Hallo zusammen, ich habe jetzt meinen ersten MOSFET ausgepackt und arbeite mich derzeit durch die Theorie. Ich habe da noch einige offene Fragen, für die ich einfach keine Antworten finde, bzw. vielleicht schon gefunden habe, aber aufgrund der komplexen formellastigen Wikipediaseite einfach nicht verstanden habe. Ich hoffe, hier kann man mir helfen. 1. Ich weiss, dass der MOSFET umgeladen werden muss und man ihn auch als Kondensator ansehen kann. Angeblich sind die Ströme extrem hoch. Man kann sie auch langsam umladen, jedoch werden sie dann bei schnellen Schaltfrequenzen sehr warm. Doch wie bestimme ich den benötigten Strom? Ich habe den Transistor IRLB3034PbF gekauft. 2. Zum Testen habe ich mal auf dem Steckbrett eine Schaltung aufgebaut und mit einem Draht das Gate mit 5V verbunden. Die LED leuchtet. Verbinde ich mit Masse, geht sie aus. Witzig ist, dass der Transistor so lange leitend bleibt, bis ich ihn via Masse umlade. Die LED leuchtet schon 1 Stunde lang, obwohl das Gate NC ist. Wie lange hält sowas? Und ist das schädlich für den Transistor? 3. Ein AVR Ausgangspin liefert laut Datenblatt im besten Fall 50mA. Jetzt habe ich mal geschaut was passiert, wenn ich den Ausgang mit einer Hochleistungs-LED "kurz schliesse". Es fliessen 80mA, aber nicht mehr. Das Netzteil liefert bei 5V für die LED schon 500mA. Woran liegt das? Sind das Schutzwiderstände? Kann ich einfach ohne Widerstand das Gate betreiben und mich auf diese Schutzwiderstände verlassen, oder muss ich den Strom dennoch auf 50mA limitieren? Danke für die Hilfe.
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Christian S. schrieb: > oder muss ich > den Strom dennoch auf 50mA limitieren? Natürlich! An den Pin ein 10k bis 100k Widerstand gegen GND. Und vom Pin zu Gate ein Begrenzungswiderstand. Die meisten AVRs dürfen nur 40mA pro Pin liefern!
@Christian S. (dragony) >1. Ich weiss, dass der MOSFET umgeladen werden muss und man ihn auch als >Kondensator ansehen kann. Den MOSFET als solches nicht, aber die Gate-Source Verbindung ist ein parasitärer Kondensator. > Angeblich sind die Ströme extrem hoch. Unsinn. Die Ströme können auch klein sein, dann dauer es halt länger. >Schaltfrequenzen sehr warm. Doch wie bestimme ich den benötigten Strom? Aus deiner gewünschten/benötigten Umschaltzeit. https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#Verlustleistung https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber#Treiberleistung >Ich habe den Transistor IRLB3034PbF gekauft. Wahrscheinlich ein Monster-MOSFET, oder? Bingo, ein343A Monster! >lange leitend bleibt, bis ich ihn via Masse umlade. Die LED leuchtet >schon 1 Stunde lang, obwohl das Gate NC ist. Wie lange hält sowas? Zwischen Sekunden bis Stunden, je nachdem, wie groß der Leckstrom am gate ist. > Und >ist das schädlich für den Transistor? Nicht direkt. >3. Ein AVR Ausgangspin liefert laut Datenblatt im besten Fall 50mA. >Jetzt habe ich mal geschaut was passiert, wenn ich den Ausgang mit einer >Hochleistungs-LED "kurz schliesse". Es fliessen 80mA, aber nicht mehr. Jaja, >Das Netzteil liefert bei 5V für die LED schon 500mA. Woran liegt das? Das Netzteil hat einen deutlich kleineren Innenwiderstand und du bist ein böser LED-Quäler! >Sind das Schutzwiderstände? Kann ich einfach ohne Widerstand das Gate >betreiben und mich auf diese Schutzwiderstände verlassen, Ja. > oder muss ich >den Strom dennoch auf 50mA limitieren? Nein. Beitrag "Re: Transistor, 1A, 4MHz Schaltfrequenz"
