ich habe schon seit längerer Zeit nach einer Schaltung gesucht, die eine negative Spannung schalten kann. Jetzt habe ich endlich eine passende Schaltung gefunden und ein wenig damit experimentiert. Leider verstehe ich jedoch nicht genau, wie der PNP-Transistor in dieser Schaltung funktioniert.
Könnte mir jemand freundlicherweise erklären, wie der PNP-Transistor in diesem Fall arbeitet? Ich wäre sehr dankbar für jede Hilfe oder Hinweise!
ich habe schon seit längerer Zeit nach einer Schaltung gesucht, die eine
negative Spannung schalten kann. Jetzt habe ich endlich eine passende
Schaltung gefunden und ein wenig damit experimentiert. Leider verstehe
ich jedoch nicht genau, wie der PNP-Transistor in dieser Schaltung
funktioniert.
Könnte mir jemand freundlicherweise erklären, wie der PNP-Transistor in
diesem Fall arbeitet? Ich wäre sehr dankbar für jede Hilfe oder
Hinweise!
Vielen Dank im Voraus!
Das funktioniert genau so, wie mit npn und P-Kanal-Mosfet, um die +Leitung zu schalten.
Die Batterie ist übrigens falsch rum eingelegt ...
Leider verstehe ich jedoch nicht genau, wie der PNP-Transistor in dieser
Schaltung funktioniert.
Ich kann in dieser Schaltung nicht erkennen, was da wie womit geschaltet werden soll. Ich vermute: die V1 soll mal 0V (--> M1 ausgeschaltet) und mal 5V (--> M1 eingeschaltet) haben.
wie der PNP-Transistor in dieser Schaltung funktioniert.
Wenn V1 5V hat, dann fließt durch den R1 fließt ein Strom von (5V-Ube)/4k3 = 4,3V/4k3 = 1mA. Dieser Strom fließt weiter zum R4 und zieht den in Richtung +5V. Ergebnis: der Mosfet M1 schaltet ein, weil Ugs positiv wird.
Wenn V1 0V hat, dann sperrt der T1, und der Mosfet wird über den R2 ausgeschaltet.
ich habe schon seit längerer Zeit nach einer Schaltung gesucht, die eine
negative Spannung schalten kann.
Was willst du wommit schalten? Von wo nach Wo soll da was geschaltet werden?
Ich benötige eine Schaltung, mit der ich eine negative Spannung mithilfe eines Transistors ein- und ausschalten kann. Die Herausforderung besteht darin, dass die negative Spannung, die ich verwenden möchte, variabel ist. Sie wird über ein Potentiometer eingestellt und kann somit unterschiedliche Werte annehmen.
Ich stelle mich mal doof. Dort wo die Dreiecke sind, bedeutet das für mich das GND-Zeichen, also Potential Null Volt oder 0 V. Diese vier Stellen sind also verbunden. Somit ist der - Pol der V2 um deren Spanung negativer als GND und somit Source des Mosfets ebenso. Da ist also die negative Spannung, die geschaltet werden soll. Eigentlich könnte V1 direkt das Gate steuern, sogar ohne Widerstand dazwischen, sofern die maximale Gate-Isolationsspannung von meistens 20 V nicht überschritten wird. Ich vermute, daß der Transistor eingebaut wurde, um genau diese Überschreitung zu vermeiden.
Manche Leute verwenden einen Optokoppler in solchen Fällen.
Die Herausforderung besteht darin, dass die negative Spannung, die ich
verwenden möchte, variabel ist.
Salamitaktik. Ärzte hassen diesen Trick.
mit der ich eine negative Spannung mithilfe eines Transistors ein- und
ausschalten kann.
Warum nimmst du nicht einfach ein Relais?
Welchen Strom musst du da schalten?
Wie schnell und wie oft muss da geschaltet werden?
Oder nochmal ganz einfach: woher kommt die (mit einem Popti einstellbare) negative Spannung? Und was ist die Last, die an diese Spannung geschaltet werden soll?
wird. Ich vermute, daß der Transistor eingebaut wurde, um genau diese
Überschreitung zu vermeiden.
Nöö, der ist deswegen da, damit man mit einer gegenüber Masse pos. Spannung einen Mosfet schalten kann, der seinen Bezug auf der neg. Spannung hat. Sozusagen ein Levelshifter.
wird. Ich vermute, daß der Transistor eingebaut wurde, um genau diese
Überschreitung zu vermeiden.
