Unverschämtheit! Power-MOS-FET Gate Vorwiderstand

Am 29.08.2011 04:22, schrieb Leo Baumann:

Schau Dir mit dem Oszi mal das Gate mit und ohne Widerstand an, vor allem die hochfrequenten Anteile. Die Widerstände sind meist aus EMV-Gründen drin.

Auch wenn Jörg das immer angeblich ohne Widerstände hinkriegt, meine Erfahrung sagt eindeutig, dass es ohne fast nie geht.

Wenn man beliebig schnell schaltet, bekommt man enorme Probleme mit Reverse-Recovery-Effekten der umgebenden Dioden, weitherin Resonanzeffekte zusammen mit den 3 parasitären Kapazitäten des FETs (Miller, Gate, Drain-Source) und den Streuinduktivitäten der Anschlussleitungen. Funktional gehen die meisten Schaltungen auch ohne diese Widerstände. Aber man muss die EMV-Prüfung bestehen.

Michael

Michael S schrieb:

Joerg erzählt so manches Märchen.

Gruß Dieter

"Michael S" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.individual.net...

EMV heisst Flankensteilheit, Widerstände verringern diese. Bloss warum sollte man eine Schaltung gebaut haben, die eine zu hohe Flankensteilheit besitzt, und diese dann künstlich ausbremsen ? Gerade das schnelle umladen des Gates kostet ja Aufwand und teure Treiber. Hätte man gleich auf das ausgelegt, was notwenidg ist, hätte man sich nicht nur den überdimensionierten Treiber gespart, sondern auch den Widerstand. Für EMV hilft mehr ein gutes Layout, kurz und mit Massefläche.

Es gibt immer Widerstände. Das Gate selbst hat im MOSFET einen Widerstandswert oft schon im Ohmbereich, und der Treiber oder was auch immer zur MOSFET Ansteuerung verwendet wurde hat einen Widerstand bzw. eine maximale Stromlieferfähigkeit.

Das alles sagt, daß ein wenige Ohm grosser Gate-Widerstand irrelevant ist. Man begrenzt besser die Umladegeschwindigkeit durch eine maximale Stromlieferfähigkeit der Ansteuerschaltung, dann ist man trotz verrringerter Flankensteilheit trotzdem noch schneller beim umladen.

Meist wird von Gate-Widerständen nur im Analogbetrieb geredet. Hier was zum Schaltbetrieb:

Am 29.08.2011 04:22, schrieb Leo Baumann:

Hallo,

Beim Entwickeln von Verstärkern gilt die alte Weisheit: "Oszillatoren schwingen nie - Verstärker dagegen immer"

AFAIK verhindern die Gatewiderstände hochfrequente Schwingungen. Zusammen mit der Gate-Kapazität bilden die einen Tiefpass und begrenzen die Anstiegszeit.

Bernd Mayer

Am 29.08.2011 11:34, schrieb MaWin:

Nicht nur das. Widerstände reduzieren auch wesentlich hochfrequente Resonanzeffekte auf der Gate-Leitung in Verbindung mit der Miller-Kapazität.

Die Stromlieferfähigkeit von Treibern hat über Temperatur und zwischen den Exemplaren riesige Toleranzen, der Widerstand nicht.

Das gehört immer dazu.

Mit sehr großen Toleranzen.

Michael

Leo moechte aber eine NF-Endstufe bauen. Da haette man hochfrequente Anteile nur wenn der Aufbau besch... ahem .. suboptimal ist. Leo, bei NF machen einige zig Ohm im Gate nichts. Wenn Dich das aus aestethischen Gruenden stoert kannst Du auch Ferritperlen nehmen, die passen mit ihrem anthrazit-schwarz vielleicht besser zum Wohnzimmer-Dekor :-)

Das gilt fuer Schaltregler. Wozu soll man denn viel Geld fuer einen Treiber mit 5-10A Pulsstromfaehigkeit ausgeben wenn man das mit 20-30ohm dann gleich wieder kaputt macht?

Welche Dioden? Wenn es voll in die Body-Diode klingelt hat man noch andere Problem in der Schaltung. Dat daet ma nit.

Wir haben damit sogar DO-160 bestanden, und dagegen ist die normale Klasse B hoechstens eine lockere Aufwaermuebung :-)

The late Jim Williams hat zu dem Thema Chessman, Sokol "Prevent Emitter follower Oszillation" Electronic Design 1976 am Ende des Linear Application Handbooks II nachgedruckt. Behandelt es zwar unter Gesichtspunkt BJT und ist anscheinend nicht direkt im www verfügbar, aber guter Ausgangspunkt zum googlen.

MfG JRD

Und sorgen dafuer dass das Schaltnetzteil nicht so schnell vereist :-)

Habe hier die von 1987 und 1990, nix gefunden. Welcher Jahrgang ist denn "II"?

Kann mir denn mal jemand den Sinn solcher Gate Widerstaende bei FETs erklaeren angesichts solcher Bauteile?

Zitat "Large 1? Gate Drivers". Wenn man da jetzt 10ohm in Serie zum Gate setzt fuehrt das die interne Treiberstufe und deren Muskelkraft komplett ad absurdum. So wie heizen mit offener Haustuer.

