Seltsames Verhalten von n-Kanal-MOSFET

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Ich verwende BS170 N-Kanal - ~~enchantment~~ Anreicherungs-MOSFET und habe den folgenden Stromkreis:

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Die Idee dahinter ist, dass der MOSFET als einfacher Schalter fungieren und die LED je nach Status seines Gates ein- und ausschalten sollte.

Mein Problem ist, dass die LED immer leuchtet, auch wenn das Gate nur mit Masse oder direkt mit Masse ohne Widerstand verbunden ist. Ich habe dies mit mehreren Transistoren versucht. Irgendwann schwebte das Tor und (wie erwartet) bekam ich verschiedene Lichtstärken von der LED, wenn ich das Tor berührte. Einige von ihnen können jetzt ausgeschaltet werden, indem das Gate an die positive Seite des Netzteils angeschlossen wird. Bei einigen ist die LED tatsächlich heller, wenn ich das Gate mit der Erde verbinde, als wenn das Gate schwebt. Nach dem, was ich gelesen habe, wird ein solches Verhalten von MOSETs im Verarmungsmodus erwartet, oder?

Könnte ich den Transistor getötet haben oder habe ich schlechte Teile bekommen? Wie anfällig sind sie für statische Elektrizität?

mosfet nmos

— AndrejaKo
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Ich habe dies tatsächlich dadurch erreicht, dass ich ein größeres Problem aufgeschlüsselt habe (die Idee war, eine 7-Segment-Anzeige mit dem MOSFET zu steuern), aber das Verhalten ist so seltsam, dass ich beschlossen habe, das Problem in mehrere kleinere Schaltungen aufzuteilen und jede unabhängig voneinander zu debuggen.

— AndrejaKo

Wenn Sie den Schaltungssimulator von Falstad für Bilder verwenden, würde ich empfehlen, ihn anzuhalten und so einzustellen, dass ein weißer Hintergrund verwendet wird.

— Brad Gilbert

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Wenn es ein verzauberter MOSFET ist, kann man nicht sagen, was er tun könnte ;-)

— Oli Glaser

@ Oli Glaser Ah, ja. Das muss alles erklären. Ich gehe besser und frage diesen beim Fantasy-Stack-Austausch. :)

— AndrejaKo

Was auch immer diese gelben Scheiße sind, sie gehören nicht zum Schaltplan, zumindest nicht, wenn Sie andere bitten, sie sich anzusehen. Wenn es Ihnen nicht wichtig genug ist, das Problem richtig darzustellen, warum sollte sich jemand anderes darum kümmern?

— Olin Lathrop

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Sie sind ziemlich anfällig für statische Aufladung, daher würde ich noch ein paar mehr ausprobieren.
Stellen Sie natürlich sicher, dass Sie es richtig herum haben.
Wenn es sich um billige Teile handelt, z. B. eBay-Teile (oder von irgendwoher - wir haben erst letzte Woche das falsche Teil von Farnell erhalten), überprüfen Sie, ob es sich nicht um PNP-Teile handelt (die Tatsache, dass sie sich ausschalten, wenn Sie das Gate an die positive Versorgung anschließen, klingt verdächtig )
Versuchen Sie auch zu überprüfen, ob es sich um echte Teile handelt - prüfen Sie, ob Sie die Leitfähigkeit zwischen Drain und Source oder Gate und Source messen können.

— Oli Glaser
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Nun, nur einer schaltet sich aus, wenn ich ihn an Vcc anschließe, andere nicht. Einige scheinen mehr zu leiten, wenn sie mit Vcc oder GND verbunden sind, und weniger, wenn das Gate schwebt. Sie scheinen Fairchild zu sein und die Markierungen sind F8816 und BS170 in der zweiten Zeile. Der Code des Montagewerks lautet laut Hersteller-Website 8 und der Datumscode 816 , aber ich bin mir nicht sicher, wie ich das dekodieren soll.

— AndrejaKo

Einer der problematischen Teile hat eine SG-Beständigkeit von 175 und einen Kurzschluss zwischen DS und SD. Andere haben einen Widerstand außerhalb des Bereichs zwischen GD und GS, aber einen Kurzschluss zwischen DS und SD.

Ω

$\Omega$

— AndrejaKo

Beide klingen dann tot - Sie sollten keine Kontinuität von Gate zu S oder D oder von D zu S lesen (schwarze Leitung an S). Sie sollten einen niedrigen Widerstand (oder einen Diodentropfen oder weniger) von S nach D (mit roter Leitung an S) lesen, da die Body-Diode leitet, und auch den MOSFET einschalten (wenn das Gate schwebt). Wenn so etwas regelmäßig passiert, I Ich würde alle Teile überprüfen, die Sie haben (sorgfältig - versuchen Sie, nicht mit Kabeln umzugehen) und mögliche statische Probleme in Ihrem Arbeitsbereich berücksichtigen (welchen Schutz haben Sie?)

