Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Seid wann leiten Transistoren bei U_be < 0,7V?


von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Hallo Mitbastler

Der Titel ist etwas irreführend, zur Beschreibung meines Problems.
Ich habe ein Bleiakkuladegerät entworfen mit dem UI Ladeverfahren.
Für die die nicht wissen was das ist: Man läd erst mit Konstantstrom und 
dann mit Konstantspannung wenn die Ladeschlussspannung erreicht wurde.

Mein Problem besteht in folgender Situation:
Die Last ist egal, in meinem Versuch aber 1k groß. Dann fließt ein I von
15mA bei Vcc = 15V
Das erzeugt einen Spannungsabfall an R6 von 12,3mV
Nach meiner Kenntnis dürfte der Transistor nicht annähernd leiten, das 
tut er aber, am Gate der MOSFETS liegen satte 10V aber der Opamp spuckt 
negative Versorgungsspannung aus.

Hatte einer von euch schon mal so ein Problem oder weiß da mehr als ich?

Danke schon jetzt für die Hilfe

NACHTRAG: Der Opamp liegt nicht an GND sondern an -15V

von Falk B. (falk)


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@ Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)

>Das erzeugt einen Spannungsabfall an R6 von 12,3mV
>Nach meiner Kenntnis dürfte der Transistor nicht annähernd leiten,

Tut er auch nicht, wenn Schaltplan und Realität übereinstimmen.

>das
>tut er aber, am Gate der MOSFETS liegen satte 10V aber der Opamp spuckt
>negative Versorgungsspannung aus.

Fehler im Aufbau. NPN und PNP verwechselt?

von Andrew T. (marsufant)


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Stefan S. schrieb:
>> Hatte einer von euch schon mal so ein Problem oder weiß da mehr als ich?


C und E vertauscht beim Einlöten des BC Transistors war es bei mir .-)

will sagen: such mal nach Aufbaufehlern.

>
> NACHTRAG: Der Opamp liegt nicht an GND sondern an -15V

Logo, sonst kann dessen Ausgang ja auch keine -10V liefern .-)

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Danke für die schnelle Antwort

@Falk: Die Schaltung hab ich nun zig mal überprüft, alles richtig 
verdrahtet
@beide: Ich werd mal checken, ob ich mich im Transistor vergriffen hab, 
das wäre ärgerlich

von Udo S. (urschmitt)


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Stefan S. schrieb:
> am Gate der MOSFETS liegen satte 10V aber der Opamp spuckt
> negative Versorgungsspannung aus.

Stefan S. schrieb:
> NACHTRAG: Der Opamp liegt nicht an GND sondern an -15V

UGs ist maximal +-20V. Du legst das Gate über den OP auf -15 und Source 
ist auf +15.
Das sind lockere 30V
Vieleicht ist das schon dein Fehler.

Nachtrag: Wofür brauchst du überhaupt die negative Versorgung?

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Nur dass ich mich nicht vertu
Der Kollektor muss an die Basis der FETs und der Emitter an VCC?!
In dem Fall ist der Transistor richtig gepolt, es ist auch der richtige 
Transistor, also ein BC327.

Das einzige was ich mich noch vorstellen kann ist, dass der Transistor 
einfach hops gegangen ist, als ich ihn eingelötet hab, was denkt ihr?!

NACHTRAG: Ich löte ihn mal aus um ihn als Fehlerquelle aus zu schließen

von Andrew T. (marsufant)


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Stefan S. schrieb:
> Das einzige was ich mich noch vorstellen kann ist, dass der Transistor
> einfach hops gegangen ist, als ich ihn eingelötet hab, was denkt ihr?!
>
>

ich denke das ich den BC327 mit dem Transistortester/curvetracer 
durchmessen würde wenn ich an Deiner Stelle wäre...

von Udo S. (urschmitt)


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Andrew Taylor schrieb:
> ich denke das ich den BC327 mit dem Transistortester/curvetracer
> durchmessen würde wenn ich an Deiner Stelle wäre...

Ich würde eher mal die IRF testen ob die durch die 30V Ugs nicht am 
Arsch sind.

