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Graf

21.11.2008,
21:27
 

µC und FET (Elektronik)

Guten Tag


Ein Mikrocontroller sollen zb eine Glühbirne (zb 12V/5W) einschalten, und das möglichst verlustfrei. Der µC-Port ist mit max. 5mA belastbar.
Ich gedenke mit diesem Port einen n-Ch FET, speziell einen BUZ111S (UDS=55V/IDS=8A/RDS(on)=0.008-Ohm), anzusteuern. (Diesen Typ habe ich zu Hauf vorrätig, deshalb möchte ich diesen verwenden.)

Meine Frage ist nun: Wie berechne ich den Widerstand zw. Port des µC und dem Gate. Wenn der Port log.1 wird soll der FET leiten, wenn der Port log.0 wird soll der FET wieder hochohmig werden.

Frage 2: Ist es eigentlich egal ob Drain oder Source an Masse liegt? Der freie Anschluß (also entweder D oder S) soll dann über die Glühlampe nach +12V gehen.

Der µC wird mit 5V oder ggf auch mit 3.3V betrieben. Ist der Port log.1, gelangen über den fraglichen Widerstand eben 5V oder 3.3V ans Gate des FET.
Der GND von µC und FET ist identisch.


Hoffe auf verständliche Antwort ;-)



Graf

x y

21.11.2008,
22:00

@ Graf

µC und FET

» BUZ111S

Ungeeignet, zu hohe Thresholdspannung.


» Meine Frage ist nun: Wie berechne ich den Widerstand zw. Port des µC und
» dem Gate.

URI


» Frage 2: Ist es eigentlich egal ob Drain oder Source an Masse liegt?

Nein.


» Der µC wird mit 5V oder ggf auch mit 3.3V betrieben.

Für 5V brauchst du Logic-Level-MOSFETs, für 3,3V Low-Logic-Level-MOSFETs.

Graf

21.11.2008,
22:08

@ x y

µC und FET

» » BUZ111S
»
» Ungeeignet, zu hohe Thresholdspannung.

Schade, da hätte ich so viele - gibt es ne Möglichkeit, den Typ doch zu verwenden?



» » Meine Frage ist nun: Wie berechne ich den Widerstand zw. Port des µC
» und
» » dem Gate.
»
» URI

Das ist mir auch klar :-(
Aber welches U? 3.3V, 5V oder 12V?
Weches I? Gatestrom oder Drainstrom oder sonstwas ?


» » Frage 2: Ist es eigentlich egal ob Drain oder Source an Masse liegt?
»
» Nein.
Klasse Antwort :-( Kommt da noch was ... ?



» » Der µC wird mit 5V oder ggf auch mit 3.3V betrieben.
»
» Für 5V brauchst du Logic-Level-MOSFETs, für 3,3V Low-Logic-Level-MOSFETs.

Bringt es was, wenn ich einen Transistor zw. µC und FET schalte?


Graf

stefan.pn

E-Mail

21.11.2008,
22:18

@ Graf

µC und FET

» » » BUZ111S
» »
» » Ungeeignet, zu hohe Thresholdspannung.
»
» Schade, da hätte ich so viele - gibt es ne Möglichkeit, den Typ doch zu
» verwenden?
»
»
»
» » » Meine Frage ist nun: Wie berechne ich den Widerstand zw. Port des µC
» » und
» » » dem Gate.
» »
» » URI
»
» Das ist mir auch klar :-(
» Aber welches U? 3.3V, 5V oder 12V?
» Weches I? Gatestrom oder Drainstrom oder sonstwas ?
»

Du musst die das Gate des FETs wie einen Kondensator vorstellen. Im Einschaltmoment stellt er also einen Kurschluss dar. Liegt der Source Anschluss auf Masse, und der µC schaltet ein, so liegen am Widerstand volle 5V an.
Bei max. 5mA macht das nach anstrengender Rechnung 1kOhm.

