Für was sind MOSFET Treiber gedacht ? [Archiv] - ProgForum.com

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Für was sind MOSFET Treiber gedacht ?

Import-Script

04.08.2003, 21:36

für was sind den eigentlich MOSFET Treiber gedacht ? z.b. der von Maxim Max5048 ... sind die nur dafür da um z.B. eine Spannung von 5V in die etwas höhere Spannung von z.B. 12V oder so für die Gate-Spannung zu wandlen ? das kann man doch auch mit Operationsverstärkern oder einfachen Transistoren machen oder ?

Import-Script

04.08.2003, 23:17

a) Ein MOSFET lässt sich leistungslos steuern; Frage: Wozu Treiber??? b) leider hat das Teil Gate-Kapazitäten, die umgeladen werden wollen - und zwar kräftig. Also rein parasitär-effekt-Eliminierung mittels brachialer Bipolargewalt idR. c) such mal nach P-FETs (Kataloge). Du wirst sehen, das wird schwer, teuer, einfach zuwider. Grund: Silizium ist von Haus aus eher N-leitend. Deswegen gibt es mehr NPN statt PNP Transistoren. Früher, so vor 20-30 Jahren war das anders, da hat man mit Germanium rumgewerkelt, das war eher P-leitend. Fakt ist: In Siliziumtechnik braucht ein PNP die gut 3fache Chipfläche (Kühlprobleme mal ausser acht gelassen) - wird ergo teuer!!! Viele Komplementärendstufen (eigentlich ein PNP oben, ein NPN unten) sind deshalb "Pseudo-komplementär" aufgebaut, 2 NPNs. Um nun den oberen anzusteuern brauchts mindestens die Spannung, die am unteren abfällt plus!!! Das nennt man Bootstrap, also pseudo-Spannungserhöhung für den pseudo... Und dazu braucht´s geeignete Treiber ICs.<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0> P.S. PNP/NPN gilt dto. für P-FET, N-FET...

Import-Script

05.08.2003, 01:43

Also Andreas so ein Kauderwelsch versteht doch keiner - dazu noch grundlegende Fehler. Wo hast Du denn Dein Wissen aufgeschnappt? > a) Ein MOSFET lässt sich leistungslos steuern; Frage: Wozu Treiber??? Zur Ansteuerung (Ein-/Aus-Schalten) eines Mosfets ist zumindest die Gatekapazität (LowSide-Ansteuerung bei N-Kanal) umzuladen bzw. zu berücksichtigen. Die Energie für einen Umladevorgang ist: E_Gate=CU²/2, wobei U die Differenz der Gatespannung vorher/nacher ist. Da der Ansteuerbaustein aber aus einer Spannungsquelle gespeist wird entspricht U in der Regel der Spannung der Spannungsquelle, mal von analogen Verstärkern abgesehen. Die Energie wird für einmal EIN und einmal AUS in Wärme umgesetzt. Die Ansteuerleistung ist demnach: P=E_Gate•f Beispiel: C_Gate=1nF, U=12V, f=100kHz P=1,2mW Man braucht also wesentlich weniger als bei einem Bipolartransistor, der die gleiche Aufgabe schalten müßte. Das Dilemma ist die Schaltgeschwindigkeit: Möchte man in 20ns vom Sperrzustand in den leitenden schalten, also die Gatekapazität umladen braucht man eine Mindeststromstärke von: I=C•dU/dt Beispiel: C_Gate=1nF, dU=U=12V, dt=20ns I=0,6A Wenn man bedenkt, daß einige "große" Mosfets mit über 5nF daherkommen wird: I=3A Genau das können Mosgate-Treiber. Übrigens der allgemeinere Begriff, da auch IGBTs damit angesteuert werden können. > b) ...Also rein parasitär-effekt-Eliminierung mittels brachialer Bipolargewalt idR. "parasitär" ist die Gate-Kapazität nicht. Brachial ist da auch nix und als Treiber können genauso Mosfets eingesetzt werden. > c) such mal nach P-FETs (Kataloge). Du wirst sehen, das wird schwer, teuer, einfach zuwider. Grund: Silizium ist von Haus aus eher N-leitend. Deswegen gibt es mehr NPN statt PNP Transistoren. Früher, so vor 20-30 Jahren war das anders, da hat man mit Germanium rumgewerkelt, das war eher P-leitend. So ein Unsinn! Silizium und Germanium sind Halbleiter: 4-wertig - also intrinsisch. Ob n- oder p-leitend entscheided alleine die Diffundierung. > Fakt ist: In Siliziumtechnik braucht ein PNP die gut 3fache Chipfläche (Kühlprobleme mal ausser acht gelassen) - wird ergo teuer!!! Die drei Ausrufungszeichen machen die Aussage auch nicht richtiger. Wieso soll ein PNP die 3-fache Chipfläche brauchen? Vielmehr sind die Ladungsträger bei einem p-leitenden Halbleiter langsamer ("unbeweglicher") als bei einem sonst gleichen n-Halbleiter: Beweglichkeiten bei n-Si: 1350 cm²/Vs Beweglichkeiten bei p-Si: 480 cm²/Vs Beweglichkeiten bei n-Ge: 3900 cm²/Vs Beweglichkeiten bei p-Ge: 1900 cm²/Vs > Viele Komplementärendstufen (eigentlich ein PNP oben, ein NPN unten) sind deshalb "Pseudo-komplementär" aufgebaut, 2 NPNs. Eine Komplementär-Stufe besteht aus PNP/NPN-Transistoren. Der Begriff "komplementär" ist mir bei Datenblättern von Mosfets noch NIE untergekommen. Bitte nicht persönlich nehmen - jeder hat mal einen schlechten Tag. ;-)

