Faustformel für Gatekapazität in Bezug auf Schaltfrequenz?

[René (Gast)]

Hallo Leute,

Gibt es soetwas wie eine Faustformel, wie groß eine Gatekapazität eines 
MOSFET maximal sein darf, wenn er bei einer Frequenz von X kHz (z.B. 
30/50/80/100kHz) betrieben werden soll?

Interessante FETs mit niedrigen Widerstandswerten haben schnell 
100(++)nC und sind dann vermutlich eher weniger gut für hohe Frequenzen 
geeignet. - Da komme ich dann auch nicht so sehr weit mit dem FOM Wert 
:/

[Dietrich L. (dietrichl)]

René schrieb:
> Gibt es soetwas wie eine Faustformel, wie groß eine Gatekapazität eines
> MOSFET maximal sein darf, wenn er bei einer Frequenz von X kHz (z.B.
> 30/50/80/100kHz) betrieben werden soll?

So einfach kann es das nicht geben, denn in die Rechnung geht ja noch 
der Strom ein, der in das Gate gepumpt wird.

[Hartmut . (rio71)]

dazu hab ich in meinen Gedanken-txt diese infos abgelegt..

===== mosfet-schaltzeiten für smps =====
500 khz = 2 µs ; 20 ns @ 1 % ; 40 ns @ 2 % ;
250 khz = 4 µs ; 40 ns @ 1 % ; 80 ns @ 2 % ;
125 khz = 8 µs ; 80 ns @ 1 % ; 160 ns @ 2 % ;
100 khz = 10 µs ; 100 ns @ 1 % ; 200 ns @ 2 % ;
50 khz = 20 µs ; 200 ns @ 1 % ; 400 ns @ 2 % ;
25 khz = 40 µs ; 400 ns @ 1 % ; 800 ns @ 2 % ;
Normalerweise strebt man ja - zuallermindest bei hart schaltenden 
Topologien - Schaltzeiten deutlich (!!!) unter 1/20 der Periodendauer 
an...
besser in Richtung 1/100 (um Schaltverluste bei den EIN und AUS 
Schaltvorgängen "den linearen Bereich schnell durchwandernd" möglichst 
gering zu halten).

C = I * t ; -----> I = C / t = 215 nAs / 100 ns = 2,15 A ; 215 nAs = 43 
nC x 5 stück ;
Formel 250 nC : 500 nS = 0,5 Ampere mosfet-treiber strom
IgateMAX = fMAX x Qg = 115 kHz x 17 nC = 2 mA ; 115000 x 0,000000017 = 
0,001955 A ; TC110501ECT ;
"Mit der Faustformel 1nH/mm und 2 * 50 mm bist du bei 100nH, und wenn du 
dann 300A in 100ns schalten willst, hast du schon auf den Zuleitungen 
einen Spannungsabfall von 300V !"

[Elektrofan (Gast)]

> Gibt es soetwas wie eine Faustformel, wie groß eine Gatekapazität
> eines MOSFET maximal sein darf, wenn er bei einer Frequenz
> von X kHz (z.B. 30/50/80/100kHz) betrieben werden soll?

Die hätte wenig (bzw. eher keinen) Sinn.
Die ganze Schaltung "drumherum" geht doch mit ein!

Man muss doch für die Anwendung zuerst den (bei Parallelschaltung die)
FET(s) bestimmen, die man braucht!
Dann mauss man halt zusehen, wie man deren Ansteuerung vernünftig
hinbekommt; die (gesamte) Gate-Kapazität ist dann bereits gegeben.

[dim (Gast)]

Elektrofan schrieb:
> Man muss doch für die Anwendung zuerst den (bei Parallelschaltung die)
> FET(s) bestimmen, die man braucht!

Ja, sowas dachte ich mir auch schon. (Hätte es beinah geschrieben.)
Es kommt auf die Anwendung an: U_i/o, I_i/o --> mögl. Topologien,
es folgt zu schaltender Strom, Frequenz, ... und all das geht aus
normalerweise nicht veränderbaren Umständen der Anwendung hervor.


Wie fast immer, wenn jemand nach so etwas sucht, kann man einfach
nur auf konkrete_Umstände verweisen (bzw. das nötige Grundwissen,
aus selbigen alles benötigte ableiten zu können).  :-/


> Dann muss man halt zusehen, wie man deren Ansteuerung vernünftig
> hinbekommt; die (gesamte) Gate-Kapazität ist dann bereits gegeben.

Genau das, mittels Werten von evtl. auch älteren bzw "etablierten" 
Standardteilen, ist das Minimum für eine brauchbare Abschätzung.

Und zur Optimierung dann weiters nach modernstmöglichen Fets mit
bestmöglicher FOM (Figure of Merit) suchen, um erstgenannte evtl.
möglichst zu erleichtern, indem man letztgenannte weitestmöglich
minimiert. Erst an dieser Stelle "bringt" die FOM etwas, klar.