Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik P-Kanal Mosfet bringt einem zum verzweifeln.


von Nico N. (niket02)


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Hallo zusammen,

ich habe eine Frage ob jemand mit folgendem P-Kanal Mosfet schon 
Erfahrungen gesammtelt hat:
https://datasheet.lcsc.com/lcsc/1912111437_SINO-IC-SE40P20B_C396091.pdf

Ich möcht diesen aufgrund der hohen DS-Spannung und des hohen 
Drain-Strom´s gerne zum Schalten von 12V-24V Lasten verwenden.

Ich habe mir nun ein Board anfertigen lassen das nach angehängter Skizze 
aufgebaut ist.

Ich habe schon alle möglichen Schaltungsvarianten versucht jedoch ist 
der Mosfet so quasi "dauerleitend" obwohl er ein "selbstsperrender" 
Mosfet sein sollte.

Lege ich an Source eine Spannung von z.B. 12V an und verbaue zwischen 
Drain und GND eine Last (z.B. 1A sprich 12W) habe ich das Problem das 
der Mosfet selbst bei Us = Ug immer noch "teilweise" leitet (meistens 
ist Ud = Us-0,5V).

Ich habe schon versucht z.B. die "Last" nicht zw. Drain und GND sondern 
zw. Vcc und Source zu hängen etc. leider bringt dies alles keinen 
Erfolg.

Leider bin ich aktuell an einem Punkt angelangt wo ich nicht mehr weiter 
weiß und ich nicht darauf komme was ich alles noch machen kann.

Ich hoffe das es nur ein sehr banaler Fehler ist den ich einfach gerade 
übersehe.

Kleine Mehr-Info:
An U2.1 habe ich zusätzlich noch einen 10k-Widerstand gegen GND verbaut 
das die Drain auch bei abgeschlossener Last auf GND gezogen wird.

Viele Grüße,

Nico

von H. H. (Gast)


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Zeig deinen Aufbau.

von Nico N. (niket02)


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H. H. schrieb:
> Zeig deinen Aufbau.

Aufbau ist genau nach der Schaltung.
Habe mir eine Platine machen lassen + bestücken lassen habe alle 
Verbindungen auch nochmal durchgemessen und es stimmen alle 
Verbindungen.
Alle Widerstandswerte wurden auch gegen-gemessen diese stimmen auch 
alle.
Den Mosfet habe ich schon 2x getauscht um einen Bauteildefekt 
ausschließen zu können

VG,
Nico

von H. H. (Gast)


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Nico N. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Zeig deinen Aufbau.
>
> Aufbau ist genau nach der Schaltung.

Dann eben viel Spaß noch.

von interrupt (Gast)


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warum Board und nicht erst mal Steckbrett ?

von Nico N. (niket02)


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interrupt schrieb:
> warum Board und nicht erst mal Steckbrett ?

Ich habe mir ein Board anfertigen lassen da ich mehrere verschiedene 
Schaltungen zusammen testen wollte.
Hierbei bot sich an das man diese Schaltungen alle auf ein PCB 
kombiniert und gleich vorbestücken lässt.
Aktuell hänge ich jedoch bei dieser Schaltung fest und komme eben hier 
nicht weiter.

von interrupt (Gast)


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dann bau sie doch erst mal auf einem Steckbrett auf.

von Nico N. (niket02)


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interrupt schrieb:
> dann bau sie doch erst mal auf einem Steckbrett auf.

Ich habe diese eine Schaltung schon auf einem Steckbrett aufgebaut kam 
jedoch zum gleichen Ergebnis. Habe am Stecktbrett auch mit verschiedenen 
Widerstandswerten etc. rumprobiert leider auch ohne Erfolg. Da es hier 
nicht weiter zu-gehen schien bin ich dann wieder auf die PCB-Variante 
umgestiegen.

von Xerxes (Gast)


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Du hast sicher einen Fehler im Aufbau.
Ist der Mosfet korrekt gepolt ?
Wo steht die Pinbelegung im DB? Kann ich grad nicht finden. Hast du die 
Pinbelegung gecheckt ?

