Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Selbstleitender FET mit positiver Sperrspannung?


von Mike (Gast)


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Hallo liebe Gemeinde,

ich suche gerade nach einem Transistor, der von sich aus mit sehr 
geringem Ron leitet und (idealerweise) bei angelegter positiver Gate 
Spannung sehr hochohmig wird. JFets fallen wegen des hohen Ron wohl aus. 
Und bei IG-Fets habe ich bislang nur negative Sperrspannungen gefunden.

Ich habe fuer ein aktuelles Projekt leider nur eine positive 3V Spannung 
und sehr geringe Stroeme zur Verfuegung (energy harvesting), moechte 
aber einen Ladekreis aktiv von der Energiequelle kurzzeitig trennen 
koennen.

Habt Ihr da eine Idee oder ein passendes Bauteil fuer mich?

Mit Gruss

Mike

: Verschoben durch Admin
von Falk B. (falk)


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@  Mike (Gast)

>Ich habe fuer ein aktuelles Projekt leider nur eine positive 3V Spannung
>und sehr geringe Stroeme zur Verfuegung (energy harvesting), moechte
>aber einen Ladekreis aktiv von der Energiequelle kurzzeitig trennen
>koennen.

Nimm ein paar CMOS-Gatter, die brauchen ein paar nA. Dahinter ein BS170 
oder was auch immer, fertig.

MFG
Falk

von MaWin (Gast)


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> Habt Ihr da eine Idee

Elektronikdesign beschäftigt sich nicht damit,
wie man sich Bauteile wünschen kann, die den
ganzen Job ohne weiteres Nachdenken erledigen
würden,

sondern wie man mit vorhandenen bzw. beschaffbaren
Bauteilen die gewünschte Funktion dennoch
zusammenstellen kann.

Das ist wie bei Lego.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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MaWin schrieb:
>> Habt Ihr da eine Idee
>
> Elektronikdesign beschäftigt sich nicht damit,
> wie man sich Bauteile wünschen kann, die den
> ganzen Job ohne weiteres Nachdenken erledigen
> würden,

Heerscharen von IC-Entwicklern kümmern sich darum, genau das zu 
realisieren - Wünsche von Schaltungsentwicklern vorauszuahnen und schon 
mal zu erfüllen.

Ob sie das zu aller Zufriedenheit schaffen, ist ein anderes Thema.

von Mike (Gast)


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Hallo,

vielen Dank für die Antworten. Fets werden ja in die Kategorien 
selbstleitend und selbstsperrend sowie in n- und p-Kanal unterteilt. Von 
daher finde ich meine Frage schon bodenständig. Eine selbstleitende 
Lösung mit negativer Steuerspannung gibt es ja, wenn auch recht 
hochohmig. Da liegt es nahe, auch die inverse Transferfunktion zu 
suchen.

Ja, das mit einem Gatter im Ansteuerzweig ginge prinzipiell. Ich möchte 
aber, dass eine Schaltung im Ruhezustand und vollkommen leistungsfrei 
einen Ladepfad durchschaltet. Ich muss als Randbedingung annehmen, dass 
evtl. ein vollkommen "leerer" Akku am System hängt. Diese soll der 
stabile Normzustand sein.

Erst, wenn eine Steuerelektronik im Laufe der Zeit einen bestimmten 
Zustand erreicht, soll die Schaltung aus einem Sleepmodus genommen und 
der Ladepfad aktiv getrennt werden. Dazu steht mir nur eine positive 
Versorgungsspannung zur Verfügung, was sich auch nicht so einfach ändern 
lässt. Zudem muss die Schaltleistung minimal sein. Ein Relais ist hier 
nicht möglich. Daher meine Frage.

Sink der Systemzustand wieder unter eine bestimmte Grenze, so soll die 
Elektronik deaktiviert und der Ladekreis wieder von sich geschlossen 
werden. Ein passiver Baustein, der von sich aus niederohmig leitend 
wäre, würde die Aufgabe einfach lösen. Ein astabiles Relais, wenn 
leistungslos steuerbar, wäre ideal.

Mit Gruss

Mike

von (prx) A. K. (prx)


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Mike schrieb:

> Ja, das mit einem Gatter im Ansteuerzweig ginge prinzipiell. Ich möchte
> aber, dass eine Schaltung im Ruhezustand und vollkommen leistungsfrei
> einen Ladepfad durchschaltet.

MOSFET-Gates und CMOS-Gatter sind im Ruhezustand leistungsfrei.