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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@Andrew: Leider habe ich einen Transistortester gerade nicht zur Hand
@UDO: Nicht mehr nötig
Ohne BC327 funktioniert die Schaltung wie sie soll, heißt ich hab ihn 
einfach gebraten. Manchmal ist die Lösung so einfach.
Danke für eure Hilfe :)

von Falk B. (falk)


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@ Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)

>Ohne BC327 funktioniert die Schaltung wie sie soll, heißt ich hab ihn
>einfach gebraten. Manchmal ist die Lösung so einfach.

Ohne BC327 hast du keine Strombegrenzung.

von Mike (Gast)


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>Die Last ist egal, in meinem Versuch aber 1k groß. Dann fließt ein I von
>15mA bei Vcc = 15V

15mA plus der Strom durch R3 und R4!!! Wlchen Wert haben diese 
Widerstände?

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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@Falk: Hab ich vergessen zu schreiben. Ich hab den Transistor erst 
ausgebaut und die Schaltung (zumindest ohne Strombegrenzung ;) ) hat 
funktioniert. Also hab ich nen neuen eingelötet und schon funktioniert 
alles wie es soll.

@Mike: Die Potis sind 10k groß

von MaWin (Gast)


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> Ohne BC327 funktioniert die Schaltung wie sie soll

Bei parallelgeschalteten MOSFETs ?

Kaum.

Dank unterschiedlicher UGS(th) leitet der eine und der andere noch 
nicht.
Stromverteilung geht anders, dafür braucht man 
Stromverteilungswiderstände,
und die müssen bei diesen MOSFETs im Gegensatz zu Bipolartransistoren 
recht hohe Werte haben.

Die 30V am Gate wurden schon angesprochen (und hoffentlich inzwischen 
behoben).

Und schwingen wird die ganze Schaltung bei passenden Bedingungen auch 
noch, weil jegliche lead lag compensation fehlt.

von Udo S. (urschmitt)


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MaWin schrieb:
> Die 30V am Gate wurden schon angesprochen (und hoffentlich inzwischen
> behoben).

Solange die Regelung funktioniert kann es eigentlich nicht zu einer zu 
hohen Ugs Spannung kommen. Trotzdem wäre es sauber die Spannung zu 
begrenzen.

von ArnoR (Gast)


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> Dank unterschiedlicher UGS(th) leitet der eine und der andere noch
> nicht.
> Stromverteilung geht anders, dafür braucht man
> Stromverteilungswiderstände,
> und die müssen bei diesen MOSFETs im Gegensatz zu Bipolartransistoren
> recht hohe Werte haben.

Ja, aber bei bei den maximal möglichen ca. 850mA, bzw. 850mA*Vcc reicht 
auch ein einzelner Mosfet vom oben angegebenen Typ.

von Falk B. (falk)


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@ ArnoR (Gast)

>Ja, aber bei bei den maximal möglichen ca. 850mA, bzw. 850mA*Vcc reicht
>auch ein einzelner Mosfet vom oben angegebenen Typ.

Dann kann man auch gleich nur einen einbauen und sich nicht einreden, 
der Strom würde sich sauber verteilen.

http://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Linearbetrieb_von_MOSFETs

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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> Dank unterschiedlicher UGS(th) leitet der eine und der andere noch
> nicht.
> Stromverteilung geht anders, dafür braucht man
> Stromverteilungswiderstände,
Mhmm stimmt, hab zu viel in der CMOS technik rum gehangen ;)
was würdest du für einen Vorwiderstand empfehlen?

> Die 30V am Gate wurden schon angesprochen (und hoffentlich inzwischen
> behoben).
Es sind nur noch 15V, die negative Versorgungsspannung am Opamp las ich 
weg, dachte erst der wäre das Problem, so spar ich mir die symmetrische 
Versorgungsspannung

> Und schwingen wird die ganze Schaltung bei passenden Bedingungen auch
> noch, weil jegliche lead lag compensation fehlt.
Da hab ich mir bisher keine Sorgen drum gemacht, ich hab ja keine 
schnellen änderungen der Parameter. Und die Kapazität der Gates 
verschiebt den ersten Extrempunkt im Bodediagramm schon etwas nach links

NACHTRAG:
Mann ich kann gar nicht so schnell Antworten wie ihr schreibt.
Ich hab zwei FETs genommen damit die Kühlkörper nicht zu groß werde, 
damit alles in mein Gehäuse passt :)

von ArnoR (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> @ ArnoR (Gast)
>
> Dann kann man auch gleich nur einen einbauen...

