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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik MOSFET Gateladung?


Autor: Stefan (Gast)
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Hallo,

ich möchte den Ausgang eines ATMEGA8 mittels MOSFET verstärken.

Am Ausgang liegt ein Rechtecksignal mit einer Frequenz im Bereich von ca 
20 kHz und 5V an. Dieses Signal muss auf 12V verstärkt werden und es 
sollen kurzzeitig Ströme bis zu 10A fließen können.

Nun habe ich Versuchsweise einen BUZ350 (Ausgang unbelastet) 
drangehängt, die Verstärkung auf 12V funktioniert ganz gut ohne das 
Signal zu sehr zu verzerren.
Meine Sorge ist nun aber die Gateladung des BUZ350, kann dadurch der 
Mikrocontroller beschädigt werden? Wenn ja, wie kann man das Problem 
umgehen?
Ich habe auch schon vorsichtshalber einen Gate-Treiber vorgeschalten 
gehabt (TC4420), aber der hat mir das Signal am MOSFET-Ausgang dann 
ziemlich ruiniert. Keine Ahnung warum.

Wer hat ne Idee?



Autor: jack (Gast)
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Um den BUZ350 mit 5V durchzusteuern, braucht man eine Ladung von
8nC (8*10^-9 Coulomb). Nimmt man mal eine Schaltzeit von 100ns an,
dann würde ein Strom 8nC/100ns = 80mA fließen.

Das hört sich im ersten Moment etwas viel an. Die durchschnittliche
Leistung berechnet sich zu Qgate  5V  f .
Das wären in Deinem Fall also 8nC  5V  20kHz = 0,8 mW.

Ich denke mit einem Gatewiderstand von 10 Ohm müßte der µC das
schaffen.

Autor: Macc (Gast)
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Weshalb nicht einen Treiber nehmen ? zB MIC4427, LTC1693-1, das sind 
1.5A treiber. Fuer den Leistungsteil sollte man wissen was man will. 
Einen Pushpull Rechteck ? Einen N-kanal FET, einen P-kanal FET ? Der 
Pushpull Rechteck ist nicht trivial, da die benoetigten Gatespannungen 
ungleich null sind, dh man die Rail kaum erreicht. Wie nahe an die Rail 
sollte der Ausgang den mit welcher Impedanz den gehen ? Alternativ kann 
man auch 6A Treiber parallel schalten.

Autor: Stefan (Gast)
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Also danke schonmal für die Antworten,

wenn es mit dem BUZ350 so geht dann werde ich das zur Not machen. Ein 
Treiber wäre mir aber auch lieber.

Wie schaltet man denn einen 6A-Treiber parallel?
Mein TC4420 ist ja ein 6A-Treiber, den hatte ich vor dem BUZ350 
geschalten (also ganz normal, nicht parallel) und dann ist das Signal am 
Leistungsteil sehr gestört gewesen. Das Signal sah etwa so aus:


Originalsignal:

        _______         ________         ______
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       |        |       |        |       |       |
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       |        |       |        |       |       |
       |        |       |        |       |       |
_______|        |_______|        |_______|       |



Verstärktes Signal:

        ______          _______          ______
       |       |        |       |        |       |
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Autor: Macc (Gast)
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Der 6A Treiber benoetigt natuerlich Kondensatoren, die den Strom auch 
bringen. zB 10uF Keramik und 47uF Low ESR Tantal parallel. Die 
Kondensatoren muessen ganz nahe des Treibers montiert werden. 
Parallelschalten mit Serieausgangswiderstand. Der muss dann klein sein. 
zB 0.1 Ohm

Autor: Stefan (Gast)
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Hallo Macc,

verstehe noch nicht so ganz was du meinst. Einen 10uF ELKO hatte ich 
beim Treiber schon ganz nah parallel geschalten. Das hat dann aber 
trotzdem das oben gezeigte seltsame Signal am Leistungsteil des BUZ350 
ergeben.
Beim Ausgang des Treibers ist das Signal aber noch absolut in Ordnung. 
Erst nach dem MosFet sieht es so komisch aus. Wenn ich den Treiber 
weglasse ist das Signal nach dem MosFet aber auch in Ordnung. Verstehe 
nicht warum.

