Idealer Gleichrichter =!rückwärts geschalteter Mosfet

[Karl M. (Gast)]

Normalerweise in Gleichstromschaltungen wird ein Mosfet entgegen der 
Richtung seiner inneren Diode verdrahtet - beispielsweise wenn ein 
Microcontrollerausgang eine große Last schalten soll. Der Strom fließt 
dann  beim Durchschalten entgegengesetzt zur Diode.

Will ich den Mosfet als ideale Diode/Gleichrichter einer Wechselspannung 
nutzen, so kann diese Diodenrichtung eigentlich nur diejenige sein, 
welche durch die innere Diode ohnehin vorgegeben ist. Denn würde ich den 
Mosfet wie üblich in Sperrrichtung schalten lassen, würde er ja den 
Wechselstrom wegen der Diode in beide Richtungen durchlassen.

Tatsächlich scheint es so zu sein, dass ein Spezial IC für einen idealen 
Gleichrichter, nämlich der LT4320 den Mosfet in Richtung der Diode 
durchschaltet. Hier fließt also entgegen dem oberen Beispiel der Strom 
im durchgeschalteten Zustand in Richtung der Diode.

Dass ein Mosfet auch in Diodenrichtung also rückwärts durchschalten 
kann, steht in keinem Lehrbuch. Oder irre ich da?

http://www.linear.com/product/LT4320

[hinz (Gast)]

Karl M. schrieb:
> Dass ein Mosfet auch in Diodenrichtung also rückwärts durchschalten
> kann, steht in keinem Lehrbuch. Oder irre ich da?

Du irrst dich. Überall steht, dass der Kanal keine Vorzugsrichtung hat, 
sich fast wie ein ohmscher Widerstand verhält.

[Karl M. (Gast)]

hinz schrieb:
>> Dass ein Mosfet auch in Diodenrichtung also rückwärts durchschalten
>> kann, steht in keinem Lehrbuch. Oder irre ich da?
>
> Du irrst dich. Überall steht, dass der Kanal keine Vorzugsrichtung hat,
> sich fast wie ein ohmscher Widerstand verhält.

Das mag sein. Aber die angegebenen Schaltungsbeispiele sind immer 
vorwärts, nie rückwärts. Zumindest habe ich die noch nicht in 
Lehrbüchern gesehen.

[Mike J. (linuxmint_user)]

Karl M. schrieb:
> steht in keinem Lehrbuch.
Ja, so direkt steht es nicht drin.

Naja, es heißt ja dass der Kanal durch eine Art Feld geöffnet oder 
geschlossen wird und so die Bewegungsfähigkeit der Elektronen im Kanal 
eingeschränkt wird.

Du kannst an das Gate einenes N-Kanal-MosFETs eine Spannung von 
meinetwegen 10V anlegen (zwischen Gate und Source) und dann öffnet sich 
das Gate (wird niederohmig). Wenn du eine Spannung von -10V anlegst, 
dann geht es nicht auf ... aber es ist laut Datenblatt erlaubt. (Ugs= 
+20/-20V)

Ist zwar sinnlos mit der negativen Spannung, aber man kann es so machen.

[Waldemar H. (vual)]

Mike J. schrieb:
> Karl M. schrieb:
>> steht in keinem Lehrbuch.
> Ja, so direkt steht es nicht drin.
>
> Naja, es heißt ja dass der Kanal durch eine Art Feld geöffnet oder
> geschlossen wird und so die Bewegungsfähigkeit der Elektronen im Kanal
> eingeschränkt wird.
>
> Du kannst an das Gate einenes N-Kanal-MosFETs eine Spannung von
> meinetwegen 10V anlegen (zwischen Gate und Source) und dann öffnet sich
> das Gate (wird niederohmig). Wenn du eine Spannung von -10V anlegst,
> dann geht es nicht auf ... aber es ist laut Datenblatt erlaubt. (Ugs=
> +20/-20V)
>
> Ist zwar sinnlos mit der negativen Spannung, aber man kann es so machen.

