Kleines Gerät elektronisch an- und ausschalten

[eevox]

Hallo,
hab hier einen kleinen Verbraucher mit ca. 50mA den ich gerne via µC über transistor oder fet an und ausschalten würde. Allerdings ohne zuviel Spannung zu verlieren. Am Transistor wären dies ja ca. 0,7V.. ist es eigentlich möglich dies via fet zu reduzieren? Bei GS_U=7V und DS_I=50mA? Ich versteh bei denen so manches noch nicht... Was bedeutet eigentlich Rds_on? Wie muss man damit rechnen?

Vielen Dank schonmal

[focobot]

wenn Du wenig Spannung verlieren willst, bleibt nur ein Mosfet. Allerdings haben meine Versuche gezeigt, dass du noch einen Transistor vorschalten musst.
in dem angehängten Ausschnitt siehst Du den Mosfet gesteuert vom Transistor -> dieser "hängt" wiederum am Atmel MC. Die 2pol. Steckerleiste kannst Du ignorieren, ist für einen zusätzlichen "EIN-Taster".

[shaun]

Du solltest noch dazu schreiben, wo an die offenen Leitungen was dran kommt: unten Links Eingangsspannung (plus), rechts unten Ausgang zum Spannungsregler oder was auch immer, die obere Plus-Leitung Vcc und das Abschalten geschieht durch setzen des DDRx.n-Bits der "Atmel"-Leitung links bei PORTx.n=0, bei PORTx.n=1 und gesetzten DDRx.n gibt's heissen Atmel und Transistorgulasch. Also bitte einen Basiswiderstand vorsehen!

[Rofo88]

Die 0,7V bei nem Transistor fallen über der BE-Strecke ab. Über CE kann der Spannungsabfall geringer sein. Bei nem BC548B sind bei 50mA gerade mal 0,1V. Ein Fet ist da aber immer noch besser!

[BASTIUniversal]

Hi!
An einem "normalen" Transistor (also ein Bipolarer) bleiben wie bei einer Diode wegen des P-N Übergangs ca. 0,7V hängen.
Ein FET (Feldeffekt Transistor) steuert den Strom nicht durch einen P-N Übergang sondern einen N- oder P-Kanal. Je nach Ansteuerung des Gates, wird der Widerstand dieses Kanals größer oder kleiner.
Damit ist dann auch die Größe "Rds_on" klar. Diese Größe beschreibt den Widerstand zwischen Drain und Source im Durchgesteuerten ("on") Zustand (angegeben in Ohm oder Miliohm).
Generell kann man sagen, dass ein FET bei einer Gate-Spannung von 10V komplett durchgesteuert ist und den kleinsten DS-Widerstand hat. Ein Gate hält meistens nicht mehr als 20V (zwischen Gate und Source gemessen) aus.
Spezielle "Logik-Level" FET's schalten schon bei 5V und weniger sicher durch und haben einen geringen Widerstand.

Rechnen wir mal deinen Fall mit zwei (N) FET's durch:

BS170 Kleinsignal FET, ca. 2 Ohm Rds_on, bei 7V Vgs max. 1,6A
Spannungsverlust am FET:
U = R * I = 2 * 0,05A = 0,1V Spannungsverlust durch den FET
Verlustleistung:
P = U * I = 0,1V * 0,05A = 5mW Verlustleistung (also fast nichts)

IRF1404 Hochleistungs Power-FET, ca. 0,006 Ohm Rds_on, bei 7V Vgs max. 350A
Spannungsverlust am FET:
U = R * I = 0,006 * 0,05A = 0,0003V (300µV)
Verlustleistung:
P = U * I = 0,0003V * 0,05A = 15µW

Es gibt hunderte Verschiedene N- und P-Kanal FETs mit Verschiedensten Parametern. Schau dir am besten mal ein paar Datenblätter von FET's an.