Import-Script

05.08.2003, 07:58

bitte kein Streit jung's ... also das mit der Gate - Kapazität ist klar - das heißt aber auch das ich bei kleinen MOSFET's und z.B. 20kHz Ansteuerung keinen zusätzlichen MOSFET Treiber brauche da reicht der Strom was z.B. der TL494 mit 200mA (PWM - IC) mir liefert wie hast Du das mit dem Gate-Strom ganz genau gerechnet ich komme da nicht auf Deine Werte ! danke euch beiden schonmal}}

Import-Script

05.08.2003, 11:23

@SG: mag schon sein mit dem schlechten Tag, ich wollte es halt "einfach" bildlich erklären. Wenn Du jetzt vorrechnest mit ....... usw = 0,6A die man zum Umladen der Gatekapazität braucht dann sage ich: DAS ist parasitär!!! Diese Energie ist aufzubringen, weil der FET eben nicht 0pF am Gate hat, sondern 5nF, also bauartbedingter (eigentlich)nicht gewünschter Nebeneffekt; sprich parasitäre Kapazität. Was das Halbleiterbauen angeht: Da Du so gut drauf bist (anscheinend): Eine Bitte: Bau mal einen vernünftigen Transistor, am Besten ein Päärchen<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

Import-Script

06.08.2003, 20:58

habe alles verstanden mit dem rechnen ! Danke nochmal nur noch eine Frage warum haben dann die Treiber noch einen Wid. zwischen Gate und Treiber ? Damit der Strom nicht kurzzeitig zu hoch wird ???

Import-Script

07.08.2003, 00:00

welcher Strom? wenn´s leistungslos geht... Ne im Ernst, so ca. 100 Ohm sind / sollen schon drin sein um HF-Uberschwinger zu dämpfen. Ein Problem haben nämlich die "heutigen" Transistoren: Sie sind in einigen Disziplinen zuuuuu gut! Gerade bei FETs: Und jetzt möge man mir vergeben... Stell Dir mal vor, ein Schwingkreis; eine Leiterbahn (um die Ecke geroutet) - also Spule. Dazu ein Kondensator (irgendeine parasitäre Kapazität, ggf. Platinenmaterial selbst gegen 2. Seite) - macht 20, 30MHz. Schwingkreis eher mehr. Das Ganze an einem FET-Gate - also tierisch hochohmig, sprich garnicht!!! belastet. Bester KW-Empfänger Radio Eriwan und haste nicht gesehen... deshalb<img src="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/smile.gif" border=0>

Import-Script

07.08.2003, 01:49

@Andreas und Tobias 100 Ohm dürfen zuviel sein. Die Hersteller- Datenblätter geben hier meist eine Wert von 10 Ohm bis 30 Ohm vor (man kanns auch erstmal ohne probieren <IMG SRC="http://progshop.com/elektronik/diskussion/clipart/happy.gif" ALT=":-)" BORDER=0>). Das Problem ist wohl die rel. hohe Kapazität am Gate in Serie mit der Induktivität der Leitung zur Ansteuerung (deshalb möglichst kurze Verbindung wählen). Das kann dann zur (unerwünschten) hochfrequenten Oszillation (Überschwingen, Unterschwingen) sog. "ringing" führen und den Treiber unnötig belasten (ganz abgesehen vom "Lastverlauf"). Der Widerstand setzt dabei die MOSFET-Schaltzeit herab (nicht die Frequenz), was allerdings auch nicht unbedingt erwünscht sein dürfte (schließlich will man ja einen möglichst schnellen Wechsel zwischen Leiten und Sperren des MOSFET). Auch spielt die Stromversorgung des Treibers ne große Rolle. Hier muß durch geeignete Anordnung und Kapazität der Kondensatoren dafür gesorgt werden, dass die hohen Stromspitzen beim Umladen der Gate-Kapazität aufgefangen werden. Gruß Gerd

Import-Script

07.08.2003, 08:14

ich hatte mal ein Sperrwandlernetztel mit dem BUZ80 und dem UC3842 gebaut und einen Gatewiderstand von 80 Ohm bei einer Oszillatorfrequenz von 45Khz Knallte es beim Einschalten laut und es flogen teile von dem MOSFET rum - bei 30kHz oder 20 Ohm Gatewiderstand funkt. das ganze ... Gruß Tobias

Import-Script

09.08.2003, 23:16

Hallo Wie verhält sich das eigentlich, wenn eine Schottky Diode zwischen Treiber und FET-Gate liegt? (Widerst. von Gate nach Masse für definiertes Potential) Werden dadurch eventuelle Störspitzen (Ventilwirkung) von der Treiberschaltung ferngehalten? Wirken die kleine Kapazität sowie die Flussspannung ca.0,3V als Barriere? Unterdrückt die Diode Schwingneigung? Bei einem Durchbruch Drain / Gate könnte die Diode die Treiberschaltung ja schützen. Willi