Was mache ich mit dem MOSFET / Transistor falsch?
Ich habe einen MOSFET IRF540N (N-Channel Power MOSFET) vorliegen, den ich als einfachen Schalter verwenden möchte, was mir aber auch nach vielfachen Versuchen nicht gelingt. Grundsätzlich bin ich in der Thematik sehr unerfahren, und lerne mich seit einigen Monaten nur durch Tutorials in das Thema ein.
Ich habe auch nochmal ein spezielles N-Channel-MOSFET-Tutorial auf Youtube angesehen, und bin der Ansicht, ihn richtig angeschlossen zu haben: Drain ist mit dem "+" -Pol des Labornetzteiles (35V) verbunden, Source mit einem Spannungsmessgerät (Multimeter), an Gate ist ein Taster vorgeschaltet, der 9V durchschaltet. Per Widerstand wird Gate ausserdem auf Ground gezogen.
Wenn ich den Taster drücke, zeigt das Messgerät nicht wie erwartet 35 Volt an, sondern nur ca. 7 Volt. Außerdem hatte ich zum testen anstatt dem Netzteil nur 9V an Drain angeschlossen, und hier wurden bei Tastendruck an Source (ebenfalls) 7,2 Volt gemessen (diesmal mit einem Messgerät mit digitaler Anzeige, daher die Nachkommastelle). Auf welche Fehlerquelle könnte das hindeuten? Ich habe übrigens schon mehrere MOSFETs ausprobiert, daher wird es vermutlich eher ein Anwendungsfehler sein (oder es sind gefälschte MOSFETs, die tatsächlich Spannungswandler sind ;-)
Die technischen Daten des MOSFET sind u.a.:
Gate to Source Threshold Voltage: 2-4 Volt
Gate to Source Voltage: +/- 20 Volt
V_DSS = 100 V, I_D = 28 A, usw.
3 Antworten
Wenn ich das so durchlese: Wo ist eigentlich Deine "Last". Du hast Drain mit dem Labornetzteil angeschlossen und zwischen Source und Ground das Multimeter (auf Strom-Messung? - Bei Spannungsmessung fließt kein Strom) und dann wieder zurück zum (-) des Netzteils?
Wenn es so ist, dann schaltest Du mit dem Mosfet das Netzteil schlicht kurz! Nach Datenblatt hat der gerade 44 mOhm widerstand im "Ein-" Zustand, dann kann das Netzteil gar nicht genug Strom liefern, um noch die Spannung zu halten.
Richtig angeschlossen:
Source (pin3) an das Netzteil (-), zwischen Netzteil (-) und Gate (pin1) die 9V Spannung (+9V gegen - am Netzteil!) und den Taster in Reihe und zwischen Drain (pin 2) und dem Netzteil noch eine Last rein (Widerstand, DC-Motor, was auch immer). Das Multimeter (Spannungsmodus) parallel zum Mosfet anschließen (Drain source, pin 2 und 3). Bei aus sollte jetzt hier mal genau die Spannung vom Netzteil angezeigt werden. Geht der Mosfet auf "ein" dann sollte die Spannung dramatisch einbrechen und der gesamte "Widerstand" an der Last liegen.
Die Pins hast Du richtig verbunden?
https://www.infineon.com/dgdl/irf540n.pdf?fileId=5546d462533600a4015355e396cb199f
Deine Erklärung ist etwas unverständlich.
Das Gate sollte auf jedenfall ein + Potential gegenüber GND haben.
Und worüber mißt Du eigentlich die Spannung?
Beschaltung von D/S scheitn auf Basis der Beschreibung soweit richtig zu sein.
Okay, Du weißt, daß Du die Spannung nicht messen kannst, indem Du das Meßgerät in den Schaltkreis hängst?
Baue eine Last zwischen FET und Spannungsquelle (z.B. einen Widerstand), sofern der Transistor durchschaltet und alles richtig läuft, müßte dessen Widerstand sehr klein sein und entsprechend die Spannung über der Last abfallen (über die Du auch mißt).
Alternativ könntest Du auch über D/S den Abfall messen und müßtest beim betätigen des Schalters sehen, daß die Spannung runter geht (weil der FET öffnet)
Du hast den Transistor falsch rum angeschlossen. Bei N-Kanal Mosfets kommt Source an GND, zumindest bei Verwendung als Schalter. Es bildet den gemeinsamen Bezugspunkt für das Gate (Gate-Source Spannung)
An Drain kommt die Last, an die andere Seite der Last dann +.
Ich habe Source auch an GND, das war nur etwas umständlich formuliert, weil ich zwischen Source und GND noch das Spannungsmessgerät geschaltet habe.
Die Internetseite werde ich mal in Ruhe studieren, auf den ersten Blick verstehe ich aber immer noch nicht, was bei mir falsch läuft.
Ein Spannungsmessgerät hat einen "hohen" Widerstand, im Gegensatz zu einem Strommessgerät... Im Idealfall könntest du den ignorieren, dann hättest du aber den Transistor an Source überhaupt nicht angeschlossen. Dein analoges hat zwar einen kleineren Widerstand, aber immer noch einen "spürbaren". Was du als resultierende Schaltung mit deinem Aufbau erhältst, gleicht eher einer Konstantstromquelle.
Deine Messergebnisse bestätigen das im Übrigen: Ab 2V Differenz (Datenblatt 2V-4V) zwischen Gate und Source schaltet der Transistor durch. Da 9V > 2V sind, schaltet er also durch. Wenn er zu stark durch schalten würde, würde mehr Strom fließen und an dem Innenwiderstand des Messgerätes eine größere Spannung "abfallen". Ergebnis wäre, dass die Spannung Gate-Source zu klein werden würde und der Transistor sperren würde. Die 7V, bei denen es sich einpendelt hast du schließlich gemessen. ;)
Am Gate ist das Potential 9V gegenüber GND.
Das Messgerät ist ein analoges Multimeter mit Zeiger, mit dem man Spannung, Strom und Widerstand messen kann. Außerdem habe ich auch ein digitales ausprobiert (HIOKI "Pencil Tester" mit Spannungs-, Durchgangs- und Widerstands-Messung). Die funktionieren beide ansonsten ziehmlich gut, und zeigen z.B. die gleichen Werte an, wie das Labornetzteil, wenn ich direkt an dessen Anschlüssen messe.