Sehr gut erklärt, nur eine kleine Anmerkung. Der Begriff MOSFET ist streng genommen falsch. Ursprünglich werden die IGFET genannt. Dabei steht IG für isolated Gate, was daher kommt, das die Gate-Elektrode nicht mit dem "Kanal" zwischen Drain und Source verbunden ist, sondern durch eine dünne Oxidschicht davon getrennt. Bei einem JFET ist dagegen die Gate Elektrode direkt mit dem Kanal verbunden. Hoffe das das hilfreich war/ist :)
Die Egalität der SD-Stromrichtung und das Vorhandensein der Body-Diode bei Si-MOSFETs wird in manchen Schaltungen sogar ausgenutzt. Z.B. arbeitet man in elektronischen Gleichrichtern gern mit umgekehrter Stromrichtung um sich eine Hilfsspannung für den Betrieb der Komparator-Elektronik zu ersparen. In dem Fall funktioniert der Gleichrichter erst einmal als klassischer Brückengleichrichter mit den Body-Dioden. Sobald eine ausreichend hohe Gleichspannung am Ausgang aufgebaut wurde, treten die Komparatoren in Aktion und beseitigen den Spannungsabfall über den Body-Dioden, indem sie die eigentlichen MOSFETs durchschalten, sobald der Spannungswert der Wechselspannung höher als der der ausgangsseitigen Gleichspannung ist. Gerade bei elektronischen Gleichrichtern für Frequenzen, die deutlich über 50 Hz liegen, wie z.B. für die Drehstrom-Gleichrichter von Kraftfahrzeug-Generatoren (Lichtmaschinen), ist es wichtig, dass die MOSFETs schnell durchgeschaltet und auch wieder gesperrt werden. Sonst gehen die Vorteile des sehr geringen Kanalwiderstands schnell wieder verloren. Das erfordert mitunter Schaltströme an den Gates von bis zu mehreren Ampere. Die Body-Dioden haben mitunter bis zu mehr als 1 V Spannungsabfall, was bei den fließenden Gleichströmen zu beträchtlichen Verlustleistungungen führen würde. Wenn die MOSFETs zu spät abschalten wird es noch kritischer. Durch die Egalität der Stromflussrichtung werden nachfolgende Glättungskondensatoren ja nicht nur aufgeladen sondern auch wieder entladen, sobald die Spannungsamplitude der Wechselspannung unter den Wert der ausgangsseitigen Gleichspannung geht. Das ist insbesondere bei Fahrzeugen mit 48 V Bordsystemen kritisch, bei denen der Generator nicht mit der Kurbelwelle mitläuft sondern mit der Turbinenwelle des Abgasturboladers. Bei einer Drehzahl des ATL von 240000 1/min liegt die Frequenz der Wechselspannung bereits bei 8 kHz. Die elektronischen Gleichrichter müssen dann also bereits im Bereich weniger Mikrosekundenbereich schalten können.
@@maker-garage-de1060 auf jeden Fall. In Maker-Kreisen sind diese noch gar nicht richtig angekommen. Dabei haben sie richtig spannende Eigenschaften im Bereich relativ niedriger Spannungen und hoher Ströme. Und das nicht nur als Schalter. Die Logic-Level-MOSFETs (z.B. die IRFZ-Serie) machen sich auch gut für Leistungs-Endstufen im Audio-Bereich. Auch die IGBTs sind inzwischen zu interessanten Bauteilen für das Schalten höherer Spannungen geworden. SIe vereinigen die "leistungslose" Ansteuerung der MOSFETs mit der Spannungsfestigkeit der Bipolartransistoren. Und es gibt inzwischen auch eine gewisse Auswahl an p-channel Bauteilen.
Super Serie! Sehr gute Erklärungen.
