Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Buffer als Gatetreiber Überstrom


von Karls Q. (karlsquell)


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Hallo,

ich hatte vor einiger Zeit gefragt, wie es aussieht, einen Buffer als 
Mosfettreiber in Parallelbetrieb zu benutzen.
Beitrag "dual Buffer (parallel) als Mosfettreiber"

Jetzt ist meine Frage, wie es mit dem Strom aussieht, den so ein Buffer 
treiben kann. Die Maximumratings sagen 50mA Continuous Output pro Buffer 
als Source und Sink. Ich nutze zwei parallel, also 100mA max.

Kontinuierlich möchte ich aber keinen Strom entnehmen, sondern Peak 
185mA für wenige Nanosekunden. (25nS über Maximumratigs und 40nS über 
Recommended)

Im Anhang seht ihr in Rot den Gatestrom gemessen über einen 10 Ohm Shunt 
(der soll auch drin bleiben).

Die Frage ist: Kann man guten Gewissens, einen Buffer für wenige 
Nanosekunden überlasten?
Im Datenblatt ist ein Peakstrom nicht angegeben, so wie ich es von 
diversen Mosfets her kenne.

Warum ich frage? Ganz allein wegen dem günstigen Preis (1/5) der Buffer 
im Vergleich zu einem richtigen Mosfettreiber wie den TPS2829.

Gruß
Johannes

von soso... (Gast)


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Karls Q. schrieb:
> Die Frage ist: Kann man guten Gewissens, einen Buffer für wenige
> Nanosekunden überlasten?
> Im Datenblatt ist ein Peakstrom nicht angegeben, so wie ich es von
> diversen Mosfets her kenne.

Praktisch wird es schon gehen. Sauber ist es nicht. Will heißen: Für 
Bastelprojekt ok, aber für ein Serienprodukt wird dir hier im Forum 
keiner Absolution erteilen können. Nur der Hersteller.

Das Problem liegt woanders: Die Buffer sind recht hochohmig, um die 50 
Ohm oder so. Das heißt, die liefern den Strom gar nicht.

Ein Gatetreiber hat <1 Ohm Ausgangswiderstand, da musst du schon eine 
Menge Buffer parallelschalten, um die gleichen Werte zu erreichen.

Ob das Sinn ergibt, hängt davon ab, welchen MOSFET du betreiben willst.

von Falk B. (falk)


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Karls Q. schrieb:

> ich hatte vor einiger Zeit gefragt, wie es aussieht, einen Buffer als
> Mosfettreiber in Parallelbetrieb zu benutzen.
> Beitrag "dual Buffer (parallel) als Mosfettreiber"

Kann man machen.

> Jetzt ist meine Frage, wie es mit dem Strom aussieht, den so ein Buffer
> treiben kann. Die Maximumratings sagen 50mA Continuous Output pro Buffer
> als Source und Sink. Ich nutze zwei parallel, also 100mA max.

Reicht doch.

> Kontinuierlich möchte ich aber keinen Strom entnehmen, sondern Peak
> 185mA für wenige Nanosekunden. (25nS über Maximumratigs und 40nS über
> Recommended)

Problemlos.

> Die Frage ist: Kann man guten Gewissens, einen Buffer für wenige
> Nanosekunden überlasten?

Ja!

> Im Datenblatt ist ein Peakstrom nicht angegeben, so wie ich es von
> diversen Mosfets her kenne.

Ist auch nebensächlich, die MOSFETs schützen sich kurzfristig selber 
durch ihre Kennlinie, da kommt nicht unendlich Strom raus. Das gilt für 
kleine Logikgatter ebenso wie für große Treiber.

Schau dir mal die SOA von üblichen MOSFETs an, die können kurzzeitig 
DEUTLICH mehr Strom und Leistung schalten als im Dauerbetrieb.

https://www.mikrocontroller.net/articles/FET#SOA_Diagramm

von Michael B. (laberkopp)


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Karls Q. schrieb:
> Die Frage ist: Kann man guten Gewissens, einen Buffer für wenige
> Nanosekunden überlasten?

Jeder CMOS-Ausgang wird beim Umschalten datenblatttechnisch gesehen 
überlastet, denn er muss die Eingangskapazität der angeschlossenen 
Eingänge umladen, dabei fliesst so viel Strom wie irgend möglich. 
Normalerweise muss er nur 100pF umladen, so ein Gate hat aber 1nF oder 
mehr.

