Verzögerung MOSFET

[Timmi1000 (Gast)]

Hi, ich bin soeben auf diesen Beitrag gestoßen:
Beitrag "Verzögerung Mosfet" und hab eine 
vielleicht blöde Frage:
Wieso sinkt die Spannung am Gate? Entlädt sich der Kondensator dann oder 
warum ist das so? Wieso ist im Einschaltmoment die Eingangsspannung 
komplett an R2? Leitet der Kondensator die Spannung direkt durch und 
sperrt die erst nachdem er voll ist?

[Jorge (Gast)]

Deine zweite Frage ist falsch, die vierte korrekt.

Antwort auf Fragen 1 und 3:
Die Gatespannung ist (in erster Näherung) unabhängig davon, ob der 
Transistor eingeschaltet ist, oder nicht und ergibt sich nur aus der 
Reihenschaltung von C1-R2-R1.

Vor Einschalten der Betriebsspannung geht die Simulation davon aus, dass 
der Kondensator C1 entladen ist. Somit bildet er bei Anlegen der 
Betriebsspannung einen Kurzschluss.
Dadurch liegt im Einschaltzeitpunkt U_R2 + U_R1 entsprechend an 24V und 
da R2 und R1 gleich groß sind, U_R1 (dessen Potential gleichzeitig dem 
der Gatespannung entspricht) auf der halben Betriebsspannung = 24V * R1 
/ (R1 + R2) -> siehe Diagramm. Höher als UB/2 kann die Gatespannung also 
gar nicht werden.

Nun lädt sich durch den Strom, der durch C1-R2-R1 fließt, langsam der 
Kondensator auf (d.h. U_C1 steigt mit der 
hineingeflossenen/gespeicherten Ladung) und reduziert dadurch die 
Spannung, die für U_R2_R1 übrig bleibt, denn U_R2_R1 = 24V - U_C1. Genau 
das zeigt die violette Kurve, die Gatespannung fällt exponentiell mit 
der Zeit.

[Timmi1000 (Gast)]

Vielen Dank. Super Erklärung!

[Timmi1000 (Gast)]

Ich hätte da noch eine Frage, und zwar wie kann ich denn die Zeit 
berechnen, die die grüne Kurve braucht, um von 0 auf 15V zu kommen?

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Wo wird die grüne Linie gemessen? Am Drain von M1?

Welche Zeit interessiert dich genau?

Der Zeitpunkt, an der der Mosfet schaltet (also die Dauer von 0 bis etwa
0,75 s)?

Das kannst du aus der Ladekurve des aus R3, R4 unde C1 gebildeten
RC-Glieds und der Threshold-Spannung des Mosfets (s. Datenblatt)
berechnen. Da die Threshold-Spannung aber große Streuungen aufweist, ist
dieser Zeitraum nicht sehr genau festgelegt.

Oder die Dauer der Schaltvorgangs (also die Dauer von etwa  0,75 s bis
0,76 s)?

Uds wird 15 V, wenn Ugs die Threshold-Spannung unterschreitet. Daraus
kann man den Zeitpunkt bestimmen, an dem der Schaltvorgang abgeschlossen
ist. Die Berechnung des Zeitpunkts, an dem des Schaltvorgang beginnt,
gestaltet sich etwas schwieriger, weil die dazu benötigten Parameter im
Datenblatt nicht direkt angegeben und auch aus den Diagrammen kaum
ablesbar sind.

Man kann sich aber evtl. mit den hier angegebenen Formeln für Id in
Abhängigkeit von Ugs behelfen:

  https://de.wikipedia.org/wiki/Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor

Der Parameter Kn lässt sich wiederum aus den Diagrammen im Datenblatt
oder aus der ebenfalls angegeben Steilheit abschätzen.

Aber auch hier wirst du wegen der Exepmplarstreuungen keine genauen
Ergebnisse erhalten.