hi! Christian S. schrieb: > Ich hoffe, hier kann man mir helfen. FET und Treiber gelesen? > 1. Ich weiss, dass der MOSFET umgeladen werden muss und man ihn auch als > Kondensator ansehen kann. Ähm, jo. > Angeblich sind die Ströme extrem hoch. Was ist extrem? 2A? Willst du den überhaupt so schnell schalten (EMV)? > Man > kann sie auch langsam umladen, jedoch werden sie dann bei schnellen > Schaltfrequenzen sehr warm. Doch wie bestimme ich den benötigten Strom? Das kann man mühselig ausrechnen oder Experimentel ermitteln. > Ich habe den Transistor IRLB3034PbF gekauft. Wofür brauchst du 195A? Ist dir klar das du nur eine kleinen Teil davon nutzen kannst? > Die LED leuchtet > schon 1 Stunde lang, obwohl das Gate NC ist. Gate == Kondensator. Ausserdem wir der per Gate-to-Source Forward Leakage mit 100nA nachgeladen. > Wie lange hält sowas? Ewig :-) > Und > ist das schädlich für den Transistor? Solange das gate unter 10V bleibt nicht (Gate-to-Source Forward Leakage). > 3. Ein AVR Ausgangspin liefert laut Datenblatt im besten Fall 50mA. > Es fliessen 80mA, aber nicht mehr. > Das Netzteil liefert bei 5V für die LED schon 500mA. Woran liegt das? > Sind das Schutzwiderstände? Das ist ein µC und kein Fahrtenregler. Der RDSon der FET im AVR ist relativ hoch. Führt bei zu hohem Strom zu lokaler überhitzung. -> Maximum Ratings. > den Strom dennoch auf 50mA limitieren? Würde ich tun. + R nach GND. Oder einen passenden Treiber verwenden: Mosfet-Übersicht: Mosfet-Treiber
Die 310A brauche ich natürlich nicht, aber den extrem niedrigen Innenwiderstand brauche ich, da ich 5A ohne Kühlung schalten will. Leider haben nur die Monster-MOSFETs solche niedrigen Innenwiderstände.
Christian S. schrieb: > Die 310A brauche ich natürlich nicht, aber den extrem niedrigen > Innenwiderstand brauche ich, da ich 5A ohne Kühlung schalten will. > Leider haben nur die Monster-MOSFETs solche niedrigen Innenwiderstände. Die brauchen eine Treiberstufe zum schnellen umschalten.
Christian S. schrieb: > 1. Ich weiss, dass der MOSFET umgeladen werden muss und man ihn auch als > Kondensator ansehen kann. Du solltest dir eine präzisere Sprache angewöhnen. Die Gate-Source Strecke (über die der MOSFET gesteuert wird) ist in erster Näherung ein Kondensator. Von einigen 10pF bis einigen 10nF - je nach MOSFET. Über den Daumen haben MOSFETs die mehr Strom schalten können auch größere EIngangskapazitäten. > Angeblich sind die Ströme extrem hoch. Sagt wer? > Man kann sie auch langsam umladen Eben. Man kann einen Kondensator nicht instantan umladen. Dazu bräuchte man in der Tat unendlich viel Strom. Aber man muß ja nicht. > jedoch werden sie dann bei schnellen > Schaltfrequenzen sehr warm. Doch wie bestimme ich den benötigten Strom? Ein gängiger Ansatz ist, die Verluste im Umschaltmoment etwa so groß werden zu lassen, wie die Verluste wenn der MOSFET durchgeschaltet ist (die Verluste bei gesperrtem MOSFET sind meist vernachlässigbar). Aber man kann durchaus auch eine andere Balance finden. Am Ende sind es meist ökonomische Gründe. Steckt man mehr Geld in leistungsfähige Treiber (MOSFETs schalten schneller um = weniger