Zeig doch mal den Aufbau oder ist der wieder einmal streng geheim ?

von Christian M. (christian_m280)


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R1 zu klein, R2 unnötig, R3 und R4 zu gross, Aufbau entspricht NICHT dem 
Schaltplan, wurde Dir schon gesagt! Aber wenn Du es besser weisst, wieso 
fragst Du dann hier? Lastkreis kopfüber gezeichnet. Direkt einen Print 
bei dem Unwissen? Ist halt cool...

Gruss Chregu

von Moorhuhn (Gast)


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Nico N. schrieb:
> Ich habe schon alle möglichen Schaltungsvarianten versucht jedoch ist
> der Mosfet so quasi "dauerleitend" obwohl er ein "selbstsperrender"
> Mosfet sein sollte.
>
> Lege ich an Source eine Spannung von z.B. 12V an und verbaue zwischen
> Drain und GND eine Last (z.B. 1A sprich 12W) habe ich das Problem das
> der Mosfet selbst bei Us = Ug immer noch "teilweise" leitet (meistens
> ist Ud = Us-0,5V).

Meine Glaskugel sagt, daß der MOSFET mit vertauschten Drain und Source 
Anschlüssen eingebaut ist, und die 0,5V die Forwardspannung der 
Bodydiode darstellt.

von (prx) A. K. (prx)


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Moorhuhn schrieb:
> Meine Glaskugel sagt, daß der MOSFET mit vertauschten Drain und Source
> Anschlüssen eingebaut ist

Was bei TO-252 garnicht so einfach ist, sofern der Hersteller das Teil 
nicht am 1. April entworfen hat und absichtlich das Pinout im Datasheet 
wegliess.

: Bearbeitet durch User
von Nico N. (niket02)


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Xerxes schrieb:
> Du hast sicher einen Fehler im Aufbau.
> Ist der Mosfet korrekt gepolt ?
> Wo steht die Pinbelegung im DB? Kann ich grad nicht finden. Hast du die
> Pinbelegung gecheckt ?
>
> Zeig doch mal den Aufbau oder ist der wieder einmal streng geheim ?

Hey Xerxes,
ich könnte dir momentan nur den PCB-Aufbau zeigen da der 
Steckbrett-Aufbau wieder abgebaut ist.
Hier ist es jedoch so das die Bauteilbezeichnungen nicht zu dem 
Angehängten Schaltbild passen. Dies liegt daran das ich speziell diese 
Schaltung in einem neuen Schaltbild angelegt habe um alles möglichst 
nachvolziehbar zu gestalten.
Projekt ist natürlich nicht Geheim. Ich meine ich will über ein 5V 
Signal (später mal kommend von µc) einen Mosfet schalten lassen, ich 
denke das es hier nicht viel "Geheimes" Material gibt.

Pin-Belegung habe ich auch nicht gefunden im DB jedoch hat mir mein 
EDA-Tool eine geliefert.

Meine Vermutung ist ehrlich gesagt das die vom EDA-Tool gelieferte 
Pin-Belegung nicht stimmt. Jedoch habe ich z.B. wenn ich G und S 
vertausche fast die selben Ergebnisse erziehlt nur das statt den 
V-Last-0,5V dann V-Last-1,5V angekommen sind. Ergab für mich dann auch 
nicht sonderlich viel Sinn.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

So wie die Sache jetzt nun mal steht, ist es notwendig methodisch 
vorzugehen.

Die Schaltung an sich wird funktionieren, auch wenn sie noch ein paar 
kleine Schönheitsfehler hat. Deiner Fehlerbeschreibung nach ist dort 
aller Wahrscheinlich ein N-Kanal MOSFET eingebaut.

Um das nachprüfen zu können, messe die Drain Source Pins im 
ausgeschalteten unverbunden Zustand mit einem DMM in Dioden Meß Modus. 
Wenn die positive Meßstrippe am SOURCE anliegt, dann darf beim DRAIN Pin 
kein Durchgang sein. In umgekehrter Richtung, müßte das DMM eine 
niedrige Spannung unter 1V anzeigen.

