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olit(R)

E-Mail

Berlin,
05.12.2017,
22:50

@ Flip

Ausgangskennlinienfeld FET

» Auf der x-Achse ist die Drain-Source Spannung aufgetragen. Auf der y-Achse
» der Drainstrom. Mein Fehler, das nicht mit aufs Bild zu nehmen.
» Die ursprüngliche Frage war jetzt, warum für fallende Werte für Ugs( die
» Werte die an den Kennlinien dran stehen) größere Werte für Uds auf der
» Arbeitsgeraden Zustandekommen.

Auszug aus dem Beitrag des Ling:

“Zwischen Source- und Drain-Anschluss befindet sich nun ein n-leitender Kanal.
Die Leitfähigkeit dieses Kanals lässt sich durch die Gatespannung UGS steuern.
Die Vergrößerung der positiven Gatespannung führt zu einer Anreicherung des Kanals mit Elektronen. Der Kanal wird leitfähiger. Die Verringerung der positiven Gatespannung führt zu einer Verarmung des Kanals mit Elektronen. Der Kanal wird weniger leitfähig.“

Daraus geht hervor: Mit geringerer Gatespannung sind weniger freie Elektronen verfügbar. Damit ist, wenn alle verfügbaren Elektronen in Bewegung sind, Schluss.
Du kannst die Drainspannung erhöhen wie du willst! Es sind einfach keine weiteren Elektronen verfügbar um den Strom zu erhöhen. Der bleibt konstand.

highech

E-Mail

05.12.2017,
23:22

@ Flip

Ausgangskennlinienfeld FET

» Hallo,
»
» Wir haben dieses Kennlinienfeld für einen Mosfet aufgenommen. Ich verstehe
» nun nicht ganz, warum die maximale Drain-Source-Spannung die erreicht wird,
» mit sinkender Gatespannung größer wird. Müsste das Verhalten nicht anders
» herum sein? Und warum bricht die Linie überhaupt ab?
» Kann man mir auf die Sprünge helfen ? Hab wohl irgendwo nen Denkfehler.:-P
»
»
» Vielen Dank schonmal im Vorraus!
»
»
»

Hallo Flip,

Deine Denkfehler ist, dass Ursache und Wirkung von Dir vertauscht werden.

Also: Das Ausgangskennlinienfeld stellt den Zusammenhang zwischen Drainstrom und der Spannung Drain-Source dar mit der Spannung Gate-Source als Parameter.
Oder mathematisch ID = f(UDS) für UGS = constant

Was heißt das? Man legt an zwischen Gate und Source eine konstante !! Spannung und misst dann Drainstrom als Funktion der Drain-Source-Spannung.

Beispiel: Zwischen Gate und Source legt man eine Spannung von z.B. 2,38 V , die nicht verändert wird!! Dann beginnt man die Spannung zwischen Drain und Source kontinuierlich (von Null beginnend) zu erhöhen. Mann erkennt, dass ID anfänglich stetig ansteigt, bis er ab einer bestimmten Stell sich (fast) nicht meht ändert, also in die Sättigung kommt.
Genau so wird dieses Ausgangskennlinienfeld ermittelt. Dein Denkfehler war, dass UGS die Variable ist. Das ist falsch. UGS ist der PARAMETER!!
Allerdings kann UGS auch einmal die Variable sein. Beispielsweise um die Steilheit zu ermitteln. Das kannst Du in Deinem Kennlinienfeld mal probieren. Die Steilheit ist definiert als Delta ID / Delta UGS für den Fall, dass UDS konstant ist.

Beispiel: Dort wo z.B. UDS irgend ein konstanter !! Wert hat, (senkrechte Linie im Kennlinienfeld ziehen). Dann bei den Schnittpunkten UGS 1 = 2,38 V und UGS 2 = 2,25 V die dazugehörigen Drainströme ablesen, indem links auf die ID-Achse gelotet wird. Dann bildest Du den Quotienten aus Delta ID / Delta UGS und erhälst die Steilhei in mA/V.

Alles klar? Prima!

Gruß von hightech

Flip

05.12.2017,
23:41

@ highech

Ausgangskennlinienfeld FET

Sehr ausführliche Antwort, vielen Dank!
Hab's nun sehr viel besser verstanden, wie man die Kennlinie zu Papier bringt. Kann man aus der Arbeitsgeraden die man durch die Kennlinien erhält, eigentlich noch den Arbeitswiderstand bestimmen?

olit(R)

E-Mail

Berlin,
05.12.2017,
23:49

@ highech

OT. Parameter: ein gebräuchliches Wort.

