Verhältnis von MOSFET-Kapazität und Frequenz

[Jürgen S. (brainstrom)]

Guten Tag,

ich habe mir folgende Frage gestellt: 
https://www.vishay.com/docs/91015/sihf510.pdf auf der Seite ist das 
Datanblatt eines MOSFET zu sehen, auf Seite 3 das Verhalten der 
parasitären Kapazitäten des MOSFET bei verschiedenen Uds. Die Angaben 
sind aber für 1Mhz Frequenz. Wie gehe ich vor, um die korrekte Kapazität 
bei z.B 400 kHz zu finden?

Vielen Dank und schönen Sonntag.

[Alexxx (Gast)]

Hallo,

>> Wie gehe ich vor, um die korrekte Kapazität
bei z.B 400 kHz zu finden?
Meines erachtens ist dies müßig, da die Kapazitäten viel stärker von den 
Spannungen abhängen: Fig. 5 - Typical Capacitance vs. Drain-to-Source 
Voltage (Vds -> Coss!)
Das beste Beispiel ist mit  Fig. 6 - Typical Gate Charge
 vs. Gate-to-Source Voltage
Da sieht man ein Plateau in der Mitte der Kurve. Da wird nur Cgd 
umgeladen!
Deshalb rechnet man bei MOSFETs mit den angegebenen Charges (total Gate 
charge!) Das ist zielführender.

[Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)]

Zur Meßfrequenz: Crss hat nur 15pF; das sind bei 1MHz 10kOhm. Wenn man 
über eine Biasspannung jetzt noch z.B. 100mV Testamplitude legt, ergibt 
das "nur" mehr 1µA Meßstrom - bei 100kHz wäreb das entsprechend nur 
100nA - das ist ohne unnötig großen Aufwand nicht ordentlich zu messen; 
bei der Frequenz spielen außerdem Wellenphänomene im Meßaufbau noch 
keine Rolle, auch die Zuleitungsinduktivitäten kann man da recht einfach 
wegrechnen.

Der Versatz im Diagramm auf S. 3 ergibt sich durch die effektiv wirksame 
Kapazität in der Drain-Bulk-Diode - bei höherer Spg. ist die etwas 
niedriger - da die Kurven aber sehr eng nebeneinander liegen, ist das 
für die praktische Anwendung aber eher egal.

Wichtig: Die eingangsseitige Kapazität hat bestenfalls eine Aussagekraft 
für das Ausschwingverhalten beim Ausschalten; fürs Schalten und die 
damit einhergehende Zeit (d.h. auch Verluste) ist aber der Gesamtverlauf 
Qg über Vgs wichtiger. Z.B. steht in der Tabelle für CIss=180pF; bei 12V 
beträgt die "Kapazität" aber effektiv ca. 500pF. Speziell das Plateau 
zwischen 1,5 und 4V muß bei hohen Lasten schnell durchlaufen werden, 
sonst fliegt einem der FET um die Ohren.

[Faray (Gast)]

Die Kapazitäten sind die Eine Sache. Mit entsprechend hohen Gate-Strömen 
bekommt man aber die gewünschten kurzen Schaltzeiten hin.

Oft sind die Schaltungsinduktivitäten das viel größere Problem. Sie 
erzeugen wunderschöne Resonanzkreise im Bereich von einigen MHz mit 
damit verbundenem Überschwingverhalten. Nahezu sämtliche Maßnahmen 
dagegen sind mit irgendwelchen Verlusten verbunden.

[Jürgen S. (brainstrom)]

Verstehe. Vielen Dank für die Antworten.