Guten Tag, ich versuche gerade ein bisschen zu verstehen wie ein FET arbeitet. Dabei bin ich jetzt bei der VGS(th) hängengeblieben. Kann man vereinfacht sagen, das ist die Spannung die ich am Gate anlegen muss damit der FET schaltet? In Datenblättern findet man oft zusätzliche Angaben à la: VGSth (ID = -250 μA; VDS = VGS; Tj = 25 °C) min:-0.75 typ:-1 max:-1.25 V Gegen meine Annahme spricht ja schonmal dass das negative Spannungen sind... Ich finde das alles gerade sehr verwirrend, da man FETs ja auch mit "normaler", positiver Spannung schalen kann. Da muss dann doch der Bezugspunkt ein anderer sein wie GND? Was bedeutet in der obigen Datenblatt-Angabe VDS=VGS Das Schaltsymbol enthält oft noch eine Diode zwischen Drain und Source, gibts die echt? Und wie kommts, dass sich der Strom da nicht an dem geschlossenen FET vorbeimogelt? Fragen über Fragen...
:
Verschoben durch Moderator
Gibts da nicht was vom "Elektronik Kompendium"? Oder FETs für Dummies? Also ehrlich, einfach mal nachlesen sollte heute kein Problem darstellen.
Anfänger schrieb: > Dabei bin ich jetzt bei der VGS(th) hängengeblieben. > Kann man vereinfacht sagen, das ist die Spannung die ich am Gate anlegen > muss damit der FET schaltet? Nein. VGS(th) ist die Spannung, ab welcher der Transistor so gerade eben ein bisschen zu leiten beginnt. MOSFET sind jedoch keine digitalen Schalter! Deine Ausführung zu positiver und negativer Spannung kann ich nicht nachvollziehen. Da hast du irgend etwas völlig missverstanden. Möglicherweise hast du die "absolute maximum ratings" mit den funktionalen Parametern verwechselt. > Was bedeutet in der obigen Datenblatt-Angabe VDS=VGS Das ist eine Bedingung für einen Test, in diesem Fall muss die Spannung zwischen D und S gleich hoch der Spannung zwischen G und S sein. > Das Schaltsymbol enthält oft noch eine Diode zwischen Drain und Source, > gibts die echt? Ja, die ist als Seiteneffekt vom Aufbau des Transistor immer vorhanden. > Und wie kommts, dass sich der Strom da nicht an dem > geschlossenen FET vorbeimogelt? Falsche Annahme. Wenn Spannung in Flussrichtung der Diode anlegst, dann fließst auch ein Strom (wie bei jeder normalen Diode). Les das: http://stefanfrings.de/transistoren/index.html
Cyblord -. schrieb: > Oder FETs für Dummies? Unfassbar: gibt's tatsächlich: https://www.dummies.com/article/technology/electronics/general-electronics/field-effect-transistors-141372/
> Oder FETs für Dummies?
Gibt es:
Dieter Nührmann
Titel: Isolierschicht- und Sperrschicht-FETs
ISBN: 3772321216 (ISBN-13: 9783772321214)
Aber hey, kostet ja Geld. Sowas geht ja nun gar nicht.
Olaf
Stephan schrieb: >> Oder FETs für Dummies? > Unfassbar: gibt's tatsächlich Oha, diese Seite zeit Bilder von JFET, hat sie aber als MOSFET beschriftet. Und darunter im Text steht noch, dass man zwischen diesen Typen unterscheiden muss. Sieht so aus, als sei die Seite von ChatGPT erzeugt worden, der erlaubt sich solche Klopper häufig.