»
» » » Frage 2: Ist es eigentlich egal ob Drain oder Source an Masse liegt?
» »
» » Nein.
» Klasse Antwort :-( Kommt da noch was ... ?
»
»
»
» » » Der µC wird mit 5V oder ggf auch mit 3.3V betrieben.
» »
» » Für 5V brauchst du Logic-Level-MOSFETs, für 3,3V
» Low-Logic-Level-MOSFETs.
»
» Bringt es was, wenn ich einen Transistor zw. µC und FET schalte?
»
Ja, du kannst so eine Art Pegelwandlung durchführen, um so von 5V auf 12V zu kommen, und dann damit den FET schalten.

Wie "schnell" möchtest du denn schalten? (Schaltfrequenz)


lg Stefan

x y

21.11.2008,
22:23

@ Graf

µC und FET

» » » BUZ111S
» »
» » Ungeeignet, zu hohe Thresholdspannung.
»
» Schade, da hätte ich so viele - gibt es ne Möglichkeit, den Typ doch zu
» verwenden?

Naja, man könnte zumindest bei 5V Versorgung einen Spannungsverdoppler nach Villard zwischenschalten. Der Ausgang des uC muss dann toggeln um den MOSFET einzuschalten. Das gibt zwar recht flache Schaltflanken, wäre aber bei der erwähnten Glühlampe noch kein Problem.


» » » Meine Frage ist nun: Wie berechne ich den Widerstand zw. Port des µC
» » und
» » » dem Gate.
» »
» » URI
»
» Das ist mir auch klar :-(
» Aber welches U? 3.3V, 5V oder 12V?
» Weches I? Gatestrom oder Drainstrom oder sonstwas ?

Na die Spannung die dein uC rausgibt, und der Strom den sein Ausgang verträgt.


» » » Frage 2: Ist es eigentlich egal ob Drain oder Source an Masse liegt?
» »
» » Nein.
» Klasse Antwort :-( Kommt da noch was ... ?

http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0510161.htm


» » » Der µC wird mit 5V oder ggf auch mit 3.3V betrieben.
» »
» » Für 5V brauchst du Logic-Level-MOSFETs, für 3,3V
» Low-Logic-Level-MOSFETs.
»
» Bringt es was, wenn ich einen Transistor zw. µC und FET schalte?

Wenn du eine höhere Spannung zur Vefügung hast. Aber das lohnt kaum, die nötigen Teile kosten ja auch was.

Graf

21.11.2008,
22:31

@ stefan.pn

µC und FET

» » » » BUZ111S
» » »
» » » Ungeeignet, zu hohe Thresholdspannung.
» »
» » Schade, da hätte ich so viele - gibt es ne Möglichkeit, den Typ doch zu
» » verwenden?
» »
» »
» »
» » » » Meine Frage ist nun: Wie berechne ich den Widerstand zw. Port des
» µC
» » » und
» » » » dem Gate.
» » »
» » » URI
» »
» » Das ist mir auch klar :-(
» » Aber welches U? 3.3V, 5V oder 12V?
» » Weches I? Gatestrom oder Drainstrom oder sonstwas ?
» »
»
» Du musst die das Gate des FETs wie einen Kondensator vorstellen. Im
» Einschaltmoment stellt er also einen Kurschluss dar. Liegt der Source
» Anschluss auf Masse, und der µC schaltet ein, so liegen am Widerstand
» volle 5V an.
» Bei max. 5mA macht das nach anstrengender Rechnung 1kOhm.
»
» »
» » » » Frage 2: Ist es eigentlich egal ob Drain oder Source an Masse
» liegt?
» » »
» » » Nein.
» » Klasse Antwort :-( Kommt da noch was ... ?
» »
» »
» »
» » » » Der µC wird mit 5V oder ggf auch mit 3.3V betrieben.
» » »
» » » Für 5V brauchst du Logic-Level-MOSFETs, für 3,3V
» » Low-Logic-Level-MOSFETs.
» »
» » Bringt es was, wenn ich einen Transistor zw. µC und FET schalte?
» »
» Ja, du kannst so eine Art Pegelwandlung durchführen, um so von 5V auf 12V
» zu kommen, und dann damit den FET schalten.
»
» Wie "schnell" möchtest du denn schalten? (Schaltfrequenz)
»

Die Geschwdk. spielt erstmal keine Rolle - ganz langsam.

