Gatewiderstand

[bob37]

Hallo zusammen,

Ich möchte eine Schaltung entwickeln und ich weiß nicht wie ich den Basiswiderstand bestimment kann. die Steuerspannung ist 5V und Versorgungspannung ist 12V. Pulldown-widerstand ist 10k. Der Drain-strom ist 3,4A.
kann mir bitte jemanden helfen.

[Ratber]

Kurzer Tip:


Gatekapazität und gewünschte Schaltzeit bringen dich zum Ziel !

[bob37]

wie meinst du das?
kannst du es erklären!!!!

[pctoaster]

guckst Du hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zeitkonstante

Gruß
pctoaster

[Ratber]

Ja,daraus kann man sich ausrechnen welcher Strom fließen muß damit der FET in der gewünschten Zeit vernünftig durchschaltet.
Ugs ist bekannt und auch alle anderen relevanten Daten spuckt das Datenblatt aus.

Hilfreich ist es im ELKO (http://www.elektronik-kompendium.de) mal die Relevanten Themen zum FET durchzulesen.

Wenn die schaltzeiten kritisch sind dann wäre ein "Gatetreiber" sinvoll weil man dort mit widerständen nicht mehr weit kommt.

[HF SHOOTER]

Hey

Wenn es nicht zeitkritisch ist sagt man doch bei Fets 100 Ohm als Schutzwiderstand (normalerweise würde man keinen benötigen, da ja kein nennenswerter Strom fließ wie bei einem Transistor, sollte der FET aber irgendwie mal durchbrennen so hängt zumindest noch 100 Ohm zwischen MC und Last als kleiner Schutz.)

Btw: Ist das Caddy was Du zum Zeichen benutzt hast?

mfg
Benny

[Ratber]

Wenn es nicht zeitkritisch ist sagt man doch bei Fets 100 Ohm als Schutzwiderstand (normalerweise würde man keinen benötigen, da ja kein nennenswerter Strom fließ wie bei einem Transistor, sollte der FET aber irgendwie mal durchbrennen so hängt zumindest noch 100 Ohm zwischen MC und Last als kleiner Schutz.)


Das ist richtig aber ich weiß ja nicht was Bob37 vor hat also gehe ich "vom Schlimsten" aus ;)

[avion23]

Ratber, du lotst ihn doch auf die falsche Fährte?!?

@bob37
Mosfets sind spannungsgesteuert, was dir ein kurzes googlen auch gesagt hätte. D.h. du lädst das Gate wie einen Kondensator auf und ab einer bestimmten Spannung leitet er schlagartig. Die Dimensionierung des Vorwiderstandes ist dabei nicht wichtig, irgendwann ist er ja aufgeladen. Der geschaltete Strom ist egal.

Und dieses "irgendwann" ist auch das größte Problem :) Je größer der Widerstand, destso geringer der Strom, destso länger dauert es, bis das Gate aufgeladen ist. Aber wenn der Strom zu groß ist, kommst es zu Effekten wie Ringing (Schwingkreis aus Leiterbahn + Gatekapazität) und deine Steuerquelle wird kurzgeschlossen.

Kurze Anleitung, was du tun sollst:
1. Nachschlagen, welche Steuerspannung (V_GS, logic level) dein Mosfet braucht.
2. Abhängig von V_GS Pegelwandler (google) verwenden, oder direkt schalten.
3. Widerstand abhängig von der Belastbarkeit deiner Schaltquelle wählen. Der maximale Strom darf nicht überschritten werden.
4. Du bist fertig. Wenn du möchtest, kannst du noch die Gatekapazität im Datenblatt nachschlagen und berechnen, wann V_GS beim Laden mit deinem Widerstand überschritten wird. Dann hast du die Zeit für einen Schaltzyklus.

Du kannst auch die Verlustleistung abschätzen: Zeit berechnen, die der Mosfet zum schalten braucht. Für diese Zeit die maximal Mögliche Verlustleistung (U,I) berechnen und ansetzen. Den Rest mit Null bzw. R_DS_on ansetzen.

[Ratber]

Ratber, du lotst ihn doch auf die falsche Fährte?!?

...... und ab einer bestimmten Spannung leitet er schlagartig.


.........Die Dimensionierung des Vorwiderstandes ist dabei nicht wichtig, irgendwann ist er ja aufgeladen. Der geschaltete Strom ist egal.






Hallo ?
Scheinbar bist du im falschen Kino.

Schlagartig leiten tun Tyristoren oder Triacs aber Fets werden Spannungsabhängig leitend.
Was glaubst du warum Gott und die Welt Gatetreiber für schnelle schaltanwendungen nutzen ?

Wenn du das Gate langsam lädst dann wird der Fet entsprechend seiner Kennlinie auch (relativ) langsam leitend und verbrät eben Energie.
Bei etwas höheren strömen ist das dann der sichere Tod für das Bauteil.

