Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum MOSFET Spannungsmessfehler ohne Last?


von Pa N. (panic)


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Hallo,

ich habe ein Verständnisproblem bei MOSFETs (inkl. Freilaufdiode).

Ausgangssituation:
Gate 0V,
Drain 12V,
Source "floating" keine Last

Ein Messung mit dem Multimeter an Source gegen GND zeigt mir ca. 6V. 
Warum?

Schalte ich das MOSFET durch, messe ich die erwarteten 12V.
Hänge ich einen Lastwiderstand (10k) an Source gegen GND, messe ich die 
erwarteten Spannungen 0V (Gate "low") bzw. 12V (Gate "high").

Ist hier die hohe Impedanz des Multimeters (ohne Last) das Problem?

: Bearbeitet durch User
von H. H. (Gast)


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Pa N. schrieb:


> Ist hier die hohe Impedanz des Multimeters (ohne Last) das Problem?

Nein, das hier:
> Source "floating" keine Last

Die Spannung zwischen Gate und Source bestimmt den Kanalwiderstand.

Für gewöhnlich kommt die Last an Drain.

von pasta schuta massenvernichter (Gast)


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Pa N. schrieb:
> MOSFETs (inkl. Freilaufdiode)

Was bedeutet das überhaupt?

Mosfets haben eine sog. Bodydiode (ergibt sich bei der Herstellung
"von allein", liegt antiparallel zum (geschalteten) Kanal, weswegen
Mosfets "rückwärts" auch ausgeschaltet Strom führen können).


Eine Freilaufdiode benutzt man beim Schalten einer stark induktiven
Last (Relais(spule) oder Magnetventil, Speicherdrossel, Trafo...), um
beim Wegschalten der Spannungsquelle die sog. Selbstinduktion in form
eines Spannungsstoßes auf die Flußspannung jener Diode zu begrenzen.

(Es werden teils auch Snubber (RC Kombi), Diode + R, (Diode +) Z-Diode
etc. verwendet, je nach induktiver Last/genauem Zweck.)


Die Mosfet-Bodydiode wäre (außer bei Halb- oder Voll-Brücken, wo die
des gegenüberliegenden Mosfets als solche fungieren kann) für diesen
Zweck - also als Freilaufdiode - falsch_positioniert ...


Davon erst mal unabhängig:

H. H. schrieb:
> Für gewöhnlich kommt die Last an Drain.

Das ist relativ häufig eine mögliche (und dann sehr einfache) Lösung.
Sie funktioniert immer dann, wenn es der Last egal ist/sein kann, ob
nun ihr (+) Pol oder ihre GND Verbindung geschaltet wird.

Pa N. schrieb:
> Ausgangssituation:
> Gate 0V,
> Drain 12V,
> Source "floating" keine Last

Bei Mosfets zählt die Spannung U_GS (= zwischen Drain und Source).

Du scheinst "N-Channel Highside" (also die Last mit einer Seite fest
an GND/0V, mit der anderen an Source des N-Ch Mosfet, und (+), den
positiven Pol der Versorgung, mit dem Mosfet bei Bedarf geschaltet)
geplant/gebaut zu haben - das erklärte Deine Meßergebnisse.

Um N-Ch Highside auch bei Last durchzuschalten, bräuchtest Du eine
(wie viel reichen könnte wäre abhängig vom genauen Laststrom) etwas
höhere Zusatzspannung, also ein Potential oberhalb Deiner geplanten
Last-/Betriebsspannung,

um das durch die Last "hochsteigende" Source-Potential auszugleichen
(= trotzdem ausr. hohe U_GS zum Durchschalten/Durchgeschaltetbleiben 
bereitstellen zu können).

Oder potentialgetrennte (mit Source Potential "mitfloaten könnende")
Ansteuerung.

Oder Du benutzt statt des N-Ch Mosfet einen P-Ch, den könnte man ganz
problemlos "Highside" setzen.


Was überhaupt möglich wäre, sowie was hier "angebracht" (Aufwand zu
Nutzen Verhältnis) sein könnte oder nicht, und diverse andere Infos,
sind weitestgehend im Nebel...


Weil Du weder angabst, um welche Art Last es sich handele, noch
deren elektrische Daten nanntest, auch nicht angabst, welcher genaue
Mosfet da im Spiel wäre (oder sogar was Du alternativ in der Kiste
hättest), ist außer ganz allgemeinen Tipps nichts drin.

(Deshalb war wohl auch Hinz recht wortkarg: Es fehlen halt Infos, um
wirklich zielgerichtet helfen zu können.)

Weitere allgemeine Tipps (so lange genaue Anwendung recht unklar):

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


(P.S.:
Ein Schaltplan, und sei es nur das Foto einer Bleistiftskizze, wäre
auch sehr viel eindeutiger und klarer gewesen als die Beschreibung.
Vielleicht wäre darauf sogar die Last bezeichnet gewesen... ;-)

von Forist (Gast)


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Pa N. schrieb:
> Ein Messung mit dem Multimeter an Source gegen GND zeigt mir ca. 6V.
> Warum?

Leckstrom der Body Diode?

von Wolfgang (Gast)


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Pa N. schrieb:
> Ein Messung mit dem Multimeter an Source gegen GND zeigt mir ca. 6V.
> Warum?

Leckstrom der Body Diode?

von Jester (Gast)


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Pa N. schrieb:
> Ein Messung mit dem Multimeter an Source gegen GND zeigt mir ca. 6V.
> Warum?

Leckstrom des Kanals / subthreshold leakage current?

von Jester (Gast)


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pasta schuta massenvernichter schrieb:
> Ein Schaltplan, und sei es nur das Foto einer Bleistiftskizze, wäre
> auch sehr viel eindeutiger und klarer gewesen als die Beschreibung.
> Vielleicht wäre darauf sogar die Last bezeichnet gewesen...

Ein Schaltplan mit EINEM Bauteil? COOOOOOOOL!

von Udo S. (urschmitt)


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Wie schön, dass noch nicht mal gesagt wurde ob es ein N oder P Kanal 
Mosfet ist.
Ansonsten: Ein Anschluss offen, also undefiniertes Potential. Es stellt 
sich die Spannung ein die der Widerstandsteiler zwischen 
Messgeräteinnenwiderstand und Kanalwiderstand (parallel zu Bodydiode mit 
Leckstrom) ergibt.

Die Messung so ist völlig unsinnig.

Erst Grundlagen, dann basteln und messen.

: Bearbeitet durch User
von Pa N. (panic)


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Danke für die vielen konstruktiven Hinweise.

Wie vermutet ist die Kombination von hohem Kanalwiderstand und Impedanz 
des MM und der sich dadurch ergebende Spannungsteiler der Grund für 
entsprechende (unsinnige) Messergebnisse.

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