Sollten sich diese Werte in umgekehrter Polarität darstellen, dann ist 
aller Wahrscheinlichkeit nach ein N-Kanal MOSFET eingebaut und irgendwer 
hat irgendwo einen Fehler in der Beschaffung gebaut.

Läßt sich die Typenbezeichnung und Pinout vom Transistor einwandfrei 
identifizieren? Auch prüfe anhand des Datenblatts ob der PINOUT des 
Transistors dem Deiner Schaltung entspricht.

Das nächste Problem ist, daß der MOSFET bei 24V aller Wahrscheinlichkeit 
wegen der begrenzten GATE-SOURCE Sperrspannung durchschlagen wird, wenn 
da keine 12V Schutz Zener Diode mit Cathode auf SOURCE parallel zum 10K 
Widerstand eingebaut wird um die GS-Spannung gleichgültig von der 
Versorgungsspannung immer unter 20V zu halten.

Zweitens ist der 220 Ohm zum GATE vom Treibertransistor unzweckmäßig. 
Erhöhe den Wert auf mindestens 3.3K. Den 10K zwischen GS erhöhe auf 
mindestens 220K um den Spannungsabfall am 3.3K minimal zu halten. Vergiß 
nicht die 12V, 0.5W Zener Diode noch parallel anzupappen(:-)) wenn Du 
mit mehr wie 12V schalten willst.

Dann ist der 220 Ohm Basiswiderstand am NPN viel zu klein. Erhöhe den 
Wert auf mindestens 5-10K. Den 10K zwischen BE erhöhe auf >33K oder 
lasse ihn ganz weg.

Tue mal all das und dann berichte. Viel Erfolg bei der Diagnosis.

Gerhard

von Dieter (Gast)


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@Nico:
Bei 24V geht Dir übrigens bei Deiner Schaltung der Mosfet kaputt. Auch 
bei bestimmten Lasten und Verbraucherleitungslängen geht Dir bereits bei 
12V der Mosfet kaputt.

von Jens G. (jensig)


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Nico N. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Zeig deinen Aufbau.
>
> Aufbau ist genau nach der Schaltung.
> Habe mir eine Platine machen lassen + bestücken lassen habe alle
> Verbindungen auch nochmal durchgemessen und es stimmen alle
> Verbindungen.
> Alle Widerstandswerte wurden auch gegen-gemessen diese stimmen auch
> alle.
> Den Mosfet habe ich schon 2x getauscht um einen Bauteildefekt
> ausschließen zu können
>
> VG,
> Nico

Gut, wenn Du so unfehlbar bist, und alles ja seine Richtigkeit hat, ist 
ja alles ok. Warum fragst Du dann hier ...?

von Nico N. (niket02)


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Christian M. schrieb:
> R1 zu klein, R2 unnötig, R3 und R4 zu gross, Aufbau entspricht NICHT dem
> Schaltplan, wurde Dir schon gesagt! Aber wenn Du es besser weisst, wieso
> fragst Du dann hier? Lastkreis kopfüber gezeichnet. Direkt einen Print
> bei dem Unwissen? Ist halt cool...
>
> Gruss Chregu

R1 ist der Basis-Vorwiderstand. Dieser wurde entsprechend dem DB des 
S9013 gewählt und dieser hat sich bisher bei anderen Schaltungen immer 
behauptet.
R2 ist ein Pull-Down Widerstand. Dieser ist nicht unnötig sondern wird 
benötigt wenn der Taster an U1 geöffnet ist um an der Basis des 
Transistors eine definierte "0" zu erzeugen.

R3 wurde von mir relativ klein ausgesucht da ein Mosfet ja über eine 
vorhandene Spannung schaltet und nicht über Strom. Somit wäre der 
einzige Strom der evtl. über R3 fließt von GND-Q1-R3-R4-U2.2

R4 erfüllt für mich den zweck eines Pull-Up Widerstands. Üblicherweiße 
befindet sich so ein Pull-Up um den 10k - Ohm bereich.
Sollten hier für Mosfet´s andere Werte üblich sein so lass ich mich 
gerne eines besseren belehren.