»
» Hallo Flip,
»
» Deine Denkfehler ist, dass Ursache und Wirkung von Dir vertauscht werden.
»
» Also: Das Ausgangskennlinienfeld stellt den Zusammenhang zwischen
» Drainstrom und der Spannung Drain-Source dar mit der Spannung Gate-Source
» als Parameter.
» Oder mathematisch ID = f(UDS) für UGS = constant
»
Gut erklärt. :ok:
Aber es löste bei mir die Frage auf: „Was ist denn überhaupt ein Parameter?“ :lookaround:
Aus deiner Erklärung konnte ich schon einen Schluss ziehen.
Um mich zu vergewissern, schaute ich bei den Griechen nach. Quatsch das ist übertrieben. Aber Wikipedia untermauerte es. :-)

https://de.wikipedia.org/wiki/Parameter_(Mathematik)

olit(R)

E-Mail

Berlin,
06.12.2017,
00:13

@ Flip

Ausgangskennlinienfeld FET

» Kann man aus der Arbeitsgeraden die man durch die Kennlinien
» erhält, eigentlich noch den Arbeitswiderstand bestimmen?

Wohl er, wann der MOSFT dicke Backen macht. :-P :-D

Steffen

06.12.2017,
00:48

@ olit

Ausgangskennlinienfeld FET

» » Kann man aus der Arbeitsgeraden die man durch die Kennlinien
» » erhält, eigentlich noch den Arbeitswiderstand bestimmen?
»
» Wohl er, wann der MOSFT dicke Backen macht. :-P :-D

Ich seh keine Gerade (kann grad auch andere Ursachen haben):-D
Zusammenhänge seh ich auch nicht mehr.
Anfangs gings um Ugs und Uds....
Gut Nacht

olit(R)

E-Mail

Berlin,
06.12.2017,
01:04

@ Steffen

Ausgangskennlinienfeld FET

» » » Kann man aus der Arbeitsgeraden die man durch die Kennlinien
» » » erhält, eigentlich noch den Arbeitswiderstand bestimmen?
» »
» » Wohl er, wann der MOSFT dicke Backen macht. :-P :-D
»
» Ich seh keine Gerade.

Von oben links nach unten rechts. Eine gestrichelte Linie.
U*I = P
Da ist P der Parameter. (Seine maximale Verlustleistung)
Parameter in sofern, weil Umgebungstemperaturabhängig.

Flip

06.12.2017,
03:10

@ Steffen

Ausgangskennlinienfeld FET

Gut Nacht

hightech

E-Mail

06.12.2017,
18:43

@ Flip

Ausgangskennlinienfeld FET

» Sehr ausführliche Antwort, vielen Dank!
» Hab's nun sehr viel besser verstanden, wie man die Kennlinie zu Papier
» bringt. Kann man aus der Arbeitsgeraden die man durch die Kennlinien
» erhält, eigentlich noch den Arbeitswiderstand bestimmen?

Hallo Flip,
zu Deiner Frage: "Kann man aus der Arbeitsgeraden den Arbeitswiderstand ermitteln?"

Klare Antwort: Ja!
Wie kommt man darauf?

Um das zu verstehen geht es leider nicht ohne die Mathematik.
Betrachte (gedanklich) den Ausgangskeis des FET, bestehend aus Arbeitswiderstand (auch Drainwiderstand genannt), dem FET und der Betriebsspannung UB.
Der Maschenumlauf des Ausgangskreises liefert:

URA + UDS = UB
da URA = ID*RA eingesetzt in obige Gleichung

ID*RA + UDS = UB

diese Gleichung nach ID umgestellt, also ID = f(UDS)

ID = - UDS/RA + UB/RA

das ist die Gleichung einer Geraden, der so genannten Arbeitsgeraden, entsprechend Y = a*X + b

mit a = - 1/RA und b = UB/RA

das bedeutet, aus der Steigung der Arbeitsgeraden lässt sich der Arbeitswiderstand RA ermitteln.

Übrigens lassen sich die Schnittpunkte der Arbeitsgeraden mit der ID-Achse bzw. der UDS-Achse leicht ermtteln, indem einmal ID Null gesetzt wird ( dann erhält man die max. Spannung UDS,max, also die Betriebsspannung) und einmal UDS Null gesetzt wird (dann erhält man den max. Stom ID,max).

Gruß von hightech