Der Vollständigkeit halber sollte noch erwähnt werden, dass es selbstleitende und selbstsperrende FETs gibt. Auch wenn inzwischen für Schaltanwendungen fast nur noch Isolierschicht-FETs (MOSFETs) genutzt werden, gibt es für Sonderanwendungen die anderen Typen immer noch. Dann gibt es noch den Unterschied, ob das Gate durch eine Isolierschicht vom Kanal getrennt ist oder ob es sich (bei J-FETs) um eine in Sperrrichtung betriebene Diode handelt. Was die Diode zwischen Drain und Source betrifft, ist diese durch den inneren Aufbau bedingt. Bei normalem Betrieb ist diese gesperrt. Sie wird (bei N-FETs) erst leitend, wenn die Drainspannung unter das Source-Potential sinkt oder bei P-FETs wenn die Drain-Spannung über das Source-Potential steigt. Es gibt für Sonderanwendungen auch MOSFETs ohne diese Diodenwirkung, bei denen der Kanal in beiden Richtungen von Strom durchflossen werden kann. Diese erkennt man daran, dass zusätzlich ein "Bulk"-Anschluss vorhanden ist. Die Drain-Source-Strecke wird dann durch die Spannung zwischen Gate und Bulk gesteuert. Dann dürfen die Spannungen an Drain und Source bei N-FETs nicht unter das Bulk-Potential sinken, denn die aufbaubedingte innere Diode ist auch hier noch vorhanden, nur ist der Bulk-Anschluss der eine Pol dieser Diode.
> Diese erkennt man daran, dass zusätzlich ein "Bulk"-Anschluss vorhanden > ist. Kannst du irgendeinen FET benennen der dies hat und der sagen wir mal nach 2000 erschienen ist? Ich kenne die nur als hoerensagen von meinem Opa. Vermutlich noch in einer Metalldose mit 4Beinen. Olaf
Anfänger schrieb: > Dabei bin ich jetzt bei der VGS(th) hängengeblieben. > Kann man vereinfacht sagen, das ist die Spannung die ich am Gate anlegen > muss damit der FET schaltet? Nein. Allein schon deswegen, weil ein MOSFET kein Schalter ist! > In Datenblättern findet man oft zusätzliche Angaben à la: > > VGSth (ID = -250 μA; VDS = VGS; Tj = 25 °C) min:-0.75 typ:-1 max:-1.25 V Ich weiß ja nicht was du mit dem MOSFET vorhast, aber für die meisten Leute gilt ein MOSFET, der gerade mal 250µA (0.25mA) fließen läßt, nicht als eingeschaltet. Daß die nötige Steuerspannung dabei Bauteilstreuungen um ca. 25% unterliegt, kommt noch dazu (0.75 .. 1.25V kann man auch als 1.0V±25% schreiben) > Gegen meine Annahme spricht ja schonmal dass das negative Spannungen > sind... Nein. Das belegt nur deine Ahnungslosigkeit. Offensichtlich ist das aus dem Datenblatt einen p-Kanal MOSFET. Und da sind Spannungen (und Ströme) negativ, weil die Richtung so definiert ist. So ist z.B. I_D der Strom, der in den Drain-Anschluß hinein fließt. Und V_GS ist die Spannung von Gate nach Source. > Was bedeutet in der obigen Datenblatt-Angabe VDS=VGS Das bedeutet, daß die Spannung zwischen Drain und Source genau so groß ist wie die Spannung zwischen Gate und Source. Vulgo: daß Drain und Gate für die Messung verbunden sind. > Das Schaltsymbol enthält oft noch eine Diode zwischen Drain und Source, > gibts die echt? Und wie kommts, dass sich der Strom da nicht an dem > geschlossenen FET vorbeimogelt? Diese Diode gibt es tatsächlich. Und zwar bei allen MOSFET mit nur 3 Anschlüssen, vollkommen egal ob eingezeichnet oder nicht. Ein MOSFET hat eigentlich 4 Anschlüsse, aber 2 davon (Bulk und Source) werden meist kurzgeschlossen (schon bei der Herstellung des Chips). Integrierte MOSFET, z.B. in CMOS-IC haben aber in der Regel 4 Anschlüsse.
