Svenska ElektronikForumet

Jag behöver lite mer kräm ur en CMOS-krets och tänkte köra en Mosfet istället för en vanlig transistor som jag brukar. Insåg att jag inte var så vass på Mosfet...

Det handlar om att köra den som switch med max frekvens cirka 50 Hertz. Den ska leda maximalt så att jag får minimalt spänningsfall över Mosfeten som ska släppa fram 12V till förbrukaren.

Behöver man något motstånd eller diod vid dessa frekvenser? Eller klarar man sig med en Mosfet rakt på?

Det beror på. Vad är det för MOSFET, vad är det för last, var "måste" du ha MOSFET'en?

Om det är en N-kanals MOSFET så är det mycket enklare om du kan switcha GND, sk low-side istället för 12V, sk high-side. Anledningen är att en N-kanal MOSFET måste ha högre spänning på gate'n än på source för att leda ordentligt (vanligen 10-15V högre). Det finns speciella kretsar med inbyggd "spänningspump" som är avsedd för just detta men det krånglar till det avsevärt.

Du måste se MOSFET'ens gate som en kondensator. Om du vill att switchen slår till/från snabbt måste du ladda upp/ur kondensatorn snabbt. Det är inte ovanligt att drivkretsar för MOSFET kan pumpa strömmar i storleksordningen ampere in/ur gate-kapacitansen. Om du ska driva den direkt med en CMOS utgång behöver du ha ett motstånd i serie med utgången som begränsar strömmen till max vad CMOS-utgången kan leverera.

Om du måste switch höga sidan blir det som sagt lite krångligare men det går naturligtvis men det är som sagt lite bökigare.

Tack!

Det fungerar att switcha GND och alltså koppla lasten (hyfsat resitiv) mellan +matningen och transistorn.

Jag trodde att Mosfet var väldigt högohmiga på gaten och därför kunde drivas direkt från CMOS, men där hade jag alltså fel.

Behövs det inte något pull-down motstånd mellan gate och GND för att den ska slå ifrån snyggt?

Gaten har väldigt hög resistans till source och drain, men har en kapacitans som ska laddas upp innan FETen leder fullt. Ju snabbare man kan ladda up den, desto bättre. Eftersom många CMOS-kretsar kan sänka högre ström än de kan sourca så kan man lägga en resistor mot plus (dimensionerad för strömmen kretsen kan sänka). Då blir funktionen såklart reverserad, utgången aktiv så är FETen av. 50 Hz är ju dock ingen frekvens att tala om, korrekt drivning blir viktigare när frekvensen går upp (transistorförlusterna ökar med frekvensen). För mer krävande applikationer använder man en FET-drivkrets.

http://www.electronics-tutorials.ws/tra ... ran_7.html

Där har du allt grundligt förklarat.

> Jag trodde att Mosfet var väldigt högohmiga på gaten...

Och där har du helt rätt! På samma sätt som en kondensator
är "väldigt högohmig". Vid *dynamiska* förlopp ("switchning") så
uppstår dock andra fenomen än rent resistiva att ta hänsyn till...

gaten ska inte bara laddas upp och laddas ur av drivkretsen. När MOS-transistorn slår av strömmen så höjs spänningen på drain väldigt snabbt från nära noll till+12 volt. Vad som händer är att kapacitansen mellan gate och drain gör att du får en kraftig ström från drain till gaten som håller kvar gatespäningen på en hög nivå en stund. Det i sin tur gör att spänningsökningen på drain går långsammare och du får en långsam switch där transistorn avger en hel del effekt under omslaget. Ju högre ström du kan sänka på gaten desto snabbare går omslaget.

50 Hz är dock ingen hög frekvens, så beroende lite på mosfetens storlek (gatens laddningskapacitet och kapacitans) så borde det inte krävas så värst mycket. Men att driva direkt från CMOS är nog lite i svagaste laget. Det finns hög-ströms-CMOS som kan ge 24 eller 32 mA ut, dessa kan duga, om man kombinerar med ett motstånd på ca 100 ohm. Annars får du skaffa nån bättre drivkrets. Det går att göra med två transistorer också (och lite kringkomponenter).

Här är en transistorlösning som omvandlar signalen från logik-nivå (3.3 eller 5 volt) till passande gate-spänning (vanligtvis 12 volt):

Glöm inte kondensatorn C1 som ska sitta så nära som möjligt vid lasten och source-pinnen för att undvika störningar på matningsspänningen.
R5 är en "failsafe" som stänger av MOSFETen om ingången skulle vara oansluten eller om processorn går i reset.

Anders Johansson skrev:Jag trodde att Mosfet var väldigt högohmiga på gaten och därför kunde drivas direkt från CMOS, men där hade jag alltså fel.

Om du väljer en Mosfet som är konstruerad för att styras med logiknivåer så går det bra, finns varianter för både 5V och 3,3V. De brukar ofta ha ett "L" i produktnamnet.

Anders Johansson skrev:Behövs det inte något pull-down motstånd mellan gate och GND för att den ska slå ifrån snyggt?

Jag brukar lägga 100k till jord för att den inte skall ligga och flyta men det är enklast tänkbara lösning kanske inte den mest optimala för snabba omslag och liknande.

> Behövs det inte något pull-down motstånd mellan gate och GND för att den ska slå ifrån snyggt?

Främst har det med att se till att den är "stängd" då utgången som gaten är
kopplad till inte är uppsatt som utgång, t.ex under power-on eller efter en
reset av processorn (då normalt alla pinnar tillfälligt än ingångar och "flyter").

Under normal drift har det motstånden ingen direkt funktion.

Nu har ju inte Anders skrivit vad som ska driva denna MOS, inte heller vilken ström.
50 Hz är ju inte så hög frekvens så man behöver inte oroa sig så mycket för switchförlusterna.
Om det är 5 V som driver så finns det MOS som fungerar med det.

Att skrämma Anders med häftiga drivsteg när han bara ska driva XXX med 50 Hz

Protte