Opornik w bazie tranzystora MOSFET: plusy i minusy

W dniu 2018-02-24 o 02:18, Pszemol pisze:

W/g mnie nie ma żadnego znaczenia jeśli ścieżka jest krótka i nie obawiasz się zakłóceń przenoszonych przez G-D.

W dniu 24.02.2018 o 09:40, jacek pisze:

Zależy to od MOSFET-a, a w szczególności od jego pojemności bramka-źródło. Niektóre tranzystory potrafią mieć kilka nF. Wyjście uC raczej nie lubi takich pojemnościowych obciążeń. Przy małych częstotliwościach przełączania rezystor jest teoretycznie niepotrzebny, ale jeśli jest odpowiednio małej mocy to całkiem fajnie pełni rolę bezpiecznika dla uC w przypadku sfajczenia MOSFET-a :-)

W dniu 24.02.2018 o 02:18, Pszemol pisze:

Zaprojektuj podłączenie przez rezystor a w przypadku słabego nachylenia zbocza dasz taki z zerową wartością :)

Plusem braku rezystora jest brak rezystora. Nie trzeba go kupować, montować, nie zajmuje miejsca na płytce i nie może się popsuć. Minusy są dwa: pierwszy jest taki, że ładunek zgromadzony na bramce (lub jego brak przy włączaniu tranzystora, ale to na jedno wychodzi) może być na tyle istotny, że uszkodzi driver pinu. Przełączenie tranzystora to wydatek pewnej energii w pewnym czasie, moc w impulsie może wyjść niefajna. Drugi minus to mała rezystancja w obwodzie bramki, a wyłączenie (z pominięciem rezonansowych układów sterowania) polega na tym, że energia zgromadzona w bramce musi się gdzieś rozproszyć. Idealnym drutem idealnego kondensatora nie rozładujesz, a zarówno MOSFETy jak i ich sterowniki są całkiem blisko tego ideału. No więc wyłączanie zaczynasz od naładowanego kondensatora po prawej i jego zwarcia indukcyjnością po lewej, czyli od rezonatora ćwierćfalowego... Zanim się energia wytraci, to sobie będzie oscylować w obie strony, zwiększając EMI, RFI, a w skrajnych przypadkach spowoduje wielokrotne włączenie i wyłączenie tranzystora, jeśli oscylacje będą silne akurat w okolicach V_Th. Ale do tego potrzeba silnego drivera, pin mikrokontrolera sam w sobie jest niezłym rezystorem.

Trzeci plus: jak Ci przebije MOSFET, to prąd drenu nie popłynie sobie wesoło przez bramkę wprost do struktury sterownika, tylko zostanie ograniczony do wartości wynikającej z prawa Ohma i jest szansa, że się zniszczenia na tym skończą. Dla tego ja rezystory daję.

Pozdrawiam, Piotr

użytkownik Pszemol napisał:

Bezpośrednio. Sam tranzystor wyjściowy w uC konkretnie atmega ma ok. 18-22 om w czasie załączenia.

Rzekłbym, że bywają takie, które potrafią *nie mieć* na bramce kilku nanofaradów. Głównie z azotku galu i węglika krzemu oraz drobnica z kategorii 2N7002. ;-)

Przy czym to nie jest sprawa pojemnościowego charakteru obciążania, tylko prądu w impulsie i jego czasu trwania. Jak wystarczy do rozgrzania tranzystorów sterownika powyżej temperatury dopuszczalnej lub nawet do stopienia metalizacji, to po zawodach.

Jest potrzebny przy każdej częstotliwości przełączania. Tylko czasami nie musi być zrealizowany fizycznie, bo pasożytnicza rezystancja bramki może być w zupełności wystarczająca.

Pozdrawiam, Piotr

W dniu 2018-02-24 o 11:18, Piotr Wyderski pisze:

Przypomnę początek pytania: "Wyobraźcie sobie że sterujecie tranzystorem MOSFET małej mocy"

Dalej było o sterowaniu z mikroprocesora a więc nie ze specjalnego sterownika. Wyjścia mikroprocesorów rzadko mają jakieś niesamowite wydajności i często są odporne na zwarcie do masy.

Rezystancja bramki jest chyba typowo mniejsza od rezystancji wyjścia mikroprocesora i to raczej to ograniczy. P.G.

Nie zauważyłem. To nie powinno być większego problemu.

Nie spotkałem takich o gwarantowanej odporności zwarciowej.

Pozdrawiam, Piotr

W dniu 2018-02-24 o 15:25, Piotr Wyderski pisze:

Miałem na myśli praktycznie, a nie gwarantowane. Wydajność "source" jest (chyba zawsze) słabsza od wydajności "sink"

Spojrzałem do typowych ch-k ATXmega A4U bo te używamy. Przy zasilaniu 3V3 przy zwarciu pina do GND popłynie około 32mA, a przy zasilaniu 3V popłynie trochę ponad 26mA. To przy temperaturze 25st. Jak się zacznie tym nagrzewać to prąd spada. W absolute maximum ratings jest podany prąd max pinu 25mA.