Angehängte Dateien:
-
arduino.png
39 KB
Allen Anderen möchte ich danken, dass Sie selbst auf so "dumme" Fragen antworten. Und auch herzlichen Dank für die Lesetipps! Eigentlich wollte ich den USB 5V - normal 5V Umschaltteil vom Arduino Mega verstehen (siehe Bild und https://content.arduino.cc/assets/MEGA2560_Rev3e_sch.pdf)
Anfänger schrieb: > Das Schaltsymbol enthält oft noch eine Diode zwischen Drain und Source, > gibts die echt? Und wie kommts, dass sich der Strom da nicht an dem > geschlossenen FET vorbeimogelt? Das tut er nicht, da diese parasitäre Diode in Sperrichtung zur Schaltrichtung geschalten ist. (Sie sollte aber nicht als Freilaufdiode verwendet werden, dafür ist sie in der Regel nicht ausgelegt, da sie eben nur parasitär wirkt. Ohne diese Diode ist dem Mosfet die Stromrichtung des Schaltkanals egal, mit wird diese auf eine zulässige reduziert. Prinzipiell musst du erstmal eines Verinnerlichen: Spannungen bezeichnen nur Potentialunterschiede, sie sind nicht absolut zu verstehen. Das Vorzeichen definiert den Unterschied bezüglich der gewählten Referenzspannung. Soviel Dazu. (Beispiel ein Spannungsanschluss eines PC Laufwerkes: 4 Leitungen, 3 Farben. Spannungen Schwarz: 0V (2x), Rot 5V und Gelb 12V. Man kann damit aber neben 5 und 12V auch Geräte mit 7V Spannungsbedarf betreiben. Das kannst du mit einem Multimeter problemlos nachmessen) Weiters gibt es per Definition 4 verschiedene Mosfets, wobei nicht alle in der Praxis gleich relevant sind, was unterschiedliche Gründe hat. Es gibt zuerst einmal 2 Typen von Mosfets: selbst leitende und selbst sperrende (in der häufigsten Anwendung nimmt man selbst sperrende). Daneben gibt es solche mit einer p-Leitung und solche mit n- Leitung. Die P-leitfähigen Transistoren sind langsamer und haben höhere Verlustleistungen als ihre n- kanaligen Pendants. Deshalb ist es so, dass man insbesondere bei Brückenschaltungen gern die gleichen n Kanal Transistoren einsetzt und die dann nötige höhere Gatespannung des einen mit speziellen Treiber ICs bereitstellt. Aber das geht jetzt zu weit, falls es dich interessiert: der Google Begriff, welcher dich weiterbringt ist bootstrap.
olaf schrieb: > Aber hey, kostet ja Geld. Sowas geht ja nun gar nicht. Für Nührmanns Werke eher nicht. Anfänger schrieb: > das ist die Spannung die ich am Gate anlegen muss damit der FET schaltet Nein, das ist die Spannung unterhalb derer er sicher SPERRT. Dann kommt erst mal der lineare Bereich und erst beim doppelten kann man sagen dass er durchgeschaltet ist, so viel Strom leiten kann wie im Datenblatt steht. Suche die UGS Spannung bei der ein RDSon angegeben wird (oft 10, 4.5 oder 2.7V), da ist der MOSFET garantiert EINgeschaltet.
Anfänger schrieb: > ich versuche gerade ein bisschen zu verstehen wie ein FET arbeitet. > > Fragen über Fragen... Es ist dir vielleicht noch nicht aufgefallen, aber auf der mikrocontroller.net Seite gibt es nicht nur die Foren, sondern auch eine Artikelsammlung die für Anfänger interessant sein kann. https://www.mikrocontroller.net/articles/Hauptseite https://www.mikrocontroller.net/articles/FET
Anfänger schrieb: > ich versuche gerade ein bisschen zu verstehen wie ein FET arbeitet. EIN Fet? Es gibt ganz verschiedene. Guck dir ganz einfach mal die Diagramme an, die in den meisten Manuals zu handelsüblichen Fet's enthalten sind. Feldeffekt-Transistoren sind keine Schalter, sondern analoge Bauteile, man kann sie ganz grob als invertierende Verstärker ansehen. Zum Schalten braucht man sie bloß an ihrem Eingang (Gate) zu übersteuern, sodaß sie in eine der beiden Endlagen gehen: komplett gesperrt bis auf den Leckstrom oder komplett durchgesteuert bis auf den Restwiderstand. W.S.