Sänx 🙂
Sehr gut erklärt, nur eine kleine Anmerkung. Der Begriff MOSFET ist streng genommen falsch. Ursprünglich werden die IGFET genannt. Dabei steht IG für isolated Gate, was daher kommt, das die Gate-Elektrode nicht mit dem "Kanal" zwischen Drain und Source verbunden ist, sondern durch eine dünne Oxidschicht davon getrennt. Bei einem JFET ist dagegen die Gate Elektrode direkt mit dem Kanal verbunden.
Hoffe das das hilfreich war/ist :)
Danke! Das hatte ich auch schon mal gelesen. Der Name hat sich aber irgendwie nicht durchgesetzt.
Die Egalität der SD-Stromrichtung und das Vorhandensein der Body-Diode bei Si-MOSFETs wird in manchen Schaltungen sogar ausgenutzt. Z.B. arbeitet man in elektronischen Gleichrichtern gern mit umgekehrter Stromrichtung um sich eine Hilfsspannung für den Betrieb der Komparator-Elektronik zu ersparen. In dem Fall funktioniert der Gleichrichter erst einmal als klassischer Brückengleichrichter mit den Body-Dioden. Sobald eine ausreichend hohe Gleichspannung am Ausgang aufgebaut wurde, treten die Komparatoren in Aktion und beseitigen den Spannungsabfall über den Body-Dioden, indem sie die eigentlichen MOSFETs durchschalten, sobald der Spannungswert der Wechselspannung höher als der der ausgangsseitigen Gleichspannung ist.
Gerade bei elektronischen Gleichrichtern für Frequenzen, die deutlich über 50 Hz liegen, wie z.B. für die Drehstrom-Gleichrichter von Kraftfahrzeug-Generatoren (Lichtmaschinen), ist es wichtig, dass die MOSFETs schnell durchgeschaltet und auch wieder gesperrt werden. Sonst gehen die Vorteile des sehr geringen Kanalwiderstands schnell wieder verloren. Das erfordert mitunter Schaltströme an den Gates von bis zu mehreren Ampere. Die Body-Dioden haben mitunter bis zu mehr als 1 V Spannungsabfall, was bei den fließenden Gleichströmen zu beträchtlichen Verlustleistungungen führen würde.
Wenn die MOSFETs zu spät abschalten wird es noch kritischer. Durch die Egalität der Stromflussrichtung werden nachfolgende Glättungskondensatoren ja nicht nur aufgeladen sondern auch wieder entladen, sobald die Spannungsamplitude der Wechselspannung unter den Wert der ausgangsseitigen Gleichspannung geht. Das ist insbesondere bei Fahrzeugen mit 48 V Bordsystemen kritisch, bei denen der Generator nicht mit der Kurbelwelle mitläuft sondern mit der Turbinenwelle des Abgasturboladers. Bei einer Drehzahl des ATL von 240000 1/min liegt die Frequenz der Wechselspannung bereits bei 8 kHz. Die elektronischen Gleichrichter müssen dann also bereits im Bereich weniger Mikrosekundenbereich schalten können.
Jo, über MOSFETs kann man sicherlich noch 10 weitere Videos machen. Mal sehen, wo ich noch mal mehr ins Detail gehen kann 😉
@@maker-garage-de1060 auf jeden Fall. In Maker-Kreisen sind diese noch gar nicht richtig angekommen. Dabei haben sie richtig spannende Eigenschaften im Bereich relativ niedriger Spannungen und hoher Ströme.
Und das nicht nur als Schalter. Die Logic-Level-MOSFETs (z.B. die IRFZ-Serie) machen sich auch gut für Leistungs-Endstufen im Audio-Bereich.
Auch die IGBTs sind inzwischen zu interessanten Bauteilen für das Schalten höherer Spannungen geworden. SIe vereinigen die "leistungslose" Ansteuerung der MOSFETs mit der Spannungsfestigkeit der Bipolartransistoren. Und es gibt inzwischen auch eine gewisse Auswahl an p-channel Bauteilen.
Dank
😀
S = Semiconductor 🧐
👍