Sinnlos ist es nicht, in manchen Schaltungen bei denen es wichtig ist 
das der Mosfet "ausgeschaltet" bleibt wird Ugs bipolar zb +-12V 
betrieben. Damit dieser  garantiert bei Ugs -12V ausgeschaltet bleibt 
und du eine große Reserve hast, damit sich dieser aus diversen Gründen 
nicht wieder selbständig einschaltet.

Gruß

[simmy (Gast)]

Karl M. schrieb:
> Schaltungsbeispiele sind immer vorwärts, nie rückwärts

Bei Schaltungsbeispielen für Synchrongleichtung ("Ideale Diode") aber 
definitiv der Fall. Das ist gar nicht anders möglich (Fehler 
ausgenommen).

[Der Begriff SYNCHRON - "zeitgleich" - bezieht sich ja gerade darauf, 
den Kanal (idealerweise) in der Zeit leitend zu schalten, wenn 
anderenfalls die interne Dode leitend wäre.]

Du wirst also in Schaltungen dazu auf jeden Fall "MOSFETs verkehrt herum 
betrieben" finden. Ob nun in beliebigen solchen Schaltungen (z.B. 
Application Notes), oder solchen in Lehrbüchern.

(Wobei ich allerdings letzteres ehrlich gesagt nicht kenne - mein Wissen 
stammt allein ... aus dem Internet. Eine Ausbildung oder ein Studium in 
dieser Richtung blieb mir, und bleibt mir wohl auch, versagt. Trotzdem 
bin ich mir dessen natürlich sicher.)

Suche danach, Du wirst hundertprozentig fündig.

[Mark S. (voltwide)]

Richtig. Der MOSFET wird so geschaltet, dass die interne Diode in der 
richtigen Richtung leitet. Wenn die gate-Spannung deutlich positiver als 
das drain oder die source ist, schaltet der MOSFET und schließt die 
Diode über seinen Rdson kurz.

[simmy (Gast)]

simmy schrieb:
> (idealerweise)

Das ist nicht die ganze Wahrheit. Dioden haben eine (meist extrem 
kleine, praktisch vernachlässigbare) Verzögerung vor dem leitend werden, 
und ebenfalls eine (schon etwas größere, praktisch je nach 
Schaltfrequenz teils nicht mehr vernachlässigbare) Verzögerung, bevor 
sie sperren können.

Gerade MOSFET-interne Dioden sind (vor allem bei höheren Spannungen) 
etwas langsamer als vergleichbare "richtige" Dioden sein können - 
natürlich korrekte Wahl der Diode vorausgesetzt.

Je nach Anwendung kann meine obige Behauptung also falsch sein, wirklich 
"ideal" wäre ein leitender Kanal, sobald/solange auch Spannung anliegt.
Wie gesagt allerdings manchmal - äh - "unwichtig". So daß obige 
Behauptung häufig zutrifft (und oft für die Praxis ausreichend ist).

[MaWin (Gast)]

Karl M. schrieb:
> Dass ein Mosfet auch in Diodenrichtung also rückwärts durchschalten
> kann, steht in keinem Lehrbuch.

Doch, schon, normalerweise steht im Lehrbuch dass ein MOSFET voll 
symmetrisch ist, und sein Source nur dadurch erhält, wohin der Bulk 
mitverdrahtet wird (es gibt auch MOSFETs mit einzeln herausgeführtem 
Bulk wie BSS83).

[Ingo L. (corrtexx)]

Waldemar H. schrieb:
> Sinnlos ist es nicht, in manchen Schaltungen bei denen es wichtig ist
> das der Mosfet "ausgeschaltet" bleibt wird Ugs bipolar zb +-12V
> betrieben. Damit dieser  garantiert bei Ugs -12V ausgeschaltet bleibt
> und du eine große Reserve hast, damit sich dieser aus diversen Gründen
> nicht wieder selbständig einschaltet.
Im Semikron Applikationshandbuch wird empfohlen, MOSFETS mit 0V Ugs 
auszuschalten, IGBTs hingegen sollten mit einer negativen Uge 
ausgeschaltet werden.