Geht das mit dem "Zwischentransistor" so ?






Graf

stefan.pn

E-Mail

21.11.2008,
22:38

@ Graf

µC und FET

Hi,

so wirds wahrscheinlich nicht gehn.
Ich würde dir einen simplen Emitterfolger empfehlen.

lg Stefan

Nephazz

21.11.2008,
23:11

@ stefan.pn

µC und FET

» so wirds wahrscheinlich nicht gehn.
warum nicht? Ich würds genauso baun.

x y

21.11.2008,
23:16

@ Nephazz

µC und FET

» » so wirds wahrscheinlich nicht gehn.
» warum nicht? Ich würds genauso baun.

So würde der MOSFET sogar einige zehntel Volt weniger als bei direktem Anschluss an den uC bekommen (B-E-Diode!), und die Ladung könnte gar nicht mehr vom Gate wegfließen.

Was geht wäre ein Pullup zwischen Gate und den +12V, und dann das Gate mittels NPN nach GND ziehen.

Nephazz

21.11.2008,
23:39

@ x y

µC und FET

» So würde der MOSFET sogar einige zehntel Volt weniger als bei direktem
» Anschluss an den uC bekommen (B-E-Diode!),
Sollten dann da nicht 12 V - 0,7 V = 11,3 V am Fet liegen?

» Was geht wäre ein Pullup zwischen Gate und den +12V, und dann das Gate
» mittels NPN nach GND ziehen.

so?

x y

22.11.2008,
00:35

@ Nephazz

µC und FET

» » So würde der MOSFET sogar einige zehntel Volt weniger als bei direktem
» » Anschluss an den uC bekommen (B-E-Diode!),
» Sollten dann da nicht 12 V - 0,7 V = 11,3 V am Fet liegen?

Nein, der Transistor fängt längst vorher an zu sperren, eben wenn das Potential am Emitter nicht mehr niedriger ist als an der Basis.


» » Was geht wäre ein Pullup zwischen Gate und den +12V, und dann das Gate
» » mittels NPN nach GND ziehen.
»
» so?
»
»

Ja.

Nephazz

22.11.2008,
01:01

@ x y

µC und FET

ach, U_BE > 0,7V, da war ja was ^^ Danke :)

Graf

22.11.2008,
07:32

@ Nephazz

µC und FET

Und wie mach ich es nun richtig ?

Graf

x y

22.11.2008,
09:52

@ Graf

µC und FET

» Und wie mach ich es nun richtig ?

So wie Nephazz das aufgezeichnet hat. Allerdings ist die Logik so andersrum als von dir ursprünglich gewünscht, also Lampe an bei '0'. Für die Widerstände nimm 5-10k Ohm, ist nicht kritisch.

Graf

22.11.2008,
10:03

@ x y

µC und FET

» » Und wie mach ich es nun richtig ?
»
» So wie Nephazz das aufgezeichnet hat. Allerdings ist die Logik so
» andersrum als von dir ursprünglich gewünscht, also Lampe an bei '0'. Für
» die Widerstände nimm 5-10k Ohm, ist nicht kritisch.



Vielen Dank!

P.S.
Die Logik ist egal, die kann man ja im µC beliebig ändern :-)


Graf

Nephazz

22.11.2008,
12:49

@ Graf

µC und FET

» » So wie Nephazz das aufgezeichnet hat. Allerdings ist die Logik so
» » andersrum als von dir ursprünglich gewünscht, also Lampe an bei '0'.

um es "richtig" herum zu machen braucht man nur den Bipo Trans und den unbenannten R vertauschen, oder?