— Oli Glaser

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Angenommen, die Schaltung ist wie gezeigt und Sie haben die korrekte Pinbelegung des MOSFET, dann erscheint Ihr MOSFET tot - und wirkt auch unerwartet.

3 V reichen nicht aus, um einen BS170 zu betreiben - 5 V sind besser. Wenn Sie auf 5 V (empfohlen) wechseln, berechnen Sie den LED-Widerstand unten neu.

Die Schaltung ist wie gezeigt gültig, ABER die Funktionalität ist komplexer als erwartet. Ich würde vorschlagen, den 220-Ohm-Widerstand vorerst in Reihe mit der LED zu schalten.

Vermutlich leuchtet die LED rot. Wenn ja Von ~~~ = 2V, so bleibt 1V für 220 Ohm übrig, also Strom ~~ = 1/220 ~ = 5 mA. Der Widerstand könnte also für die meisten LEDs so niedrig wie beispielsweise 56 Ohm sein. R _LED ~ = (Vcc-VLED) / I_LED.
zB für 2V LED und 20 mA.
R = (3-2) / 0,02 = 50 Ohm. Daher ist der Standard-E12-Wert von 56 Ohm für ~ = 20 mA in Ordnung.

LED mit höherem Vf ist hier vv marginal.
Weiße LED leuchtet. 5V VIEL besser.

Ein Floating Gate auf einem MOSFET zu haben, ist keine gute Idee.
Jeder MOSFET neigt dazu, ESD-empfindlich zu sein - insbesondere das Gate. Wenn Sie das Gate berühren, wenn es offen ist und Sie nicht geerdet sind, kann dies den Tag des MOSFET ruinieren - und alle Tage danach.

Das Schaltungsverhalten ist äußerst seltsam. Dies deutet darauf hin, dass die FET-Pinbelegung falsch ist. Ich würde vorschlagen, dass Sie die Pinbelegung sorgfältig überprüfen. Es ist richtig, wiederholen Sie die Prüfung und wiederholen Sie sie, bis Sie feststellen, dass sie falsch ist, und beheben Sie sie dann :-) dh das Verhalten ist sehr, sehr seltsam, bis es fast unerklärlich ist.

BS170 Datenblatt hier

Die Grafik unten zeigt, dass mit Vgs = 3V (3V am Gate) int typischerweise unter 100 mA konditioniert / getragen / geschaltet wird. Wie viel unter 100 mA ist ungewiss und variiert je nach Gerät, aber ~ = 0 mA ist möglich.
4V ist besser und 5V ist viel besser.

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Seien Sie absolut sicher, dass Sie die richtige Pinbelegung haben

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— Russell McMahon
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Ich bin mir zu 100% sicher, dass ich die richtige Pinbelegung für die Teile habe, die ich habe (To-92 BS170), daher ist mein Hauptverdächtiger derzeit ESD (siehe meine Kommentare zu Olis Beitrag). Warum ist es auch besser, den Widerstand in Reihe mit der LED zu schalten? Soll eine niedrigere DS-Spannung erreicht werden, damit die an das Gate angelegte Spannung effektiver ist? Für meine Testzwecke reicht momentan ein Strom von 500 aus, um die LED auszulösen.

μ A

$\mu A$

— AndrejaKo

@AndrejaKo - Wenn der Widerstand in der Quelle ist, steigt die Spannung bei steigendem R-Strom an, sodass die Quelle über grounf = d steigt und beginnt, den FET abzuschalten. Da Sie bereits keine Kopffreiheit haben, ist das sehr schlecht. Wenn Sie mehr Versorgungsspannung haben, begrenzt diese Aktion den Strom und Sie haben eine grobe Konstantstromquelle erzeugt. Wenn Sie den Widerstand in das Drain-Kabel stecken, tritt der obige Effekt nicht auf, da die Quelle fest geerdet ist und Sie den FET einfach fest einschalten. DANN wird der Strom begrenzt, indem (Vsupply-VLED) wie in der von mir angegebenen Formel über R abgefallen ist.

— Russell McMahon

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Der Schaltungssimulator von Falstad simuliert Mosfets mit n- und p-Kanälen, nicht jedoch Mosfets mit n- und p-Kanal im Verbesserungsmodus. Ich habe den gleichen Fehler gemacht, und hoffentlich macht es auch niemand anderes.

— Jake
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Während dies wahr sein mag, erwähnt die Frage das Ausprobieren verschiedener Transistoren, aber ich nehme an, dass es ein Problem mit einer tatsächlichen Schaltung war und Falstad nur zum Zeichnen verwendet wurde.

— PeterJ

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Vergessen Sie nicht, dass Ihr MOSFET eine Body-Diode hat, die von Source zu Drain läuft. Drain ist also positiv und Source ist negativ; Andernfalls leitet und umgeht die Diode immer den Transistor (und die Gate-Steuerung).

— Joel
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