Da CMOS Ausgänge aus MOSFETs bestehen, haben sie eine intrinsische 
Strombegrenzung durch Abschnürung, und auch wenn der Chip auf Dauer die 
entstehende Wärme nicht aushalten würde, die kurzen Umladeeffekte 
verkraftet er. Milliardenfach.

Relevant ist, daß der Strom auch kommen kann, also die Stromversorgung 
niederimpedant genug ist. Das macht der übliche (100nF) 
Abblockkondensator. Nun hast du das MOSFET-Gate mit 1nF oder mehr. Es 
kann also notwendig sein, bessere Abblockkondensatoren zu spendieren.

Erst wenn man ganz oft schaltet so daß die Verluistleistung am internen 
CMOS-Ausgang-MOSFET relevant wird, bekommt man vielleicht ein Problem.

von Karls Q. (karlsquell)


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Ich finde es echt klasse, wenn man nicht nur eine Ja/Nein Antwort 
bekommt, sondern auch noch das Warum /Wieso dazu.

Ich werde mir noch die Spannung am Abblockkondensator anschauen und 
entsprechend handeln.

Das Puls-Pauseverhältnis mit 5µS-On zu 4000µS-Off lässt keine merkliche 
Wärme  entstehen. Und wirklich Strom fließt ja nur in den paar 
Nanosekunden beim Umladen.

Danke für die Antworten!

Gruß
Johannes

von Tobias P. (hubertus)


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noch eine kleine Bemerkung zu deinen Zeitangaben

Karls Q. schrieb:
> 5µS


Karls Q. schrieb:
> 4000µS


<Korinthenkackermode>
eigentlich sind Zeiten ja in Sekunden, und nicht in Siemens. Also 
kleines s als Einheitenzeichen: 5µs.
Die Amerikaner machen das auch immer mit dem grossen S, kein Mensch 
weiss warum!
</Korinthenkackermode>

von Harald W. (wilhelms)


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Tobias P. schrieb:

> Die Amerikaner machen das auch immer mit dem grossen S, kein Mensch
> weiss warum!

Doch, ich weiss. Die Amerikaner kennen keinen Siemens. Schliesslich
ist das ja kein Amerikaner und alle grossen Erfindungen der Neuzeit
wie z.B. auch der erste Motorflug wurden von Amerikanern gemacht!
:-)
Die Amerikaner messen den Leitwert in "Mho".

von Karls Q. (karlsquell)


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Tobias P. schrieb:
> eigentlich sind Zeiten ja in Sekunden, und nicht in Siemens.

Ich geb dir Recht und es sieht auch schon befremdlich aus. Ich gelobe 
Besserung!

Nachtrag:
Ich habe nach Mho gesuch und bin in Wikipedia fündig geworden. Der Text 
hat mich heute Morgen erstaml zum Lachen gebracht:

Mho ist eine veraltete Bezeichnung für die Einheit Siemens, die 
Bezeichnung geht auf William Thomson zurück.[2] Die Bezeichnung Mho (Ohm 
rückwärts gelesen) und das Symbol ℧ (ein kopfstehendes großes Omega) 
drücken aus, dass es sich um den Kehrwert der Einheit Ohm handelt. 
Verwendet wurden sie bis in die 1930er Jahre, in den USA im Bereich der 
Elektronik informell auch weiterhin.
(Quelle: Wikipedia)

: Bearbeitet durch User
von Tobias P. (hubertus)


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Karls Q. schrieb:
> Nachtrag:
> Ich habe nach Mho gesuch und bin in Wikipedia fündig geworden. Der Text
> hat mich heute Morgen erstaml zum Lachen gebracht:

Karls Q. schrieb:
> Verwendet wurden sie bis in die 1930er Jahre, in den USA im Bereich der
> Elektronik informell auch weiterhin.

das passt zu den USA. Sie sind ja, nebst Myanmar und Liberia, die 
einzigen, die das metrische System noch nicht kennen, da verwundert es 
auch nicht, das sie sonderbare Eiheiten wie Mho benutzen. Den Käse sieht 
man heute noch manchmal in Datenblättern.

Hier noch was erbauliches zu den Masseinheiten.

https://www.zmescience.com/other/map-of-countries-officially-not-using-the-metric-system/

von Falk B. (falk)


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Tobias P. schrieb:

> Hier noch was erbauliches zu den Masseinheiten.
>
> 
https://www.zmescience.com/other/map-of-countries-officially-not-using-the-metric-system/

Mag ja alles ein, aber auch dieser Unsinn und vieles andere mehr haben 
God's own country nicht davon abgehalten, eine Weltmacht zu werden.

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