Komm mal raus aussem cineplex und geh ins cinedom da sieht man besser :lol::lol: ;) ;) (Scherz)


Sicher ,wenn es um einfache Schaltanwendungen geht dann ist die anfallende Verlustleistung ja nur einmalig pro Schaltvorgang und entsprechend unkritisch abzuleiten.

also so einfach ist die Sache nun auch nicht.
Wie gesagt, solange ich nicht weiß was bob37 vor hat...... !!

[avion23]

Nicht streiten :( Jetzt habe ich das Gefühl mich verteidigen zu müssen. Ich fand meinen Beitrag bis jetzt super.

Weil er nach einem "Basiswiderstand" gefragt hat bin ich davon ausgegangen, dass er das Prinzip nicht 100% verstanden hat. Und die Anwendung sah nach einmaligen schalten aus.


Schlagartig leiten tun Tyristoren oder Triacs aber Fets werden Spannungsabhängig leitend.
Was glaubst du warum Gott und die Welt Gatetreiber für schnelle schaltanwendungen nutzen ?

Meine Aussage, dass Mosfets ab einer bestimmten V_GS schlagartig leiten, ist korrekt. Siehe Bild

[Ratber]

Meine Aussage, dass Mosfets ab einer bestimmten V_GS schlagartig leiten, ist korrekt. Siehe Bild

Das hat nix mit Streit zu tun.
Schön, dann noch mal zum mitschreiben.

Nim irgeneine der Kurven, meinentwegen die steilste bei -55°C
Wenn wir das diagramm von dir mal hernehmen dann beginnt die Leitung ca. bei 2.9V und erreicht ihre Bauartbedingte Linearität (Rdson) bei ca. 3.6V.

Ziemlich rund oder ?

Schlagartig wäre ein "Knick" in der Kurve aber davon ist wie man sieht weit und breit nichts zu sehen.
Wenn es so wäre dann würde uns die Gatekapazität fast garnicht jucken da wir uns dann nur mit minimalen Leistungen um den "schaltpunkt" kümmern müßten.


Jetzt besser ? ;)


Wenn du es nicht glaubst dann nimm nen Fet den du gerade da hast und gib ihm in 0.1V Schritten eine Gatespannung aus dem betreffenden Bereich und schau welchen Rdson du jeweils bekommst.

[Besserwessi]

Also schlagartig leitend wäre dann eher ein Sprung und kein Knick. Für die Schaltverluste kommt es auf die Zeit an die es braucht damit die Gatespannung von der Einsatzspannung (oder Schwellspannung) bis zu dem Punkt in der Kurve, wo der Laststrom ist, steigt. Wenn hohe Spannungen geschaltet werden, kommt zur Gatekappatzität noch die Ladung aus der Drain-Gate Kappatzität hinzu.
Wenn nur um ein Schalten mit eher niedriger Frequenz (< 1 kHz) geht, ist der Gatewiderstand eher unkritisch, ganz darauf verzichten sollte man aber nicht wegen der Gefahr möglicher HF Störungen. Die 100 Ohm sind schon eher die untere Grenze.

[Ratber]

Also schlagartig leitend wäre dann eher ein Sprung und kein Knick.

Richtig,da hast du Recht.

Der Strom springt ja direkt auf den vom Rdson bestimmten Wert an da ja hier im diagramm von einer festen Spannung an der Prüfschaltung ausgegangen wird.


Und noch ne Anmerkung allgemeiner Art:

zunächst reden wir nur von wesentlichen dingen und lassen weitere Feinheiten und sonderfälle erstmal unterm Tisch.
Sonst sitzen wir noch Morgen hier und schlagen uns noch sonstwelche Sachen um die Ohren ;) :D :D

[avion23]

EDIT: Das Schreiben hat etwas gedauert, hatte das vor deinem Kommentar geschrieben. Ich möchte das was du gesagt hast, aber trotzdem nicht unkommentiert lassen. Ist OT und hilft dem Orginalposter nicht, aber...



1. schlag|ar|tig <Adj.>: ganz plötzlich, schnell; innerhalb kürzester Zeit [geschehend]; in einem Augenblick: eine ...
Quelle: Duden Synonym Wörterbuch.


Schlagartig wäre ein "Knick" in der Kurve aber davon ist wie man sieht weit und breit nichts zu sehen.

Ich halte das für einen recht plötzlichen, schnellen Anstieg.


Wenn du es nicht glaubst dann nimm nen Fet den du gerade da hast und gib ihm in 0.1V Schritten eine Gatespannung aus dem betreffenden Bereich und schau welchen Rdson du jeweils bekommst.

Mach ich mit dem Datenblatt. Ich beziehe mich auf die -55°C Kurve.
Bei V_GS = 2.7V ist ID = 0A
Bei V_GS = 3.0V ist ID > 1A

Wenn ich die 0A mit 50µA aus dem Datenblatt ansetze, dann ist R = 30V / 50µA = 600kΩ.
Mit den 1A sind es << 30Ω.
30 von 600k sind 0.005% oder Faktor 20k.
3.0V-2.7V=0.3V von 3.0V sind 10%

Wir ändern also eine Größe um 10% worauf sich die andere um den Fakto 20k ändert. Wenn das nicht schlagartig ist, was denn dann?
Es gibt noch weitere Effekte, wie Miller-Kapazität und leakage. Die ändern aber nichts an der grundsätzlichen Form.