Genau das hab ich doch gesagt, daher verstehe ich nicht, wieso du mir 
das nochmal erklären willst.

von Falk B. (falk)


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@ ArnoR (Gast)

>> Dann kann man auch gleich nur einen einbauen...

>Genau das hab ich doch gesagt, daher verstehe ich nicht, wieso du mir
>das nochmal erklären willst.

Hab dich falsch verstanden. Ich dacht du meinst, dass man die Unsymetrie 
durch die niedrige Last ertragen kann.

von ArnoR (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> Ich hab zwei FETs genommen damit die Kühlkörper nicht zu groß werde,
> damit alles in mein Gehäuse passt :)

Die abzuführende Leistung ändert sich durch 2 Mosfets nicht. Wenn du 
keinen passenden größeren KK für einen Mosfet hast, dann schraub doch 
die beiden vorhandenen mit den planen Flächen zusammen und an einen 
Mosfet.

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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ArnoR schrieb:
> Die abzuführende Leistung ändert sich durch 2 Mosfets nicht. Wenn du
> keinen passenden größeren KK für einen Mosfet hast, dann schraub doch
> die beiden vorhandenen mit den planen Flächen zusammen und an einen
> Mosfet.

Sie ändert sich nicht, teilt sich aber auf.
Ich benutze zwei von denen hier:
https://secure.reichelt.de/Finger-Aufsteckkuehlkoerper/V-PR32-38-1-MC/3/index.html?;ACTION=3;LA=446;ARTICLE=53839;GROUPID=3379;artnr=V+PR32%2F38%2C1-MC

Außerdem steigt die Versogungsspannung wenn alle fertig ist auf 17V und 
behalte mir vor die Strombegrenzung zu ändern, dass ich auch mehr als 1A 
schaffe, weil manche Bleiakkus mit dem Verfahren auch 4A Ladestrom 
abkönnen (ich weiß, das ist nicht gut für die Lebensdauer)

von ArnoR (Gast)


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Stefan S. schrieb:
> Sie ändert sich nicht, teilt sich aber auf.

Nein, das tut sie ohne Weiteres nicht vernünftig, siehe Betrag von MaWin 
und Link von Falk.

> Ich benutze zwei von denen hier:

Die kann man natürlich nicht zusammenschrauben, oben im Schaltplan sind 
aber andere angegeben, daher mein Vorschlag.

Also entweder Symmetrierung und 2 Mosfets und 2 KK oder ein passender KK 
und keine Symmetrierung und nur 1 Mosfet. Die Entscheidung ist doch 
einfach, oder?

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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ArnoR schrieb:
> Stefan S. schrieb:
>> Sie ändert sich nicht, teilt sich aber auf.
>
> Nein, das tut sie ohne Weiteres nicht vernünftig, siehe Betrag von MaWin
> und Link von Falk.
>
>> Ich benutze zwei von denen hier:
>
> Die kann man natürlich nicht zusammenschrauben, oben im Schaltplan sind
> aber andere angegeben, daher mein Vorschlag.
>
> Also entweder Symmetrierung und 2 Mosfets und 2 KK oder ein passender KK
> und keine Symmetrierung und nur 1 Mosfet. Die Entscheidung ist doch
> einfach, oder?

Ich hab mich gerade noch ein bischen eingelesen und entschlossen dass 
die Gates jetzt nen 750k Vorwiderstand bekommen, dann hab ich ne 
Symmetrierung und der Rest kann so bleiben wie er ist.

Danke aber für all eure Beiträge,vor allem das mit der Symmetrierung, da 
wär ich nicht drauf gekommen

von MaWin (Gast)


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> die Gates jetzt nen 750k Vorwiderstand bekommen, dann hab ich ne
> Symmetrierung

Wo hast du den den Unsinn gelesen ? Quelle.