Czyli jesteśmy na granicy - według mnie wytrzyma wieczyste zwarcie jednego pinu do GND, a już na pewno przeładowanie kilku nF pojemności bramki tranzystora.

3V3 x 32mA to jest 105mW - nie jest to jakieś potężne uderzenie mocy. Tyle bez problemu w sposób ciągły wytrzymuje obudowa SOT-23.

Podobnie chyba jest jak się obejrzy ch-ki wyjściowe scalaków serii HC.

Wcale nie postuluję aby nie wstawiać opornika, chodziło mi tylko o to, że w zasadzie nie ma konieczności. P.G.

użytkownik Piotr Wyderski napisał:

Mniejsza o odporność, weź na logikę. Mosfety małej mocy mają kilka/naście pF na bramce. Kondensator przy rezonatorze ma 2x większą pojemność i jest popędzany kHz-MHz. Z ciekawości kiedyś obciążyłem wyjście generatora w uC, zatrzymał się gdzieś przy 70-90pF przy f=20MHZ.

W dniu 24.02.2018 o 02:18, Pszemol pisze:

To zależy. Jak sygnały mierzone są małe a na szynie zasilającej uC siedzą inne układy szarpiące impulsowo zasilanie, to taki rezystor + kondensator do masy może ci pozwolić na stłumienie śmieci przenikających z części cyfrowej do analogowej. Dodatkowo jeśli przewody od termistora wychodzą na zewnątrz urządzenia to musisz się liczyć z ESD, a taki rezystor pozwoli ci ograniczyć prąd maksymalny i szybkość narastania impulsu.

W dniu 24.02.2018 o 15:50, Piotr Gałka pisze:

Kumpel kiedyś chciał wygładzić trochę przebieg z pinu ATMegi128 a że nie chciało mu się ciąć ścieżki żeby wlutować szeregowy rezystor to przylutował tylko kondensator 100nF między pin a masę. Pin po kilku dniach ciągłej pracy zaniemógł. Było to naście lat temu, więc pewnie uC był wykonany w innym procesie technologicznym niż obecnie produkowane.

W dniu 24.02.2018 o 11:00, Piotr Wyderski pisze:

Właśnie sobie wyobraziłem stado elektronów każdy z szyderczym uśmiechem pędzących w stronę mikrokontrolera.

Pan Jakub Rakus napisał:

Właściwie jeszcze mam i to Że wiem dokładnie co jest co Materię czuję tak jak pies Bez szkiełka widzę co w niej jest

Bez mikroskopu widzę atomy Nawet elektron co mknie jak szalony Widzę prąd, co po drucie gdzieś płynie Widzę co robią wirusy, tfu, świnie.

W dniu 2018-02-24 o 23:23, Jarosław Sokołowski pisze:

Aaa, a ja myślałem, że tylko ja tak mam!

Bleh,

W dniu 2018-02-24 o 18:22, Zbych pisze:

OIDP wyjścia ATMegi miały względnie dużą wydajność (szczególnie sink). Nie chce mi się szukać, ale nie wykluczałbym, że przy wysterowaniu na 0 to przy 20mA z góry napięcie na pinie nadal było ułamkiem Volta. P.G.

Takie rozwiązanie ma same wady :-) Między innymi płacisz za dm2 płytki i za komponent którego nie potrzebujesz :-)

Podoba mi się obserwacja, że wyjścia push-pull procesora czy nawet wyjścia takie z układów małej skali integracji (Tiny 3v3TTL) nie mają tak czy inaczej zerowej oporności więc pełnią de facto rolę szeregowego opornika w bramce tranzystora...

A więc ograniczają jakoś tam impulsy prądowe przeładowywania bramki MOSFETa, które i tak nie są takie duże przy tranzystorach małej mocy - w moim przypadku jest to 10-15pF.

Wygląda na to, że w moim zastosowaniu można spokojnie ten opornik szeregowy wywalić i zapomnieć o nim :-)

W dniu 2018-02-27 o 19:01, Pszemol pisze:

Też tak uważam pod warunkiem, że przyjmiesz, że sterowany tranzystor w zasadzie niczym się nie różni od tranzystora(ów) na wejściu innego scalaka HC do którego podłączyłbyś Twoje wyjście bez opornika.

Jeśli jednak występują jakieś różnice - np. tranzystor pracuje w obwodzie 100V a nie 3V3, albo warto ograniczyć szybkość jego przełączania (bo wychodzi na zewnątrz i może siać) to należało by się zastanowić czy sterować bezpośrednio, czy nie. Proces zastanawiania się przeprowadziłeś więc teraz spokojnie możesz zastosować jego wyniki i połączyć bezpośrednio :) P.G.