Christian B. schrieb: > Sie sollte aber nicht als Freilaufdiode verwendet werden, dafür ist sie > in der Regel nicht ausgelegt, da sie eben nur parasitär wirkt. Es gibt durchaus Mosfet, bei denen diese Bulk-Diode sehr gut spezifiziert und als Freilaufdiode geeignet ist. Trotzdem wäre es in einer Brückenschaltung (nur dort kann diese Diode überhaupt als Freilaufdiode wirken) sinnnvoll, den entsprechenden parallele liegenden Mosfet-Kanal niederohmig zu schalten. Christian B. schrieb: > Ohne diese Diode ist dem Mosfet die Stromrichtung des Schaltkanals egal, > mit wird diese auf eine zulässige reduziert. Das wird z.B. beim Verpolschutz ausgenutzt: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/39-Verpolschutz Dort leitet zuerst die Bulk-Diode, die dann vom gleich darauf leitenden Mosfet überbrückt wird.
:
Bearbeitet durch Moderator
Hmmm, da sind ja noch ein paar Antworten - darunter auch weiterführende (zum Teil für mich schon zu weit...) reingekommen. Leider kapiere ich die Arduino-Schaltung immer noch nicht so ganz. Wenn VIN anliegt dann sperrt der FET. Nehmen wir mal an, USBVCC wäre größer +5V. Ja, ich weiss: sehr unrealistisch, aber hier gehts mir ums Verständnis. Ich sehe die Bezeichnungen nur als Platzhalter für V1 und V2. Dann könnte doch über die parasitäre Diode Strom fliessen? Heisst das diese Schlatung funktioniert nur unter der Annahme dass USBVCC immer kleiner oder gleich +5V ist? Was passiert wenn VIN zu klein wird?
Lothar M. schrieb: > Dort leitet zuerst die Bulk-Diode, die dann vom gleich darauf leitenden > Mosfet überbrückt wird. In manchen Anwendungen ist es störend, dass dann die Strecke in beiden Richtungen leitend ist. Als reiner Verpolschutz ok, zur Verhinderung von Rückströmen (aus einem geladenen Kondensator) ist es nicht geeignet, das ist der Unterschied zur normalen Diode. Kein Rückstrom war leider immer wieder eine OEM-Forderung bei KFZ-Steuergeräten aus m.E. nicht wirklich nachvollziehbaren Gründen. Zumal ja die ISO-Tests auch eine langsam abfallende Versorgung beinhalten, die alle Steuergeräte erfüllen müssen und der Energieinhalt bei einem 1000µF-Kondensator nicht besonders hoch ist. Selbst wenn solch große Cs in mehreren Steuergeräten verbaut sind und dann in dem Fall parallel wirken.
Beitrag #7329796 wurde von einem Moderator gelöscht.
Anfänger schrieb: > Leider kapiere ich die Arduino-Schaltung immer noch nicht so ganz. Die Schaltung ist ja auch Bullshit. Der Schaltpunkt V_IN >= 6.6V ist nicht sonderlich clever gewählt. Eine Hysterese fehlt auch. Die Dropspannung eines xx1117 kann durchaus (bei niedrigem Strom) so gering wie 1.1V werden. D.h. schon für 6.1V V_IN liefert er stabile +5V aus der 5V Schiene und versorgt so den evtl. an USB steckenden USB-Host über den durchgeschalteten MOSFET rückwärts. Weit besser wäre ein direkter Vergleich der internen +5V mit V_USB, wie es z.B. der RaspberryPi macht. Siehe den Beitrag "Erklärung Schaltung" > Nehmen wir mal an, USBVCC wäre größer +5V > Dann könnte doch über die parasitäre Diode Strom fliessen? > Heisst das diese Schlatung funktioniert nur unter der Annahme dass > USBVCC immer kleiner oder gleich +5V ist? Dazu müßte V_USB schon größer als 5.6V sein, was ungewöhnlich wäre. Aber in dieser Richtung (Host -> Target) ist das unproblematisch. Der USB-Port ist ja dafür ausgelegt, Strom zu liefern. Und im Fall des Falles auch abzuschalten. Die Gegenrichtung ist das Problem.