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Hab einfach nach nem, Verstärker Gegoogelt mit parallel geschalteten 
MOSFETs und da war als Vorwiderstand 400k

Ich hab aber den Eindruck, der Wert gefällt dir nicht. Was würdest du 
empfehlen?

von Udo S. (urschmitt)


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Stefan S. schrieb:
> Ich hab mich gerade noch ein bischen eingelesen und entschlossen dass
> die Gates jetzt nen 750k Vorwiderstand bekommen,

Du hast aber noch nie verstanden wie ein MOSFET funktioniert oder?
Welcher Strom fliesst denn in ein Mosfet Gate wenn man das Umladen der 
Kapazitäten mal ausser Acht lässt?
Was soll also der Vorwiderstand bewirken?
Das macht übrigens nicht mal bei bipolaren Transistoren Sinn. Da helfen 
nur Emitter bzw. Source Symmetrierwiderstände.

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Das dachte ich bisher auch, nur wenn ich das richtig verstanden habe, 
haben die MOSFETs unterschiedliche Ugs bei denen sie durch schalten und 
deswegen tut man da nen Widerstand vor, weil ich ja nicht in Sättigung 
arbeite.
Wo soll denn nun der Widerstand hin?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Stefan S. schrieb:
> Ich hab zwei FETs genommen damit die Kühlkörper nicht zu groß werde,
> damit alles in mein Gehäuse passt :)

Aber wenn Du statt 2 Kühlkörpern eine doppelt so großen nimmst, ist der 
Platzbedarf auch nicht größer.

Gruß Dietrich

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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naja ja und nein, ich hab ne Single Layer Platine auf der die Schaltung 
ist, einfach umdrehen ist nicht drin. Ich schätze ich bleib einfach bei 
750mA Strombegrenzung und benutz nur einen Mosfet

von Dietrich L. (dietrichl)


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Stefan S. schrieb:
> Das dachte ich bisher auch, nur wenn ich das richtig verstanden habe,
> haben die MOSFETs unterschiedliche Ugs bei denen sie durch schalten und
> deswegen tut man da nen Widerstand vor, weil ich ja nicht in Sättigung
> arbeite.

Aber der Widerstand bewirkt keine Änderung von Ugs, da ja (im 
eingeschwungenen Zustand) kein (max. 100nA!) Strom in das Gate fließt!

> Wo soll denn nun der Widerstand hin?

Udo Schmitt schrieb:
> Da helfen nur Emitter bzw. Source Symmetrierwiderstände.

Gruß Dietrich

von Helmut L. (helmi1)


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Der TL072 ist kein Rail To Rail OP. Pin 3 kann aber bei dir auf GND zu 
liegen kommen -> dann funktioniert dein TL072 nicht mehr korrekt.

von Harald W. (wilhelms)


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Falk Brunner schrieb:

> und sich nicht einreden,
> der Strom würde sich sauber verteilen.

So etwas reden einem die Simulierprogramme ein. :-(
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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> Hab einfach nach nem, Verstärker Gegoogelt mit parallel geschalteten
> MOSFETs und da war als Vorwiderstand 400k

Dann hast du doch eine Link auf diese Seite im Internet,
oder wie sonst soll man dir erklären,
was du dort wohl falsch verstanden hast (oder falsch war) ?

von Andrew T. (marsufant)


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Stefan S. schrieb:
> NACHTRAG:
>
> Ich hab zwei FETs genommen damit die Kühlkörper nicht zu groß werde,
> damit alles in mein Gehäuse passt :)

LOB! Dann hast Du das intuitiv richtig gemacht.

Die übrigen hier schreibenden Pseudo-Profis haben das über Jahre nicht 
begriffen das dies die platzmäßig sinnvollere Variante ist.

von MaWin (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> LOB! Dann hast Du das intuitiv richtig gemacht.

Nur wenn er auch dafür gesorgt hätte, daß sich der Strom gleich 
verteilt.