Ich habe mit diesem Chip einige Schaltregler entwickelt und immer Fuss in der Oelwanne, Null Ohm im Gate, volle Kamelle. FETs bleiben schoen kuehl und alles ist paletti. Sogar im Datenblatt ist das bei den Beispielschaltungen so, also kann ich kaum der einzige sein der das macht. What's the big deal here?

Hallo,

es ist ja ein Unterschied ob man Verstärken möchte oder Schalten.

Bernd Mayer

Hallo,

es ist ja ein Unterschied ob man Verstärken möchte oder Schalten!

Bei einem Schaltnetzteil ist der Wirkungsgrad vorrangig wichtig, bei einem Audio-Verstärker die Signalqualität.

Bernd Mayer

Ok, aber sehr viele Leute (auch hier in der NG) propagieren das ebenfalls fuer Schaltregler. Ich bekomme hier regelmaessig Designs auf den Tisch, meist weil sie durch die EMV-Pruefung gerasselt sind. Da sitzen fast immer ein Gate-Widerstaende drin, alles wird ziemlich heiss.

Der big deal ist, dass Du der einzige hier bist der über Schaltnetzteile redet. Klar ist das im Schaltnetzteil einfach. Der Transistor ist immer ganz an oder ganz aus, dazwischen ist er dank brutaler Ansteuerung nie lange genug um auf dumme Ideen zu kommen. Er wird auch praktisch nie als Sourcefolger betrieben und schon garnicht dann auch noch mit kapazitiver Last.

Bei einem analog betriebenen FET in einem Linearregler oder in einer NF- Endstufe sieht das völlig anders aus. Er kann kapazitiv belastet sein und die häufigste Grundschaltung ist der Sourcefolger, weil man ihn normalerweise braucht, um aus schwachen Signalen kräftige Ströme zu machen.

Dank des konstant anliegenden Biasstromes kann der EF leicht seiner Lieblingsbeschäftigung nachgehen: der Erzeugung eines negativen Ein- gangswiderstandes am Gate. Das ist leicht zu bewerkstelligen, fast alle Mikrowellen-VCOs funktionieren so. Typischerweise wird es bei größerem Emitterwiderstand und größerer Lastkapazitöt schlimmer, ist aber frequenzabhängig.

Der Eingangswiderstand ist ausserdem kapazitiv, so dass jede Induktivität am Eingang als Serienkreis entdämpft wird. Mit den bekannten Folgen.

Gruß, Gerhard

(der gerade letzte Woche einen BF862 als Impedanzwandler vor einem Komparator hatte. Kein R im Gate, ==> schwang natürlich auf 1.5 GHz.

Michael schrieb schon von Schaltbetrieb. Aber richtig, in einer NF Endstufe ist das schnuppe, da koennen ein paar zig Ohm ins Gate gehangen werden.

Eine Audioendstufe stark kapazitiv zu belasten kann bei einer gegengekoppelten Variante ziemlich uebel ausgehen. Worst Case bis zur Detonation der Endtransistoren. Sollte man nicht machen.

Dann hast Du jetzt aber einen 1GHz RC-Tiefpass drin und der BF862 dreht nicht mehr bis in den roten Bereich :-)

Joerg schrieb:

Möglicherweise trügt mich jetzt einmal mehr meine Erinnerung, mir wär aber, als würde man gelegentlich solche Widerstände auch zum Hinquälen des Timings in Gegentakt- resp Totem-pole-Schaltungen missbrauchen. Ich kann nur empfehlen, genau darüber nachzudenken, was der Designer damit erreichen wollte.

Das waere ja noch schlimmer, fast wie Einfetten von Bremsbelaegen gegen das Quietschen :-)

Manchmal sind es nur Angstwiderstaende und manchmal haben sie damit tatsaechlich die Peaks im VHF-Bereich ein wenig runtergedrueckt. In letzterem Fall ist dann ein neues Layout faellig, was meist schonend beigebracht werden muss.

Am 29.08.2011 21:21, schrieb Joerg:

Statt der komplexen Last "Mehrwegelautsprecher plus Zuleitung" kann man dann einfach auch Schichtwiderstände direkt an den Endstufen anlöten? Wie willst Du sonst den Betriebsfall effektiv verhindern? Fängt ja schon an, daß mal jemand den Lautsprecher abstöpselt, aber die Zuleitung dran bleibt. Stabile Verstärker tangiert das nicht.

Bernd

Klar, dann hoert endlich der Krach auf :-)

Die paar tausend pf haelt er schon noch aus. Aber bei meinem Kenwood schaltete sich auch dann das Ausgangsrelais ab, warum auch immer.

Gerade bei im Laden gekaufter Jux-Elektronik habe ich da so meine Zweifel.

Joerg :

Erinnert mich an das Einfetten des Geigenbogens, damit der Klang der Quäke besser wird. btdt als ich mal 6 war. Der Geigenlehrer meinte dann, ich solle mal lieber was technisches lernen - so was künstlerisches hat mit mir keinen Sinn :-) M.

Matthias Weingart schrieb:

Dann hat dieser Geigenlehrer - wie viele seiner Art - nicht begriffen, daß Technik und Kunst in dem Sinne zusammenhängen, nach dem es keine Kunst ohne Technik geben kann. Allein schon die Techniken, den Bogen über die Saiten zu führen, machen doch erst die Musik, die man dann als Kunst bezeichnet.

Holger