Mosfet Sourcefolger als Buffer gibt negative Spannung

Ja :-) aber das beeinflusst nicht das Verhalten des Mosfets..

Nimm doch mal einen vergleichbaren FET aus der Bibliothek.

Georg S. schrieb:

Der Ausgangsbereich soll aber jedenfalls nur zwischen 0 bis 5 Volt liegen, alles darunter oder drüber wird bei 0 bzw. 5 Volt quasi abgeschnitten.

Warum machst du das nicht mit einer Diodenklemmschaltung wie es der Rest der Welt macht?

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            5V

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             ^

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In ----Rv----o----- 0..5V

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             ^

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            GND

Georg S. schrieb:

Für bessere Schaltungsvorschläge wäre ich sehr dankbar!

Wenn schon ein Mosfet, dann sicher nicht in Drainschaltung (= Sourcefolger). Denn deine "high"-Ausgangsspanung wird hier immer um mindestens Vgsth niedriger sein als die Eingangsspannung.

@Florian: Da beobachte ich dasselbe Verhalten.

@Lothar: Auch da gehts ins Negative in der Simulation. Meine Schaltung habe ich am Ausgang zusätzlich auch mit Schottky-Dioden so besichert. Aber auch dann geht es bis -400mV runter. Das mit dem Abzug von Vth am Ausgang ist nicht so problematisch in meinem Fall.

Danke für eure Beiträge.

Georg S. schrieb:

Aber auch dann geht es bis -400mV runter.

Ja, wo ist das Problem?

Aber wenn diese paar mV ein Problem sind, dann mach dahinter doch einfach einen 5V-CMOS-Schmitttrigger.

nicht so problematisch in meinem Fall.

Was ist denn überhaupt "dein Fall"? Welche Aufgabe willst du mit dieser Schaltung lösen?

@Lothar: Im Anschluss ist keine digitale Schaltung, sondern ein Komparator, der die Eingangsspannungen mehrerer Kanäle auf einen Schwellwert hin vergleicht. Den Vth-Abzug kann ich dann durch eine passende Schwellwertsetzung kompensieren. Wichtig ist nur, dass die Ausgangsspannung im Bereich zwischen 0 bis 5V liegt, Toleranz hierfür sind maximal +/- 100mV, der Komparator IC hat sein abs. max. bei maximal +/- 300mV.

Georg S. schrieb im Beitrag #786553

Im Anschluss ist keine digitale Schaltung, sondern ein Komparator

Welcher?

Den Vth-Abzug kann ich dann durch eine passende Schwellwertsetzung kompensieren.

Sicher? Wie kompensierst du die Exemplarstreuung? Wie die Temperaturdrift?

Wichtig ist nur, dass die Ausgangsspannung im Bereich zwischen 0 bis 5V liegt, Toleranz hierfür sind maximal +/- 100mV, der Komparator IC hat sein abs. max. bei maximal +/- 300mV.

Also Bullshit. Ein simpler Vorwiderstand täte den Job, denn die Schutzdioden hat der Komparator ja offensichtlich schon integriert. Die Eingangsspannung ist nur deswegen limitiert, damit man die Schutzdioden nicht überlastet. Dazu braucht es aber nicht nur Spannung, sondern auch Strom.

Die Schutzdioden sind sicher Si-PN-Übergänge (Schottky hätte viel zuviel Leckstrom). ½-mal darfst du raten, wieviel Strom bei 300mV durch die Schutzdiode fließen kann. Und ob die davon kaputt gehen wird.

Georg S. schrieb:

der Komparator IC hat sein abs. max. bei maximal +/- 300mV.

... weil dann die internen Schutzdioden zu leiten beginnen.

Georg S. schrieb:

Den Vth-Abzug kann ich dann durch eine passende Schwellwertsetzung kompensieren.

Für ein einzelnes Exemplar kann man das so hintrimmen. Allerdings sollte man dann abschätzen, ob die Temperaturabhängigkeit (und Serienstreuung) der Ugsth auch tatsächlich irrelevant ist.

Georg S. schrieb:

Ich habe hierfür einen Sourcefolger realisiert (siehe Bild) und in LTSpice simuliert. Mein Problem ist, dass nach Eingangspulsen > 5 Volt oder bei negativen Eingangsspannungen der Ausgang negativ wird (im Bild zu sehen z.b. -1.1 V). Warum ist dies so?

Weil die Cgs und der R2 einen Hochpass bilden, der dann relevant wird, wenn Ugs_thres (etwa) unterschritten wird. In dem Zeitbereich, denn du da darstellst, folgt S mehr oder weniger dem G. Aber nicht, weil das ein Spannungsfolger ist, sondern eben wegen dem Hochpass. Im ms-Bereich sollte sich die Spannung wieder "normalisieren".

Aber das Wörtchen "Spannungsfolger" ist eher nur theoretischer Natur, denn bei realen Transistoren folgt S dem G (bzw. E dem B) eh' nur in einem reichlichen Abstand von Ugs_thres (wieder nur etwa) bzw. Ube. Mit einem Komparator nach solch einem "Spannungsfolger" was sinnvolles machen zu wollen, ist sowieso aussichtslos, da Du Ugs_thres rausrechnen müsstest ...

H. H. schrieb:

Jens G. schrieb:

Cgs

Bei einem BSS138 nur wenige 10pF.

Was aber weiterhin "riesige" Zeitkonstanten gegenüber seinen Zeiträumen darstellt.

Warum eigentlich MOSFet? Immerhin hat ein BJT NPN Transistor wenigstens konstante Ube von etwa 0,6-0,7V auch zwischen verschiedenen Exemplaren. Und ein Emitterfolger belastet die Quelle auch nur wenig.

Matthias S. schrieb:

Warum eigentlich MOSFet?

Mit einer gegengekoppelten P-Mosfetstufe bekommt man die impedanzgewandelte stufenlose Ausgangsspannung von 0 bis 5V relativ genau hin.

Die beiden Klemmdioden sind nur dazu da, falls die Eingangsspannung mal, so wie beim TE, überschritten wird oder in den negativen Bereich geht.

@Enrico E: Danke, das ist mit Abstand der beste Vorschlag, ich habe es ähnlich umgesetzt