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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik S: small signal n-Mosfet mit UGS bzw. UGD >=30V


Autor: chris (Gast)
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Hallo,

ich brauche mal eure Hilfe.
Ich suche einen small signal N-Mosfett wie z.b. der 2SK3018 
http://www.ortodoxism.ro/datasheets/rohm/2sk3018.pdf
nur mit UGs>=30V. Sollte auch im SC-70 package sein.
Strom fließt keiner <10mA.
Ich will diesen als Level konverter benutzen, wie es z.b. auch in der 
IIC spec beschrieben ist. Also:


 Level der zu konvertieren   D--FET--S   Ausgang
                                 |
                                 G
                            Zielspannung

Mein Problem ist zur Zeit, das am Drain bis zu 30V anliegen können, der 
Fet aber nur max UGs kann. Ich habe auch noch als verständniss, das 
UGS=UGD ist, also passt das nicht. Oder ist das anders???

Für Hilfe wäre ich sehr dankbar :-)

tschüss


Autor: Matthias (Gast)
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Wie wäre es mit nem kleinen npn?

Autor: yalu (Gast)
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Entweder ich habe nicht verstanden, was du vor hast oder du nicht, was
ein Mosfet tut. Evtl. auch beides :-)

Ich wüsste jedenfalls keine Anwendung, wo eine Gate-Source-Spannungs-
festigkeit von 30 V erforderlich wäre. Alle mir bekannten Mosfets
schalten spätestens ab einem UGS von ca. 10 V voll durch. Eine weitere
Erhöhung der Spannung ändert nichts wesentliches am Verhalten des
Transistors, außer dass er bei zu hohen Werten irgendwann den Geist
aufgibt.

Ich kenne auch keinen Mosfet mit einem maximalen UGS von über 20 V.

Soll der Mosfet mit einer großen Spannung angesteuert werden (größer
als das maximal erlaubte UGS), kann sie bspw. mit einer Z-Diode
begrenzt werden.

Ich habe dich so verstanden, dass due eine Eingangsspannung in eine
Ausgangsspannung von 0 bis 30 V umsetzen möchtest. Ist das richtig?
Wie hoch ist der Eingangspegel? Handelt es sich um ein Digitalsignal,
d. h. eins mit nur zwei Spannungswerten oder ein analoges?

Autor: chris (Gast)
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Hallo yalu,

ja, scheint so :) habe ähnliches vor wie hier auf seite 43 beschrieben.
http://www.nxp.com/acrobat_download/literature/939...

es soll ein level konverter werden mit 30V auf 3.3V.

-> Es liegen 30V über einen pull-up am drain an. Außerdem ist ein 
offener Schalter nach Masse geschaltet. Wenn die 30V anliegen, der 
Schalter also offen ist, werden die 30V automatisch nach 3.3V am Source 
gewandelt (gain-level).

Ich denke nun, das an UGD nun 30V anliegen, aber mein Fet nur 20V kann. 
Klappt zwar, ist aber aus der spec. Deshalb suche ich was anderes.

Autor: Space Teddy (chris_3)
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plan

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Sowas gibt es nicht. Die meisten Standard FETs können 20V, einige auch 
30V. Mehr als 30V GS habe ich noch nie gesehen.

Autor: Philipp Burch (philipp_burch)
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Wenn ich das richtig verstehe willst du doch nur die Eingangsspannung 
auf 3.3V begrenzen, oder? Tut's eine Z-Diode denn nicht?

Autor: Achim (Gast)
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Hallo Chris,

solange du die Seite mit der höheren Spannung auch wirklich ans Drain 
anschließt musst du dir wegen UGS keine Sorgen machen. UGS bleibt in 
deiner Schaltung zwischen 3,3V und 0V (bzw. -1,7V falls dein µC mit 5V 
IO arbeiten sollte). Zwischen Drain und Gate hält dein Fet höhere 
Spannungen aus als zwischen Source und Gate. Du musst nur auf 
ausreichendes UDS achten. Dein 2SK3018 ist mit 30V absolute max rating 
klar an der Grenze für deine Anwendung.

Ich hätte an deiner Stelle einen BS170 eingesetzt (vor allem, weil der 
reichlich in meiner Bastelkiste vorhanden ist). Der verträgt am Drain 
bis zu 60V gegenüber der Source (und dem Gate). Allerdings sind die 3,3V 
am Gate etwas wenig um ihn aufzusteuern. Wenn du irgendwo in deiner 
Schaltung 5V übrig haben solltest, dann nimm die als Gatespannung. Damit 
kann jede Seite die andere sauber nach GND ziehen, aber keine Seite 
zieht die andere höher als ~3V. Wenn nicht such dir einen anderen FET 
mit kleinerer UGS-Schwellspannung und ausreichender UDS.

schöne Grüße

Achim

Autor: chris (Gast)
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Hallo Achim,
danke für deine Antwort. Ich habe halt den Zusammenhang zwischen UGS 
ubnd UGD nicht verstanden. Wenn du sagst, das UGD mehr verträgt als UGS, 
dann kann ich Nachts wieder etwas besser schlafen. :) Leider ist das 
nicht im Datenblatt gespect und Literatur habe ich auch nicht gefunden. 
Hast du ne Quelle, wo ich das nachlesen kann?

danke

cu

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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chris wrote:
> Leider ist das nicht im Datenblatt gespect und Literatur habe ich auch nicht 
gefunden.

In manchen Datenblättern steht es drin (z.B. BS170): Drain-Gate Voltage 
60 V

Es gilt eigentlich immer: Die Drain-Gate (bzw. Kollektor-Basis) Spannung 
ist mindestens genausogroß wie die Drain-Source (bzw. Kollektor-Emitter) 
Spannung.

Autor: chris (Gast)
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allo Leute,

vielen Dank für eure Infos. Habe wieder ein ganzes Stück gelernt.
Der BS170 sieht in der tat verdammt gut aus. Leider ist er nicht pad 
kompatiebel und hat keine G-S protection diode drin, aber vielen Dank 
für den hinweis.

Autor: Dominik (Gast)
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TP0610L hat ne GS von 30V...

Autor: Achim (Gast)
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Hi Chris,

die wesentlichen Antworten auf deine weitergehenden Fragen hast du ja 
schon von anderen bekommen. Noch eine Ergänzung: deine Erinnerung, dass 
UGS_max=UGD_max ist gilt tatsächlich für alle Transistoren, die wirklich 
symmetrisch aufgebaut sind (Drain und Source sind dort gleichwertig, das 
niedrigere Potential entscheidet, wer Drain und wer Source ist). Das ist 
z.B. bei integrierten MosFets in CMOS-Logik-ICs der Fall.

Es gilt nicht bei diskreten Fets (bis hin zu Leistungs-Fets). Dort ist 
der Aufbau des Fets unsymmetrisch bezüglich Drain/Source. Die haben dann 
auch alle bauartbedingt die Diode mit drinnen, die Drain und Source 
bezüglich Polarität eindeutig festlegen. (ich weiß nicht, ob es das ist, 
was du mit Gate-Schutzdiode bezeichnest). Auf die Schnelle habe ich 
keine schönere Abbildung zur Hand, als das was wiki liefert... (Seite 3 
des Links).

http://www.semikron.com/internet/webcms/objects/ap...

schöne Grüße

Achim

Autor: chris (Gast)
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allo Leute,

mit gate-source protection diode meine ich einfach eine ESD diode die 
das gate schütz. Die Drain source diode ist klar, die ist Bauartbedingt 
immer drin.

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