Angehängte Dateien:
Berti schrieb im Beitrag #7329796: > Das > bedeutet, dass das Gate in der Regel auf eine niedrigere Spannung als > die Drain-Source-Strecke gelegt wird, um den FET in den durchgesteuerten > Zustand zu bringen. Das trifft aber nur für p-Channel MOSFETs zu. Bbei n-Channel-Typen muss das Gate positiver sein, als das Substrat- Glaube mir!
> Für Nührmanns Werke eher nicht.
Kennst du das Buch oder willst du besserwissen? Weil das ist IMHO
nicht schlecht.
Olaf
Berti schrieb im Beitrag #7329796: > VGS(th) ist tatsächlich die Spannung, die am Gate angelegt werden muss, > damit der FET in den durchgesteuerten Zustand (on-state) übergeht und > Strom durch die Drain-Source-Strecke fließen kann. In der Regel wird die > VGS(th) in den Datenblättern als negative Spannung angegeben, da das > Gate des FETs gegenüber dem Source-Drain-Kreis polarisiert ist. Das > bedeutet, dass das Gate in der Regel auf eine niedrigere Spannung als > die Drain-Source-Strecke gelegt wird, um den FET in den durchgesteuerten > Zustand zu bringen. Kaa schrieb: > Das trifft aber nur für p-Channel MOSFETs zu. Nein, Bertis Irrweg ist viel schlimmer: Er hält vermutlich JFET für die hier angesprochenen FETs. Und liegt in allem voll daneben da es um MOSFETs geht.
olaf schrieb: > Aber hey, kostet ja Geld. Sowas geht ja nun gar nicht. Na ja ... https://archive.org/details/nurhman-d.-elektronika-latwiejsza-niz-przypuszczasz-uklady/mode/1up
Anfänger schrieb: > Leider kapiere ich die Arduino-Schaltung immer noch nicht so ganz. Wenn du mit MOSFETs noch nie zu tun hattest, würde ich auch nicht ausgerechnet mit dieser etwas speziellen Schaltung anfangen. Normal hat man es zu 99% mit N-Kanal MOSFETs zu tun, das hier ist ein P-Kanal MOSFET. Und dann ist er auch noch andersrum eingebaut als üblich. > Wenn VIN anliegt dann sperrt der FET. Nehmen wir mal an, USBVCC wäre > größer +5V. Ja, ich weiss: sehr unrealistisch, aber hier gehts mir ums > Verständnis. Ich sehe die Bezeichnungen nur als Platzhalter für V1 und > V2. > Dann könnte doch über die parasitäre Diode Strom fliessen? > Heisst das diese Schlatung funktioniert nur unter der Annahme dass > USBVCC immer kleiner oder gleich +5V ist? Ja, diese Annahme ist im wesentlichen richtig, wobei die Diode aber nur dann leiten würde, wenn USBVCC deutlich größer als +5V ist (Schwellspannung der Diode). Wenn also aufgrund von Toleranzen USBVCC minimal höher ist als die vom Arduino erzeugten +5V, wird noch nichts passieren. > Was passiert wenn VIN zu klein wird? Der Fall ist nicht wirklich sauber abgedeckt, man geht offensichtlich davon aus, dass VIN innerhalb der spezifizierten 7 ... 12 V anliegt oder aber keine Spannung anliegt, sprich Netzteil angesteckt oder eben nicht angesteckt.
:
Bearbeitet durch User
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.