Zu der Sache mit der FET-Ansteuerung mit einem Transistor wie von focobot beschrieben: Das Gate hat leider eine gewisse, kleine Kapazität im unteren nF bereich. Wenn du jetzt also im kHz Bereich schalten willst, brauchst du einen Transistor um das Gate schnell zu laden oder zu entladen.
Wenn du jedoch nur ab und zu an und aus schalten willst, kannst du das Gate auch über einen Widerstand (etwa 270-470 Ohm) an deinen µC anschließen.

MfG
Basti

[Rofo88]

An einem "normalen" Transistor (also ein Bipolarer) bleiben wie bei einer Diode wegen des P-N Übergangs ca. 0,7V hängen.

Aber nicht am CE-Übergang also da wo der Laststrom drüberfliest.
Oder sehe ich das im Datenblatt falsch?

http://img209.imageshack.us/img209/6760/uceak5.jpg

[eevox]

Rechnen wir mal deinen Fall mit zwei (N) FET's durch:

BS170 Kleinsignal FET, ca. 2 Ohm Rds_on, bei 7V Vgs max. 1,6A
Spannungsverlust am FET:
U = R * I = 2 * 0,05A = 0,1V Spannungsverlust durch den FET
Verlustleistung:
P = U * I = 0,1V * 0,05A = 5mW Verlustleistung (also fast nichts)

Ich hatte gestern genau das gleiche durchgerechnet (bin ja doch nicht so blöd^^) und direkt mal ausprobiert, mit einer led als verbaucher die einen Strom von 15mA zieht... was ich dann gemessen hatte war der Grund meines Postings:
Aufbau, Messung zwischen Drain und Source (Spannungsabfall)[Bei geschlossenem "schalter"]:
http://img179.imageshack.us/img179/9772/dsc00558vw0.th.jpg (http://img179.imageshack.us/img179/9772/dsc00558vw0.jpg)
Und aufgebaut wurde dabei folgende Schaltung:
http://img444.imageshack.us/img444/1364/aufzeichnenhi8.th.jpg (http://img444.imageshack.us/img444/1364/aufzeichnenhi8.jpg)

[vohopri]

@ Rofo

Ja, das stimmt. Die 0.7V betreffen B-E. C-E Spannung kann viel niedriger werden.

Vohopri

[eevox]

Kann bitte jemand seinen Senf zu meinen Bildern / Messungen / Überlegungen geben? Hatte hier also eine Drain-Source Spannung von 2,588V bei I=15mA, Vcc=7,61V bei dem BS170

[Rofo88]

Bau die LED und den R is den Drain-Zweig und verbinde Source direkt mit GND oder nehm nen normalen Bipolartransistor da haste auch nur 0,1V verlust.

[BASTIUniversal]

Hi!
Wie Rofo gesagt hat, N-Kanal ist wie ein NPN Transistor. Er schaltet nur GND durch.
Ein P-Kanal reagiert so wie ein PNP-Transistor und ist zum schalten der Vcc geeignet.

MfG
Basti

[Rofo88]

Eben und der BS170 sollte ein N-Kanal MOSFET sein also einem NPN entsprechen. Bei nem NPN kommt die Last vor C also bei nem FET vor D oder?!?

[BASTIUniversal]

Hi!
Ich hab mal aufgezeichnet wie eine einfache Schaltung für nen P- und N-Kanal FET aussehen kann.

Bei einem FET braucht man, anders als bei einem Bipolaren Transistor, keinen Widerstand vor dem Gate. Der FET ist Spannungsgesteuert, der "normale" Transistor ist Stromgesteuert, d.h. beim FET fließt (theoretisch) kein Strom bei der Ansteuerung.

Das Gate darf auf keinen Fall mehr als 20V sehen, sonst geht der FET kaputt. Wenn die Versorgungsspannung höher als 20V ist bzw. sein kann, muss eine Spannungsbegrenzung eingebaut werden (z.B. mit einer Z-Diode und Widerstand).

MfG
Basti

[shaun]

Bei Deinem P-Kanal sind S und D vertauscht, sonst richtig.