten

von Sherlock 🕵🏽‍♂️ (rubbel-die-katz)


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Thomas schrieb:
> Wenn man zu langsam schaltet oder eben im linearen Bereich ist,
> das verheizt dein MOSFET den nicht benötigten Strom.

Den Punkt würde ich weiter verfolgen. Man kann die LED ja in kurzen 
Abständen immer wieder an/aus schalten und dabei die Temperatur der 
MOSFET kontrollieren.

von Fiete (pc_p)


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Thomas schrieb:
> Schade um das fehlende Bild

Ist jetzt da! Wie man sieht, nutze ich ein N Channel und beim Basteln 
Adiletten auf Parkett. Ich ziehe das Gate mit 10k runter und mit dem 
Optokoppler dann hoch

von Fiete (pc_p)


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Sherlock 🕵🏽‍♂️ schrieb:
> Den Punkt würde ich weiter verfolgen. Man kann die LED ja in kurzen
> Abständen immer wieder an/aus schalten und dabei die Temperatur der
> MOSFET kontrollieren.

Im Dauerbetrieb wird der nicht warm. Ich habe ein wenig mit der 
Temperatur der LEDs und ihrer Vorwiderstände gestruggelt und deshalb bei 
allen Bauteilen die Temperatur nach längerer Zeit immer wieder geprüft. 
Die Mosfets sind kein mal auch nur warm geworden

von Rolf (rolf22)


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Fiete schrieb:
> Ich ziehe das Gate mit 10k runter und mit dem
> Optokoppler dann hoch

Ja, im Betrieb.
Du hast aber gesagt, die Defekte seien beim Basteln/Rumlöten 
aufgetreten, aber nicht während des Dauerbetriebs. Da denkt man an ESD, 
und gegen ESD helfen deine Adiletten auf Parkett alleine wenig. Du 
brauchst eine leitende Verbindung zwischen Lötkolben, Arbeitsunterlage 
und deinem Körper, weil ja der 10-k-Widerstand nicht ständig 
angeschlossen ist.

von Fiete (pc_p)


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Die Schaltung zum steuern habe ich einmal auf ein Breadboard gebaut und 
dann nicht mehr verändert. Ich habe an den LEDs rumgebastelt und sie 
dann angeschlossen und getestet. Ich habe meinen Lötkolben aber garnicht 
im selben Raum, wie den Rest der Sachen, deshalb hab ich an der 
Steuerung selber nie rumgebastelt. Die GS Widerstände waren immer 
angeschlossen und an das Gate kommt man so gut wie garnicht. Es ist 
alles isoliert, bis auf die Beine der GS Widerstände. Aber vielleicht 
bin ich da tatsächlich irgendwie drangekommen. Ist denn an der Schaltung 
irgendwas sonst auszusetzen? Irgendwas anderes, was die gekillt haben 
könnte?

von Thomas (kosmos)


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es würde schon helfen die Adiletten wegzulassen, falls du zuhause mit 
Socken rumlaufen kannst. Die Schuhe und/oder Bodenbelag(Isolierung) und 
die Kleidung bzw. Stoff der Rückenlehne sind meist der Verursacher das 
man sich auflädt. Was etwas Abhilfe bringen kann, ist die 
Luftfeuchtigkeit zu erhöhen (Blumen/Aquarium im Zimmer) und wie gesagt 
ohne Schuhe zu arbeiten, klar auf der Arbeit geht das natürlich nicht, 
da muss es ein leitfähiger Bodenbelag und ESD Schuhe sein. Oder du 
besorgst dir ein ESD Armband das du an PE klemmst dann wirst du 
kontinuierlich langsam gegen Erde entladen so das du kein hohes 
Potential bilden kannst.

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