> Ein astabiles Relais, wenn leistungslos steuerbar, wäre ideal.

Ich habe ziemliche Zweifel, ob es sowas physikalisch überhaupt geben 
kann. Du kannst leistungslose Zustände kriegen, aber keine leistunglosen 
Zustandsübergänge.

von Wilhelm F. (Gast)


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@Mike:

Selbstverständlich gibt es den I-FET auch als P-Kanal-Typ. Dazu schlug 
ich gerade mal eine alte Vergleichstabelle auf. Und zwar sind die 
P-Kanal-Typen wesentlich seltener, und ich vermute mal, deshalb auch 
teuer. Möglicherweise auch nicht überall beschaffbar.

von Rudi (Gast)


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J178?

von Jens G. (jensig)


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>Ja, das mit einem Gatter im Ansteuerzweig ginge prinzipiell. Ich möchte
>aber, dass eine Schaltung im Ruhezustand und vollkommen leistungsfrei

Vollkommen leistungsfrei geht selten, wenn man Ruheströme mit 
betrachtet. Aber CMOS-Gattter kann man praktisch als leistungsfrei 
bezeichnen, solange die nicht gerade was umschalten müssen (und selbst 
da ist es nur ein ganz kurzer Peak, wenn man die Umschaltung nicht zu 
lange hinzieht).

>einen Ladepfad durchschaltet. Ich muss als Randbedingung annehmen, dass
>evtl. ein vollkommen "leerer" Akku am System hängt. Diese soll der
>stabile Normzustand sein.

Ein Akku wird sicherlich mehr Restströme haben als ein billiger CMOS-IC. 
D.h., dein "vollkommen leerer" Akku sird schon durch seine eigene 
Selbstentladung nicht ewig halten.

von Manfred G. (magroma)


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Mike schrieb:
> Ich muss als Randbedingung annehmen, dass
> evtl. ein vollkommen "leerer" Akku am System hängt.

So ein Akku ist bald Schrott. Wenn er sich nochmal erholt, dann hat er 
zumindest einen Kapazitätsverlust. Eine Tiefentladung oder entladen 
liegen lassen von Akkus, (egal welcher Bauart) sollte man vermeiden.

von Mike (Gast)


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Hallo,

vielen dank für eure Antworten. Das mit dem "vollkommen leeren Akku" war 
nur ein Beispiel. Es geht darum, dass ein System theoretisch aus einem 
vollkommen entladenen Zustand alleine in der Lage sein soll, sich ueber 
Umgebngsenergien zunaechst soweit zu laden, bis ein angeschlossener uC 
Entscheidungen ueber die weitergehenden Betriebszustaende treffen kann. 
Daher muss die notwendige Ladeschaltung, bevor der uC anspringt, solange 
als stabiler Normalzustand existieren, bis ein bestimmter 
Grundladezustand erreicht worden ist. Ob das nun über Akkus oder sehr 
grosse Kapazitaeten erfolgt, ist zunaechst noch unerheblich.

Der uC soll dann entscheiden koennen, ob der Energiespeicher von der 
Energiequelle getrennt werden kann, oder ob der Speicher fuer eine 
bestimmte Aktion noch weiter geladen werden muss. Die Trennung des 
Systems von der Energiequelle ist waehrend des Betriebs notwendig.

Daher suche ich einen Baustein, der von sich aus niederohmig leitet und 
aktiv durch eine positive Spannung getrennt werden kann. Dazu kommt 
weiter, dass die Energieversorgung nur eine sehr geringe Spannung von 
0,5-0,7 V aufweist und erst durch einen DC-Wandler auf etwa 4 V 
angehoben wird. Die Trennung soll direkt Zwischen Quelle und Wandler 
erfolgen. Aus diesem Grund moechte ich moegliche Spannungsabfaelle 
direkt hinter der Energiequelle moeglichst minimieren. Daher ein 
niederohmiger FET.

Aus diesem Grund muss ich davon ausgehen, dass ich, bevor ich den z.B. 
BS170 ueber ein Gatter schliessen kann (Gate auf high mit mind. 
Schwellwertspannung), eine minimale Spannung und Ladungsmenge bereits 
fuer die Gatter und den FET aufbringen kann. Diese Grundladung muss also 
existieren, bevor ich den Ladekreis schliessen kann. Das waere aber im 
unguenstigsten Fall (leerer Akku/Kapazitaet) nicht mehr moeglich.


Mit Gruss

Mike

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