Dann sind 2 Bauteile halber Leistung besser als ein Bauteil, weil die 
Temperaturdifferenz über dem Wärmewiderstand Rjc nur halb so gross wäre, 
was entweder kleinere Kühlkörper oder mehr Last erlaubt.

In seinem Fall sind aber 2 Bauteile schlechter als 1 weil ja 
schlechtestenfalls die ganze Leistung an einem abfällt. Da blockiert das 
zweite Bauteil nur Fläche auf dem Kühlkörper, die man anderenfalls für 
mehr Kühlrippen hätte brauchen können.

von Udo S. (urschmitt)


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Andrew Taylor schrieb:
>> Ich hab zwei FETs genommen damit die Kühlkörper nicht zu groß werde,
>> damit alles in mein Gehäuse passt :)
>
> LOB! Dann hast Du das intuitiv richtig gemacht.

Wenn schon, dann wären 2 Bauelemente auf einem Kühlkörper besser. Dann 
verteilt sich die Leistung auf 2 Bauteile und sie werden zumindest 
annähernd auf der gleichen Temperatur gehalten. Und wenn ein Bauteil 
wegen Bauteiltoleranzen mehr Energie verbraten muss steht ihm ein 
größerer Kühlkörper zur Verfügung.

von ArnoR (Gast)


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Andrew Taylor schrieb:
> Die übrigen hier schreibenden Pseudo-Profis haben das über Jahre nicht
> begriffen das dies die platzmäßig sinnvollere Variante ist.

Da ist gar nichts platzsparend, wenn du die notwendigen fetten 
Symmetrierwiderstände in die Rechnung mal mit einbeziehst.

von Andrew T. (marsufant)


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MaWin, Arno, Udo: Jeder von Euch erhält seinen Fisch.

von Udo S. (urschmitt)


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Andrew Taylor schrieb:
> MaWin, Arno, Udo: Jeder von Euch erhält seinen Fisch.

Wie, du teilst?
Vorschlag: Ich nehm das Filet, du die Köpfe ;-)

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Puh das sind ganz schön viel Posts seid gestern.

Also den Artikel hab ich gekonnt übersehen, hab ihn mir jetzt durch 
gelesen und werde wohl doch zwei MOSFETS benutzen.
Leider steht in dem Artikel nur, dass der Emitterwiderstand "relativ" 
hoch sein muss, aber relativ wozu?
Ich würde mal auf um die 1R tippen, sonst geht mir ja irgendwann meine 
Spannung in die Knie. In dem Fall hab ich noch 0R82 Widerstände zur 
Verfügung. Was denkt ihr darüber?!

@Udo: Wie gesagt das würde das Routen nicht gerade leichter machen und 
jetzt ist die Platine eh schon fertig, damit muss ich jetzt leben.

@Helmut: Mittlerweile hab ich nen LM324 drin, der ist Pinkompatiebel und 
zeigt keine Phaseninversion, wenn man nahe an die negative 
Versorgungsspannung kommt

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan S. schrieb:
> dass der Emitterwiderstand "relativ" hoch sein muss
Es wird von einem Sourcewiderstand geschrieben...

> aber relativ wozu?
Relativ zum Bipolartransistor müssen die Widerstände um den Faktor 2,5 
größer sein.
Und absolut müssen die Widerstände so groß sein, dass der 
niederohmigere Mosfet der Parallelschaltung nicht überlastet wird.

von Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)


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Ups klar Sourcewiderstand

Ok ich glaub langsam schnall ichs.
Beispielrechnung:
Ich hab ne Standartabweichung von sagen wir 1V und bei einem 
Temperaturunterschied von whorst case 80°K nochmal 0,4V, um das bei 1A 
Drainstrom abzufangen brauch ich nen Sourcewiderstand von 
R=1,4V/1A=1,4R?
Da verbrat ich ja Unmengen an Energie -.-

von Falk B. (falk)


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@ Stefan S. (Firma: Student) (1991stefan1991)

>Da verbrat ich ja Unmengen an Energie -.-

You got it, brother!

von h6hjw46j (Gast)


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Das mit der Verlustleistung der einzelnen Bauteile, Linearbetrieb von 
MOSFETs, ... solltest Du Dir noch mal gründlich durchlesen.

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