Mosfet Gatestrom beim Ein-Auschalten

[Li (Gast)]

Hallo,

ich habe einen Leistungsmosfet für einen Abwärtswandler der über einen 
Gatetreiber angesteuert wird.
Für den Einschaltzustand liegen 15V am Treiberausgang an, für den 
Ausschaltzustand 0V.
Jetzt sollen sich für den Ein- und Ausschaltvorgang unterschiedliche 
Gateströme ergeben. Ich verstehe aber nicht warum. Das muss doch 
irgendwie an den unterschiedlichen Ausgangsspannungen des Treibers 
liegen.
Wie berechnet sich hier denn der Gatestrom?
Danke schonmal

[Li (Gast)]

Ergänzung:
Ich meine hier natürlich den Gatestrom über dem Gatewiderstand.

[Li (Gast)]

Li schrieb:
> Ergänzung:
> Ich meine hier natürlich den Gatestrom durch den Gatewiderstand.

[Johannes E. (cpt_nemo)]

Li schrieb:
> Jetzt sollen sich für den Ein- und Ausschaltvorgang unterschiedliche
> Gateströme ergeben. Ich verstehe aber nicht warum.

Das wird oft so gemacht, damit der Mosfet aus EMV-Gründen beim 
Einschalten etwas langsamer schaltet und trotzdem schnell ausschaltet. 
Dazu kann man z.B. eine Diode parallel zum Gate-Widerstand schalten.

[U. B. (Gast)]

MOSFET's haben einen kapazitiven Eingang, also muss beim Ausschalten 
genauso viel Ladung abgeführt werden, wie beim Einschalten aufgebracht 
wurde.
Deswegen sind die MITTLEREN Ströme betragsmässig gleich.

[Li (Gast)]

Ok, ich verstehe nur nicht warum sich überhaupt unterschiedliche 
Gateströme ergeben. Auf der einen Seite des Gate-Widerstands habe ich ja 
das Potenzial der Treiberausgangsspannung. Welches Potenzial habe ich 
aber auf der anderen Seite?
Ich habe mal gehört, dass der Gatestrom entscheidend ist, der bei der 
Threshold-Spannung fließt. Warum das so ist, weiß ich aber auch nicht.

[Feldbett (Gast)]

Die Gatekapazität ist nicht konstant. Wenn Uth erreicht wird nimmt die 
Kapazität sehr rasch zu. Würde man also das Gate mit mit einem 
Konstantstrom laden, so würde die Gatespannung zunächst linear 
ansteigen, und dann, bei Erreichen von Uth, relativ lange bei Uth 
festkleben (wegen dem Anstieg der Gatekapazität). Anschließend steigt 
die Gatespannung wieder linear. Bei den meisten MOSFET wird dieses 
Verhalten im Datenblatt mit einer speziellen Grafik, Gatespannung über 
Gateladung, dargestellt. Beim Durchlaufen der Kapazitätsänderung muss 
also sehr viel Ladung bewegt werden.

[Matthias Larisch (Gast)]

Es ergeben sich (fast) keine unterschiedlichen Gateströme, das von 
Feldbett beschriebene Verhalten zeigt sich natürlich ebenfalls beim 
Entladen.

Möchte man nun verschiedene Ströme erzwingen, so muss das durch einen 
veränderten Vorwiderstand am Gate erfolgen, wie z.B. durch die 
angesprochene Diode. Hier hat man einen hohen Entladestrom zu Beginn der 
Abschaltung. Lediglich das letzte bisschen Ladung, üblich ist der 
Transistor nun schon im sperrenden Bereich, wird dann über den 
Gatewiderstand entladen.

Bei den meisten Standardschaltungen sieht man garkeinen oder einen 
geringen Gatewiderstand vor, da die treibende Stufe eine recht hohe 
Ausgangsimpedanz hat (z.B. Pin vom AVR). Sollte aber ein kräftiger 
Treiber vorhanden sein (z.B. Bipolarstufe vorweg), so sollte aus EMV 
Gründen die Anstiegszeit so lang wie möglich, jedoch so kurz wie nötig 
gewählt werden :) (Schaltverluste, gewünschte Betriebsfrequenz bei PWM 
oder Multiplex vs EMV)

[Li (Gast)]

Wenn ich allerdings den Gate-Strom bei der Thresholdspannung betrachte 
ergeben sich doch dann unterschiedliche Ströme, da ja meine 
Spannungsdifferenz von Treiberausgang zu Thresholdspannung 
unterschiedlich ist. Beim Einschalten 15V-Uth, beim Ausschalten 0V-Uth.
Wenn dann wie beschrieben bei der Thresholdspannung am meisten Ladung 
umgeladen werden muss, ergibt sich doch aufgrund der verschiedenen 
Gate-Ströme eine unterschiedliche Dynamik beim Ein- und Ausschalten, 
oder?

[Lass Sein (Gast)]

Es gibt dann auch noch die Millerkapazitaet... Welche den drain auf das 
Gate koppelt. Natuerlich ist der Strom durch diese Kapazitaet 
proportional zur Spannung.