https://rn-wissen.de/wiki/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=Mausi+mick 2026-04-11T12:19:36Z Benutzerbeiträge MediaWiki 1.25.1 https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Kondensator&diff=14800 2009-04-07T03:52:13Z

<p>Mausi mick: /* - Strombelastbarkeit */</p> <hr /> <div>Ein Kondensator ist ein passives Bauelement mit der Eigenschaft, elektrische Ladung und somit Energie zu speichern. Er besteht aus zwei elektrisch leitenden Flächen (Elektroden). Zwischen diesen befindet sich immer das Dielektrikum, ein Bereich mit isolierenden Eigenschaften (im einfachsten Fall Luft). Die einfachste Bauform eines Kondensators besteht also aus zwei parallelen Platten mit elektrischen Anschlüssen.<br /> <br /> [[Bild:Kondensator-Schaltzeichen.jpg|right]]<br /> == Grundlagen ==<br /> Wird eine Spannung an die Anschlüsse eines ungeladenen Kondensators angelegt, so fließt zeitabhängig ein elektrischer Strom, welcher eine Elektrode positiv und die andere negativ auflädt. Diese elektrische Ladung des Kondensators bleibt erhalten, wenn er von der Spannungsquelle getrennt wird: Der Kondensator hält seine Spannung. Entnimmt man dem Kondensator Ladung (also Strom), so sinkt seine Spannung wieder.<br /> <br /> Die gespeicherte Ladung ist proportional zur Spannung zwischen den Elektroden des Kondensators. Diese Proportionalität wird als Kapazität bezeichnet, sie ist das wesentliche Merkmal eines Kondensators. <br /> <br /> Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Maximalspannung, die ein Kondensator zwischen seinen Elektroden ertragen kann. Wird diese Spannung überschritten, ist das Dielektrikum nicht mehr in der Lage, seine isolierenden Eigenschaften zu behalten. Es kommt zu einem Durchschlagen der Ladungsträger, der Kondensator wird zerstört.<br /> <br /> <br /> === Kondensator an Gleichspannung ===<br /> In dem Moment, in dem man eine Spannungsquelle mit einem ungeladenen Kondensator verbindet, wird die mit dem Pluspol verbundene Platte positiv, die mit dem Minuspol verbundene Platte negativ aufgeladen. Dabei fließt ein von der Kapazität des Kondensators abhängiger Ladestrom. Nach diesem Ladevorgang findet unter der Voraussetzung einer gleichbleibenden Spannung kein weiterer Stromfluss statt. Misst man dann mit einem Spannungsmessgerät die Spannung zwischen den beiden Platten, stimmt diese exakt mit der angelegten Spannung überein.<br /> <br /> Klemmt man dann den Kondensator von der Spannungsquelle ab, bleibt die vorhandene Ladung erhalten. <br /> <br /> Schließt man jetzt einen Verbraucher an den Kondensator an, fließt die Ladung über diesen Verbraucher ab; der Kondensator wird entladen.<br /> <br /> Ein Kondensator sperrt also Gleichspannung, speichert aber die Ladung. Das Fließen eines Stromes zum Schaltzeitpunkt ist hierbei kein Widerspruch, denn das Schalten ist eine Veränderung der Spannung und damit keine Gleichspannung. Wenn nach ganz kurzer Zeit der stationäre Zustand erreicht ist, fließt kein Strom mehr; denn Strom kann nur fließen, wenn sich die Spannung am Kondensator ändert.<br /> <br /> === Kondensator an sinusförmiger Spannung ===<br /> Aus den mathematischen Grundlagen folgt, dass bei einer sinusförmigen Spannung der Strom einen cosinusförmigen Verlauf mit der gleichen Frequenz wie die Spannung besitzt. Der Strom ist durch die Cosinus-Funktion um 90° phasenverschoben, d.h. er eilt der Spannung mit einer Phasenverschiebung von &lt;sup&gt;1&lt;/sup&gt;/&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt; Periode voraus (eine Spannung kann am Kondensator also nur anliegen, wenn vorher Strom in ihn geflossen ist).