Nöö, der ist deswegen da, damit man mit einer gegenüber Masse pos.
Spannung einen Mosfet schalten kann, der seinen Bezug auf der neg.
Spannung hat. Sozusagen ein Levelshifter.
danke für die Info! Können Sie mir die Schaltung etwas genauer erklären, wie die funktioniert?
Falls Sie dazu keine Zeit haben, wäre es super, wenn Sie mir Quellen oder Dokumentationen empfehlen könnten, wo ich mich darüber einlesen kann.
Nöö, der ist deswegen da, damit man mit einer gegenüber Masse pos.
Spannung einen Mosfet schalten kann, der seinen Bezug auf der neg.
Spannung hat. Sozusagen ein Levelshifter.
Ja, schon besser. Der 1k im Emitter kann auch entfallen, statt dessen lieber noch einen Widerstand zwischen B und E damit der PNP vernünftig sperrt, wenn die +5V ausgeschaltet werden.
Der GS-Widerstand von 15k sollte auch noch größer gemacht werden (z.B. 47k), damit der Mosfet bei einer geringen negativen Spannung von nur -2V noch durchschalten kann.
Sollte die negative Versorgungsspannung mehr als -15V betragen, dann musst du parallel zu G und S noch eine 12V Z-Diode schalten!
Ich würde hier trotzdem bei der Basisschaltung bleiben.
Erfordert so aber einen LL-MOSFET.
Die negative Spannung soll aber variabel sein. Je nachdem, wie klein sie werden soll, geht die Basisschaltung überhaupt nicht und man braucht auch in der anderen Schaltung einen LL-Mosfet.
Der GS-Widerstand von 15k sollte auch noch größer gemacht werden (z.B.
47k), damit der Mosfet bei einer geringen negativen Spannung von nur -2V
noch durchschalten kann.
Sollte die negative Versorgungsspannung mehr als -15V betragen, dann
musst du parallel zu G und S noch eine 12V Z-Diode schalten!
Und sollte er bei der bereits genannten niedrigen Spannungslage bleiben wollen (plus/minus 5V, oder -2V), dann kann er den R3 auch komplett weglassen. Dann ist der Rgs in seinem Wert dann auch eher egal ...
Man kann auch den Re weglassen, und nur mit rel. hochohmigem Rb arbeiten. Dann braucht man auch keinen LL-Mosfet mehr, den hhinz erwähnte, auch bei -2V nicht.
vielen Dank für eure Fragen und das Interesse an meiner Schaltung! Ich versuche, alles der Reihe nach zu beantworten und ein klares Bild zu geben.
Polung der Quellen:
Die Polung der Quellen ist korrekt. Ich habe auf einer Seite eine positive Quelle und auf der anderen Seite eine negative Quelle.
Verwendung der Schaltung
Die Schaltung wird für einen Verstärker genutzt, der eine negative Spannung an seinem Ugs benötigt. Die Spannung ist variabel, da der Ugs des Verstärkers zunächst auf eine definierte Spannung gesetzt wird und später an den Arbeitspunkt angepasst werden kann.
Ströme und Spannungen
Der maximale Strom, der geschaltet werden muss, beträgt 50 mA.
Die negative Spannung wird über einen Spannungsregler LTC3260 erzeugt.
Die gesamte Steuerung erfolgt über ein Arduino.
Funktionsweise
Wenn der Arduino HIGH ist, wird die Spannung durchgeschaltet.
Wenn der Arduino LOW ist, liegt an der Last 0 V.
PNP-Transistor als Schalter
Ich nutze einen PNP-Transistor, um den MOSFET entweder komplett zu sperren oder leitend zu machen. Dafür bringe ich den PNP-Transistor in die Sättigung, sodass er als Schalter funktioniert.
Dimensionierung des PNP-Transistors
Hier benötige ich eure Expertise:
Wie dimensioniere ich den Transistor korrekt, insbesondere in Bezug auf Ströme?
Wie wähle ich den Widerstand an der Basis aus, um den Strom zu begrenzen?
Zusätzliche Schaltung zur Diskussion
Ich habe auch eine zusätzliche Schaltung entworfen (siehe angehängte Bild). Ich wäre dankbar für euer Feedback dazu, besonders ob ihr Verbesserungsvorschläge oder Ideen habt.
