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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.

Vielen Dank schonmal im Vorraus!

» 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

Gut Nacht

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

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

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

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

Wohl er, wann der MOSFT dicke Backen macht.

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» 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.
Aber es löste bei mir die Frage auf: „Was ist denn überhaupt ein Parameter?“
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)

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,
»
» 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.
»
»
» Vielen Dank schonmal im Vorraus!
»
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»

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

» 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.

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.

» U = R*I
» RDS sinkt, IDS steigt => U ... tut dann wieder nichts... !? Da ist dann
» wieder mein ursprünglicher Wurm drin

Wenn dein Fet allein an einer Spannungsquelle hängt, ist es so.
Dann steigt natürlich nur der Strom.
Er verhält sich wie ein stellbarer Widerstand.

» » » » » » » » » » » » Es würde mir wahrscheinlich ein Licht aufgehen, wenn
» der Strom konstant wäre. In diesem Fall würde mit erhöhter Leitfähigkeit
» auch eine verringerte DS-Spannung einhergehen. Aber der Strom nimmt doch
» zu, was doch der Sinn des Fets ist, oder bin ich jetzt komplett bescheuert
» ?

Vielleicht entsteht hier ein Missverhältnis aus der einfachen Funktion der MOSFET
Und der Erkenntnis die aus dem Kenlinienfeld gewonnen werden soll.
Aus deiner Grafik verstehe ich gar nicht um was es geht.
(Was sagt die X- , und was die Y-Achse aus.)
PS.
Mit den Kennlinienfeldern bin ich auch nicht so vertraut.
Vielleicht reden wir aneinander vorbei.

U = R*I
RDS sinkt, IDS steigt => U ... tut dann wieder nichts... !? Da ist dann wieder mein ursprünglicher Wurm drin

» Aber der DS-Strom steigt doch, und darum geht's doch überhaupt !?

Ganz genau! Was macht dann die Spannung demzufolge?

» » » » » » » » » » » Es würde mir wahrscheinlich ein Licht aufgehen, wenn der Strom konstant wäre. In diesem Fall würde mit erhöhter Leitfähigkeit auch eine verringerte DS-Spannung einhergehen. Aber der Strom nimmt doch zu, was doch der Sinn des Fets ist, oder bin ich jetzt komplett bescheuert ?