MOSFET reagiert komisch

[Bernd T. (berndt)]

Hallo,

ich beginne gerade mit dem experimentieren von MOSFETs die mir am Ende 
LEDs ansteuern sollen, dabei habe ich dieses Stück erworben:

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/575000-599999/597329-da-01-en-MOSFET_N_KA_3_SI4420BDY_T1_E3_SOIC_8_VIS.pdf

Wenn ich nun die Schaltung wie im Bild mit einem Akku betreibe, dann 
hätte ich erwartet, dass der MOSFET als Schalter funktioniert und die 
LED leuchten sollte. Irgendwie macht der MOSFET aber nicht ganz auf, es 
fließen nur 20mA, und die LED bleibt sehr dunkel. Wenn ich den MOSFET 
weg lasse, leuchtet die LED wie erwartet hell.

Laut Datenblatt des MOSFET sollte aber der UGS(th) bei 3V liegen, und da 
bin ich doch drüber.

Wenn ich die Stromquelle ändere gegen ein Netzteil habe ich den gleichen 
Effekt, mit einer Ausnahme, wenn ich Masse zuerst anschließe und dann 
auf Gate die 4,2V gebe, wieder wegnehme und dann Drain auf 4,2V lege, 
leuchtet die LED mit voller Helligkeit. Wenn ich Gate mit dem Finger 
anfasse geht es aus, auch wenn ich Gate auch auf 4,2V lege, fließen 
wieder nur ca. 20mA und die LED ist sehr dunkel.

Ich habe auch einen zweiten MOSFET ausprobiert, gleiches verhalten.

Liegt es an meiner zu geringen Spannung für den MOSFET, dann wenn ich 
das Gate über einen Arduino ansteuern lasse (5V), dann schaltet der 
MOSFET sauber wie erwartet, aber ich bekomme es nicht mit meinen 4,2V 
hin.

Ich hoffe mir kann jemand auf die Sprünge helfen und mich in die 
Richtige Richtung lenken. Danke schon mal!

[g457 (Gast)]

> Liegt es an meiner zu geringen Spannung für den MOSFET [..]

Ja. LED und Widerstand vors Drain, Source direkt auf Minus.

HTH

[Bernd T. (berndt)]

Hammer! Danke, das war es!!

[Thomas (kosmos)]

und noch ein kleiner Tip du solltest zwischen Gate und Source einen 10 
kOhm Widerstand einlöten.

Den wenn man das Gate keine Spannung mehr erhält, kann es passieren das 
wegen der Gatekapazität der MOSFET weiterhin leitend bleibt und die LED 
nicht ausgeht. Der Widerstand würde das Gate immer entladen so das er 
auch sicher unterbricht.

[non (Gast)]

Bernd T. schrieb:
> das war es!

An der von Dir zuerst gewählten Stelle hätte nur ein P-Kanal Mosfet
(dessen Gate man zum Einschalten auf "-" hätte ziehen müssen) richtig
funktionieren können.

Was für den Mosfet-Schaltzustand zählt, ist allein die Spannung V_GS.

Bei Schaltung 1 blieb G mit "+" Potential verbunden, während jedoch
S durch den strombedingten Spannungsfall an R hochwanderte ... bis
zu einen Punkt mit stabilem Gleichgewicht und Funktion Stromquelle.

Das hat mit vollständigem Einschalten natürlich nichts mehr zu tun.
Du mußt immer beachten, was beiden Punkten, G und S, widerfährt.

[non (Gast)]

Bernd T. schrieb:
> Wenn ich die Stromquelle ändere

Damit meinst Du die Versorgung - welche eigentlich aber meist die
Charakteristik "Spannungsquelle" aufweist. ("Stromquellen" werden
Versorgungen teils umgangssprachlich genannt.) Ich nannte gerade
das eine Stromquelle, was Du (versehentlich) gebaut hattest:

Eine - wenn auch einfache -
https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle

In jedem Falle solltest Du den Unterschied mal googlen.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Bernd T. schrieb:
> Laut Datenblatt des MOSFET sollte aber der UGS(th) bei 3V liegen, und da
> bin ich doch drüber.
Zeichne mal in deinem Schaltplan diese Gate-Source-Spannung(!!) mit 3V 
ein. Und dann legst du ans Gate 4,2V an. Wieviel Spannung bleibt dann 
noch an der Source? Richtig: 1,2V. Und damit muss deine LED samt 
Widerstand auskommen.

In deiner Schaltung hast du dann die Effekte, dass
1. die Ugsth deines speziellen Mosfets niedriger ist als der 
Maximalwert aus dem Datenblatt
und
2. die LED auch schon bei weniger als 3,2V anfängt zu leuchten.

Die Aufteilung könnte ja auch sein 2V für Ugs und 2,2V für die LED. Wenn 
du den Mosfet dann abwechselnd mal warm (Lötkolben) und kalt 
(Kältespray) machst, dann ändert sich auch die Ugsth und damit die 
Helligkeit der LED.

Ich würde da einfach mal nachmessen und dann über die Messwerte 
nachdenken...

[Bernd T. (berndt)]

Ich danke euch vielmals für eure Erklärungen und Tipps! Hat mir wirklich 
sehr geholfen :-)