Verluste) oder nimmt man langsamere Treiber und größere Kühlkörper. > 2. Zum Testen habe ich mal auf dem Steckbrett eine Schaltung aufgebaut > und mit einem Draht das Gate mit 5V verbunden. Die LED leuchtet. > Verbinde ich mit Masse, geht sie aus. Witzig ist, dass der Transistor so > lange leitend bleibt, bis ich ihn via Masse umlade. Die LED leuchtet > schon 1 Stunde lang, obwohl das Gate NC ist. Glückwunsch! Du hast den Kondensator entdeckt! > Wie lange hält sowas? Kommt drauf an, wie gut das Gate isoliert ist. Schon die Luftfeuchte hat da extremen Einfluß. Und der Aufbau natürlich. > Und ist das schädlich für den Transistor? Es wird schädlich, wenn der MOSFET lange im Zwischenbereich zwischen durchgeschaltet und gesperrt verharrt. Denn dann ist die am MOSFET umgesetzte Leistung am größten. OK, mit einer LED und ein paar mA passiert da so oder so nichts. > 3. Ein AVR Ausgangspin liefert laut Datenblatt im besten Fall 50mA. > Jetzt habe ich mal geschaut was passiert, wenn ich den Ausgang mit einer > Hochleistungs-LED "kurz schliesse". Es fliessen 80mA, aber nicht mehr. > Das Netzteil liefert bei 5V für die LED schon 500mA. Woran liegt das? Bahnhof. Der Strom mit dem du die Gate-Kapazität des MOSFET auflädst und der Strom der im Drain-Source-Kreis fließt, haben fast nichts miteinander zu tun. Ein MOSFET ist spannungsgesteuert. Die Höhe der Gate-Source Spannung entscheidet, wieviel Strom der MOSFET schalten kann. Der verfügbare Steuerstrom begrenzt lediglich die Umschaltgeschwindigkeit. > Sind das Schutzwiderstände? Kann ich einfach ohne Widerstand das Gate > betreiben und mich auf diese Schutzwiderstände verlassen, oder muss ich > den Strom dennoch auf 50mA limitieren? Kommt drauf an. Wenn der µC mit seinem Ausgang eine Kapazität umladen muß, entsteht dabei im µC Verlustleistung. So lange diese Verlustleistung im Rahmen bleibt, geht es auch ohne zusätzlichen Widerstand. Ein Widerstand entlastet dann zwar den µC, dafür fällt jetzt ein Teil der Steuerverlustleistung in diesem Widerstand an und - meist wichtiger - die Schaltverluste im MOSFET werden größer, weil die Umschaltzeit steigt.
Christian S. schrieb: > 3. Ein AVR Ausgangspin liefert laut Datenblatt im besten Fall 50mA. Du musst im Datenblatt lesen, was drin steht, nicht das, was du gerne haben möchtest. Dort steht bei ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (auf deutsch absolute maximale Obergrenze!), dass der uC kaputt geht, wenn du mehr als 50mA aus dem Pin entnimmst. Ein Automotor mag es z.B. auch nicht, wenn du im 1. Gang im roten Drehzahlbereich (=absolutes Maximum!) mit 50 durch die Stadt fährst...
Christian S. schrieb: > Innenwiderstand brauche ich, da ich 5A ohne Kühlung schalten will. Neulich, im anderen Thread, waren es noch 20A... Bei 5A würde ich einen kleineren FET nehmen, der hat dann zwar mehr ON-Widerstand, aber eine kleinere Gate-Kapazität, dadurch sinken wieder die Schaltverluste, weil der µC den FET schneller umsteuern kann. Schau am Besten in den Daten diesbezüglich nach "Total Gate Charge", ja weniger, desto besser.
Falk B. schrieb: >>Ich habe den Transistor IRLB3034PbF gekauft. > > Wahrscheinlich ein Monster-MOSFET, oder? > > Bingo, ein343A Monster! "Monster" ist hier noch seeeeeehr untertrieben...
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