Doch mein Aufbau (Steckbrett sowie PCB) entspricht dem gezeichneten 
Schaltplan. Alle Verbindungen etc. wurden geprüft.

Das der Lastkreis kopfüber gezeichntet wurde ist dem geschulet das 
ansonsten bei U2 unnötige Verzeweigungen nötig gewesen wären.

von (prx) A. K. (prx)


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Nico N. schrieb:
> Pin-Belegung habe ich auch nicht gefunden im DB jedoch hat mir mein
> EDA-Tool eine geliefert.

Schön für dich. Aber trotzdem kann niemand hier kontrollieren, ob du 
das, was du richtig gemacht hast, auch richtig gemacht hast. Und darum 
gehts ja.

von Nico N. (niket02)


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Moorhuhn schrieb:
> Nico N. schrieb:
>> Ich habe schon alle möglichen Schaltungsvarianten versucht jedoch ist
>> der Mosfet so quasi "dauerleitend" obwohl er ein "selbstsperrender"
>> Mosfet sein sollte.
>>
>> Lege ich an Source eine Spannung von z.B. 12V an und verbaue zwischen
>> Drain und GND eine Last (z.B. 1A sprich 12W) habe ich das Problem das
>> der Mosfet selbst bei Us = Ug immer noch "teilweise" leitet (meistens
>> ist Ud = Us-0,5V).
>
> Meine Glaskugel sagt, daß der MOSFET mit vertauschten Drain und Source
> Anschlüssen eingebaut ist, und die 0,5V die Forwardspannung der
> Bodydiode darstellt.

Auf selbiges bin ich auch schon gekommen. Hier habe ich dann vermutet 
das die Pin-Belegung die das EDA-Programm liefert nicht stimmt. Jedoch 
bin ich bei Vertauschung der Anschlüsse (D&S) dann auf 1,5V 
Spannungsabfall gekommen was mich dann leider noch mehr verwirrte

von Nico N. (niket02)


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(prx) A. K. schrieb:
> Moorhuhn schrieb:
>> Meine Glaskugel sagt, daß der MOSFET mit vertauschten Drain und Source
>> Anschlüssen eingebaut ist
>
> Was bei TO-252 garnicht so einfach ist, sofern der Hersteller das Teil
> nicht am 1. April entworfen hat und absichtlich das Pinout im Datasheet
> wegliess.

So habe ich auch zuerst gedacht jedoch habe ich eher die vermutung das 
das EDA-Programm die falsche Pin-Belegung liefert und es sich dann nur 
um FF handelt.

von Georg M. (g_m)


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von Nico N. (niket02)


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Gerhard O. schrieb:
> Moin,
>
> So wie die Sache jetzt nun mal steht, ist es notwendig methodisch
> vorzugehen.
>
> Die Schaltung an sich wird funktionieren, auch wenn sie noch ein paar
> kleine Schönheitsfehler hat. Deiner Fehlerbeschreibung nach ist dort
> aller Wahrscheinlich ein N-Kanal MOSFET eingebaut.
>
> Um das nachprüfen zu können, messe die Drain Source Pins im
> ausgeschalteten unverbunden Zustand mit einem DMM in Dioden Meß Modus.
> Wenn die positive Meßstrippe am SOURCE anliegt, dann darf beim DRAIN Pin
> kein Durchgang sein. In umgekehrter Richtung, müßte das DMM eine
> niedrige Spannung unter 1V anzeigen.
>
> Sollten sich diese Werte in umgekehrter Polarität darstellen, dann ist
> aller Wahrscheinlichkeit nach ein N-Kanal MOSFET eingebaut und irgendwer
> hat irgendwo einen Fehler in der Beschaffung gebaut.
>
> Läßt sich die Typenbezeichnung und Pinout vom Transistor einwandfrei
> identifizieren? Auch prüfe anhand des Datenblatts ob der PINOUT des
> Transistors dem Deiner Schaltung entspricht.
>
> Das nächste Problem ist, daß der MOSFET bei 24V aller Wahrscheinlichkeit
> wegen der begrenzten GATE-SOURCE Sperrspannung durchschlagen wird, wenn
> da keine 12V Schutz Zener Diode mit Cathode auf SOURCE parallel zum 10K
> Widerstand eingebaut wird um die GS-Spannung gleichgültig von der
> Versorgungsspannung immer unter 20V zu halten.
>
> Zweitens ist der 220 Ohm zum GATE vom Treibertransistor unzweckmäßig.
> Erhöhe den Wert auf mindestens 3.3K. Den 10K zwischen GS erhöhe auf
> mindestens 220K um den Spannungsabfall am 3.3K minimal zu halten. Vergiß
> nicht die 12V, 0.5W Zener Diode noch parallel anzupappen(:-)) wenn Du
> mit mehr wie 12V schalten willst.
>
> Dann ist der 220 Ohm Basiswiderstand am NPN viel zu klein. Erhöhe den
> Wert auf mindestens 5-10K. Den 10K zwischen BE erhöhe auf >33K oder
> lasse ihn ganz weg.
>
> Tue mal all das und dann berichte. Viel Erfolg bei der Diagnosis.
>
> Gerhard