Autor: Macc (Gast)
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Der Buz350 ist ein N FET an GND ? Kaum, sonst waere das Signal 
invertiert. Was kommt nach dem Treiber, und wie ist es geschaltet ?

Autor: Marius S. (lupin) Benutzerseite
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du musst eine Last anhängen, es dauert ansonsten eine weile bis sich die 
drainkapazität wieder auf VCC geladen hat.

Autor: Stefan (Gast)
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Also hab mal ne kleine Grafik zur Schaltung angehängt.


Die 5V kommen von einem 7805 Spannungswandler der an der 
12V-Spannungsquelle angeschlossen ist.

Das Signal nach dem Treiber ist in Ordnung, nach dem BUZ350 nicht mehr.
Ohne Treiber und den BUZ350 direkt an den µC ist das Signal aber wieder 
in Ordnung. Passt der Treiber nicht zum MOSFET????

Autor: Stefan (Gast)
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Das mit dem Anhang hat wohl nicht geklappt...

Autor: Basstler (Gast)
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Würde mal den Treiber mit 12V Versorgen. Da der BUZ kein LogiLevel Typ 
ist, sieht der lieber 12V, als 5V am Gate.
Vermute mal die verschliffene Flanke entsteht, da der Fet durch die zu 
geringe Gatespannung langsam aufmacht.

Autor: Stefan (Gast)
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Hm,
das hab ich auch schon überlegt, aber ohne Treiber hat das Gate ja auch 
nur 5V und da funktioniert es ja wunderbar. Warum aber mit dem Treiber 
nicht, müsste da ja noch besser gehen?

Autor: Basstler (Gast)
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Das ist definitiv merkwürdig.
Sieht die Flanke wirklich so aus wie in der Skizze ??
Ich meine, steigt sie schon VOR dem eigentlichen zuschalten an ?
Entweder ist dann der Treiber futsch (schaltet nicht mehr sauber nach 
GND) oder sein Eingangssignal wird hochgezogen.
Wie schaltet der Controller ? Hartes high/low ?
Zum Test könnte man noch einen 4,7k-10k Widerstand von Gate nach Source 
verlegen, der müsste den Fet in der Lowphase zuhalten falls er sich über 
seine parasitären Cs auflädt.

Autor: Stefan (Gast)
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Ja die Flanke sieht tatsächlich so aus. Habe zum Test noch eine längere 
Pause alle 10 Takte eingebaut um zu sehen was dann passiert. Die Flanke 
steigt auch in dieser Pause Parabelförmig an.

Der Controller schaltet ziemlich hart. Von diesem Treiber habe ich noch 
2 Exemplare, habe alle getestet und die Flanke sieht immer so aus. 
Langsam bin ich am verzweifeln...

Werde das mit dem Widerstand zwischen Gate und Source mal ausprobieren.

Autor: Basstler (Gast)
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Sorry, eben erst gelesen, also das Signal nach dem Treiber, am Gate ist 
sauber ?!
Erst die Drain-Source Strecke sieht komisch aus ?!
Auch mit einer ohmschen Minimallast ? So mal testweise 100 Ohm als Last 
rein klemmen. Dürfte eigentlich nicht so aussehen.

Autor: Walter (Gast)
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So Leute,

hab nen neuen Tranisitor und jetz hauts hin, einigermaßen. Danke für 
eure Mühe.

Autor: Daniel (Gast)
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wow da kanst du reich werden, deine schaltung ist in der lage, ein 
signal zu erkennen bevor es überhaupt anliegt, quasi ne 
hellseherschaltung... ggg

p.s. sorry konnt ich mir jetzt nicht verkneifen...

Autor: Stefan (Gast)
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Sehr witzig,

erstens hab ich keinen anderen Transistor und zweitens heiße ich auch 
nicht Walter. Welcher Scherzkeks war das?

Daniel: Warum bittesehr sollte an der Schaltung kein Signal anliegen? 
Wollt ihr mich veräppeln?


Lustig lustig, haha.

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