Zum Nachlesen auf wiki:

According to the basic threshold model, the transistor is turned off, and there is no conduction between drain and source. In reality, the Boltzmann distribution of electron energies allows some of the more energetic electrons at the source to enter the channel and flow to the drain, resulting in a subthreshold current that is an exponential function of gate–source voltage. While the current between drain and source should ideally be zero when the transistor is being used as a turned-off switch, there is a weak-inversion current, sometimes called subthreshold leakage.
Was gibt's besseres als exponentiell?

Natürlich kann man jede stetige Funktion unter geigneter Wahl des Maßstabs als "flach" deklarieren. Dann wechseln natürlich nur sgn() o.ä. seinen Wert schlagartig. So etwas gibt es aber in der Natur nicht, deswegen betrachte ich so etwas als Klugscheißerei.

[Ratber]

Ja ich merk schon,wer nicht will der schlägt um sich.

Is die Erde eben flach,du hast dein Recht und ich meine Ruh. ;)

Viel spaß noch. *bye*

[shaun]

Gut so Ratber, uns ist doch wohl klar, dass im ersten Posting mit schlagartig genau das schlagartig gemeint war, was mit dem Zünden von Vierschichtbauelementen, Funkenstrecken usw oder dem Zustandswechsel an einem Komparatorausgang vergleichbar wäre, und das liegt ja nun definitiv nicht vor.
Der Vergleich vom Drain-Leckstrom mit dem Strom jenseits der Thresholdspannung ist an den Haaren herbeigezogen, aber man kann ihn sinnbringend weiterspinnen: wenn bei Ugs=U1 ein Rds von 30 Ohm herrscht und bei Ugs=U2 ein solcher von zB 30 mOhm ist das schon wieder ein Faktor 1000, nur passiert all das nicht schlagartig im Sinne von plötzlich, sondern schön stetig und meinetwegen auch exponentiell - Fakt ist, dass zwischen Ugs=0 und Ugs=Ugs(th) erstmal nicht viel passiert, dann aber ein exponentieller Anstieg von Id zu verzeichnen ist, der mehr als genug Raum für Verluste bietet.
Sachma avion, hatten wir das Thema nicht schon mal...?

Um weiterer Haarspalterei vorzubeugen editiert ich mich selbst: der oben genannte Komparatorausgang ändert sich natürlich auch nicht schlagartig, sondern verstärkt auch nur die Eingangsspannungsdifferenz mit (idealerweise) Leerlaufverstärkung.

[Besserwessi]

Ich habe mal im RN-Wissen nachgesehen. Eigentlich fehlt da noch ein Eintrag zu Ansteuerung von Leistungs MOSFETs. Die Frage nach dem Gatewiderstand kommt häufiger mal.

[avion23]

Vielleicht bin ich wirklich im falschen Kino und habe einen akuten Anfall von Realitätsverlust. Ich schaue mir den Thread morgen nochmal an.

EDIT: Ich habe drüber geschlafen :)
@shaun, ratber
Ihr seid beide qualifiziert, keine Frage. Aber euer Diskussionsstil lässt zu wünschen übrig. Ich habe versucht, eine möglichst gute Antwort zu verfassen. Die sache mit dem "schlagartig" habe ich versucht zu klären und habe dabei Argumente verwendet. Das kann man von euch beiden nicht behaupten...

Eine Diskussion ist so nicht möglich. Ich werde mich in Zukunft in Beiträgen, in denen ihr schon gepostet habt, zurück halten und nicht auf eure Antworten eingehen. Das bringt das Forum weiter als so etwas.

[kolisson]

hallo bob37...

wie ich sehe, wurde deine frage nicht beantwortet. ich werde gleich dazu kommen.

zunächst mal an den lieben ratber:
als ich deine antwort auf die frage von bob37 gelesen habe ... ich zitiere hier noch mal:

" Kurzer Tip:
Gatekapazität und gewünschte Schaltzeit bringen dich zum Ziel !
_________________
Gruß


hab ich köstlich gelacht. so einfache und knackige antworten findet man selten. ich verstehe auch genau, was du meinst ... und du hast so recht.
also sieh meine bemerkung als lob... man kann ja hier so schlecht lächeln.

den rest... mit dem gegenseitigen erwürgen über kennlinien hättet ihr euch eigentlich sparen können.

nun .. lieber bob37

zu dir... ich habe mir deine schaltung mal angesehen. leider fehlt in deiner zeichnung der verbraucher. wo sollen denn die 3,xx ampere verbraucht werden ?

wenn es dir nur um einen gatewiderstand geht, dann nimm halt 100 oder 470 ohm. wenn du willst, dass das ganze auch gut arbeitet, dann antworte einfach nochmal.

gruss kolisson