Hey Gerhard,
danke für deine sehr umfangreiche Antwort!
Ich werde alles was du gesagt hast auf jeden Fall nochmal auf dem 
Steckboard probieren.
Geb dann rückmeldung.

Gruß

von Nico N. (niket02)


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Dieter schrieb:
> @Nico:
> Bei 24V geht Dir übrigens bei Deiner Schaltung der Mosfet kaputt. Auch
> bei bestimmten Lasten und Verbraucherleitungslängen geht Dir bereits bei
> 12V der Mosfet kaputt.

Das mit 24V hab ich jetzt auch erst realisiert wäre aber in naher 
Zukunft kein Problem geworden da ich momentan nur 12V Lasten schalte.
Diese sind auch auf max. 20W begrenzt.
Aber danke für den Hinweis.

von Nico N. (niket02)


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Georg M. schrieb:
> TO-252 MOSFET
> http://www.wellida.com/UploadFiles/2019520141457354.jpg

Das ist gerade ein richtig guter Tipp gewesen. Hier wäre dann das Pinout 
dass das EDA-Tool liefert falsch. Denn das EDA-Tool hätte Pin 2 zu 
Source gemacht und Pin 3 zur Drain.

Ich überprüfe das ganze mal und gebe gleich mal Rückmeldung. Hierfür 
muss ich mal kurz ein bischen löten.

Gruß,
Nico

von Jens G. (jensig)


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Nico N. schrieb:
> Das der Lastkreis kopfüber gezeichntet wurde ist dem geschulet das
> ansonsten bei U2 unnötige Verzeweigungen nötig gewesen wären.

U2 kann man auch spiegeln ...

von Nico N. (niket02)


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Nico N. schrieb:
> Georg M. schrieb:
>> TO-252 MOSFET
>> http://www.wellida.com/UploadFiles/2019520141457354.jpg
>
> Das ist gerade ein richtig guter Tipp gewesen. Hier wäre dann das Pinout
> dass das EDA-Tool liefert falsch. Denn das EDA-Tool hätte Pin 2 zu
> Source gemacht und Pin 3 zur Drain.
>
> Ich überprüfe das ganze mal und gebe gleich mal Rückmeldung. Hierfür
> muss ich mal kurz ein bischen löten.
>
> Gruß,
> Nico

Ich muss mich bedanken bei dir Georg!!!!!
Hier hat das EDA-Tool tatsächlich einen Fehler vom Pinout drinnen.

Über meine Ausenbeschaltung die sich dann an dem falschen Pinout 
orientiert hat habe ich dann nicht Source und Gate mit R4 verbunden 
sondern Drain und Gate.

Danke dir für deine Hilfe!
Allen anderen auch danke für sehr viele Hilfreiche Tipp´s!

von Jens G. (jensig)


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Nico N. schrieb:
> Meine Vermutung ist ehrlich gesagt das die vom EDA-Tool gelieferte
> Pin-Belegung nicht stimmt. Jedoch habe ich z.B. wenn ich G und S

...