Je nachdem, wie klein sie werden soll, geht die Basisschaltung überhaupt
nicht
Wenn da mal ein paar technische Daten kommen würden, dann könnte man den R1 geschickter platzieren, um die nötige Ugs (grün) aus der Ansteuerspannung (rot) zu erzeugen.
Zusätzliche Schaltung zur Diskussion
Ich habe auch eine zusätzliche Schaltung entworfen (siehe angehängte Bild)
Was soll diese Schaltung machen? Warum machst du aus der ansteuernden Spannungsquelle nicht einfach eine Pulsquelle, damit du siehst, was deine Schaltungen bei 0V/5V am µC-Pin machen?
Verwendung der Schaltung
Was willst du denn mit der negativen Spannung machen? Wozu überhaupt eine negative Spannung? Und warum soll die geschaltet werden?
Die negative Spannung wird über einen Spannungsregler LTC3260 erzeugt.
Warum verwendest du nicht einfach dessen Enable-Eingang zum Ein- und Ausschalten dieser negativen Spannung?
ich habe mir die Sache unnötig kompliziert gemacht, aber manchmal ist die einfachste Lösung die beste. Ich werde jetzt einfach den Enable-Eingang nutzen. Das spart mir zusätzlichen Aufwand und funktioniert genau wie gewünscht.
Und was lernen wir daraus: meist ist es sinnvoll, alle zur Verfügung stehenden Informaitonen gleich am Anfang zu geben.
Ich bin mir übrigens ziemlich sicher, dass ich die negative Spannung aus deinem Design auch noch weg bekommen würde. Oder andersrum (deshalb meine wiederholte Frage) wofür brauchst du da eine negative Spannung? Etwa für einen OP-Amp? Dann bin ich mir sicher, dass ich eine Lösung finde, wie es ohne negative Spannung geht.
Die negative Spannung brauche ich für einen Verstärker (GaN-Transistor)
Warum kannst du diesen Verstärker nicht einfahc mit einer positiven Spannung versorgen?
Es ist übrigens nicht interessant, wie du da etwas machen willst, sondern, was das überhaupt und insgesamt im Großen und Ganzen mal werden soll, wenn alle Salamischeibchen hauchdünn geschnitten sind und das Brot damit belegt ist.
Hier ist ein Bild (Quelle: Qorvo) und es zeigt die korrekte Bias-Sequenzierung (Spannungssteuerung) für GaN-Transistoren.
Ich habe also diesen Transistor und muss ihn extern ansteuern. Für die positive Spannung habe ich schon eine Lösung und was mir noch fehlt ist die negative Spannung (Jetzt werde ich versuchen diese mit dem Enable-Eingang ein- und auszuschalten.
ich muss eine negative Spannung -2V bis -5V für den Start bereitstellen mit maximum 50 mA
Ich weiß ehrlich gesagt nicht, welche Informationen noch fehlen..
Naja, wenn er einen reinen GaN hat, dann brauchen die neg. Spannung zum Abschalten.
Wenn er aber die weit üblicheren GaN hat, die intern eine Cascode mit einem Si-Mosfet bilden (und damit extern wie normale Mosfet wirken), dann natürlich nicht.
Vielleicht will er ja wirklich mit den reinen GaN-HEMTs agieren, die es ja auch als Leistungs-Fets gibt.
Aber lustig ist das irgendwie schon - normale Transistorschaltungen nicht verstehen können, aber dann gleich mit GaN loslegen wollen - passt irgendwie nicht zusammen.
Aber lustig ist das irgendwie schon - normale Transistorschaltungen
nicht verstehen können, aber dann gleich mit GaN loslegen wollen - passt
irgendwie nicht zusammen.
Für die positive Spannung habe ich schon eine Lösung und was mir noch
fehlt ist die negative Spannung
So eine "negative Gatespannung" kann man auch durch eine "positive Sourcespannung" erzeugen. Denn wenn die Source positiver ist als das Gate, dann ist die Gatespannung (richtiger die Gate-Source-Spannung, denn nur die interessiert den Transistor) negativ. Aber wie gesagt: das kommt auf die konkrete Beschaltung an.
Screenshot_2025-01-01_180307.png
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