> Das ist gerade ein richtig guter Tipp gewesen. Hier wäre dann das Pinout
> dass das EDA-Tool liefert falsch. Denn das EDA-Tool hätte Pin 2 zu
> Source gemacht und Pin 3 zur Drain.

Wenn die Bilder, die Du da angehängt hast, von diesem EDA-Tool stammen, 
dann sind die richtig.

Beitrag #6982365 wurde vom Autor gelöscht.
von Nico N. (niket02)


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Jens G. schrieb:
> Nico N. schrieb:
>> Meine Vermutung ist ehrlich gesagt das die vom EDA-Tool gelieferte
>> Pin-Belegung nicht stimmt. Jedoch habe ich z.B. wenn ich G und S
>
> ...
>
>> Das ist gerade ein richtig guter Tipp gewesen. Hier wäre dann das Pinout
>> dass das EDA-Tool liefert falsch. Denn das EDA-Tool hätte Pin 2 zu
>> Source gemacht und Pin 3 zur Drain.
>
> Wenn die Bilder, die Du da angehängt hast, von diesem EDA-Tool stammen,
> dann sind die richtig.

Ich hab dem Wurm gerade gefunden.
Das Schaltbild was für die Schaltpläne genutzt wird stimmt noch überein. 
Schaut man sich dann jedoch den PCB-Footprint an sieht man das hier 
Drain und Source vertauscht wurde.
D.h. die Schaltung verhält sich jetzt so als hätte ich Drain&Source in 
meiner Schaltung vertauscht.

Habe das jetzt mal an den Entwickler des EDA-Tool´s weitergegeben

von H. H. (Gast)


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Nico N. schrieb:
> Ich hab dem Wurm gerade gefunden.

Jeder hier hätte den auf einem Foto deines Aufbaus sofort gesehen.

von Dieter H. (kyblord)


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Christian M. schrieb:
> R1 zu klein, R2 unnötig, R3 und R4 zu gross, Aufbau entspricht
> NICHT dem
> Schaltplan, wurde Dir schon gesagt! Aber wenn Du es besser weisst, wieso
> fragst Du dann hier? Lastkreis kopfüber gezeichnet. Direkt einen Print
> bei dem Unwissen? Ist halt cool...
>
> Gruss Chregu

Ohne R2 ist UBE=0

von mIstA (Gast)


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Nico N. schrieb:
> Ich hoffe das es nur ein sehr banaler Fehler ist den ich
> einfach gerade übersehe.

H. H. schrieb:
> Zeig deinen Aufbau.

Nico N. schrieb:
> Aufbau ist genau nach der Schaltung.

Außer natürlich, daß sich dabei - Deiner eigenen Vermutung zufolge - ein 
banaler Fehler eingeschlichen haben könnte, den Du gerade übersiehst! - 
Zwar gäbe es hierzuforums jede Menge zusätzliche Augenpaare, die Dir 
gerne beim Schauen geholfen hätten, aber genau das hast Du ja sehr 
nachhaltig verhindert.


Xerxes schrieb:
> Zeig doch mal den Aufbau oder ist der wieder einmal streng
> geheim ?

Nico N. schrieb:
> Projekt ist natürlich nicht Geheim.

Bist Du Dir da auch so sicher, wie dabei, daß Dein Aufbau genau Deiner 
Schaltung entspricht? Denn die Vermutung von Xerxes, die Du gerade brüsk 
von Dir weist, wäre die einzige vernünftige Erklärung dafür, daß Du Dir 
nicht beim Schauen helfen läßt, obwohl Du von Anfang an selbst vermutet 
hattest, daß Du bloß eine Kleinigkeit übersiehst!


H. H. schrieb:
> Jeder hier hätte den auf einem Foto deines Aufbaus sofort
> gesehen.

Sicherlich, hat er selbst ja quasi schon in seinem Eröffnungsbeitrag 
vorausgesagt; aber das wäre doch keine ordentliche Herausforderung 
gewesen.

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