<br /> <br /> Wenn man bei konstanter Spannung die Frequenz erhöht, nimmt die Änderungsgeschwindigkeit der Spannung zu. Damit muss in kürzerer Zeit die gleiche Ladung bewegt werden, folglich muss die Amplitude des Stroms zunehmen. Der Strom ist dabei proportional zur Frequenz, bei doppelter Frequenz fließt daher auch der doppelte Strom.<br /> <br /> <br /> <br /> === Technisch bedeutsame Größen ===<br /> ''Hier sollen nur die für einen Hobby-Bastler technisch interessanten Kenngrößen aufgeführt werden.''<br /> <br /> ==== - Kapazität ====<br /> Die Kapazität (C) eine Kondensators gibt an, wieviel Ladung (Q) pro Spannung (U) gespeichert werden kann: C = Q / U. Die Einheit für Kapazitäten ist Farad: 1 F = 1 As/V.&lt;br/&gt;Werden mehrere Kondensatoren parallel zueinander geschaltet, so addieren sich ihre Kapazitäten (wie bei der Reihenschaltung von Widerständen). Bei einer Reihenschaltung von Kondensatoren wird die Summe ihrer Reziprokwerte addiert (wie bei der Parallelschaltung von Widerständen).<br /> <br /> ==== - Spannungsfestigkeit ====<br /> Die Isolierschicht eines Kondensators kann nur eine bestimmte Spannung aushalten. Wenn diese Spannung überschritten wird, wird in der Regel der Kondensator zerstört. Einige Folienkondensatoren sind selbstheilend und können kurze Überspannungen vertragen, verlieren dabei aber an Kapazität. Die angebenene Spannung ist immer der garantierte Mindestwert, die ein Kondensator ohne Beschädigung aushält.<br /> <br /> ==== - Tangens Delta ====<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> ==== - Strombelastbarkeit ====<br /> Der reale Kondensator hat einen internen Serienwiderstand und zusätzlich Verluste im Dielektrikum. Wegen der damit verbundenen Erwärmung darf nur ein begrenzter (Wechsel-)Strom durch den Kondensator fließen. Die Strombelastbarkeit ist bei Elkos und einigen Folienkondensatoren relativ niedrig. Wichtig ist diese Beschränkung in Schaltnetzteilen.<br /> <br /> ==== - Selbstentladung ====<br /> Ein aufgeladener realer Kondensator entlädt sich mit der Zeit von selbst. Dieser Effekt kann durch einen endlichen Isolationswiderstand R&lt;sub&gt;is&lt;/sub&gt; des Dielektrikums beschrieben werden, der zu einem idealen Kondensator C parallel geschaltet ist. Der dabei fließende Strom wird als Leckstrom bezeichnet.<br /> <br /> Die Selbstentladezeitkonstante &lt;math&gt;\tau&lt;/math&gt; = R&lt;sub&gt;is&lt;/sub&gt; * C ist zudem ein Maß für die Güte der Isolation eines Kondensators. <br /> <br /> Neuere Papier- und Kunststofffolienkondensatoren haben einen Isolationswiderstand zwischen 6 und 12 GΩ, daraus ergibt sich eine Selbstentladezeit (nach 5&lt;math&gt;\tau&lt;/math&gt; gilt ein Kondensator als entladen) zwischen 10.000 und 20.000 s (etwa 3 bis 6 Stunden). Für Elektrolytkondensatoren ist der Isolationswiderstand und damit auch die Selbstentladezeit deutlich niedriger.&lt;br/&gt;Diese Zeitkonstante ist wichtig, wenn ein Kondensator zur Speicherung eines Spannungswertes eingesetzt werden soll.<br /> <br /> <br /> === Praktische Bedeutung ===<br /> <br /> <br /> == Bauarten ==<br /> <br /> === Keramik-Kondensator (Kerko) ===<br /> <br /> [[Bild:Kerkos.jpg|thumb|Verschiedene Kerkos]]<br /> <br /> Wie der Name schon sagt, besteht bei diesen Kondensatoren das Dielektrikum aus einem keramischen Material. Verwendet werden z. B. Titandioxid oder Bariumtitanat, beigemischt werden u.a. Aluminium-Silikate, Magnesium-Silikate oder Aluminiumoxide.&lt;br/&gt;Keramik-Kondensatoren bilden eine große Gruppe von Kondensatoren im Kapazitätsbereich von 0,5 pF bis zu einigen 100 µF. Von der verwendeten Keramikart sind im wesentlichen 2 Klassen zu unterscheiden: <br /> <br /> Klasse 1: Normale Keramiken (z.B. NP0) erlauben geringe Verluste und Temperaturkoeffizienten, allerdings nur relativ geringe Kapatzitäten (normal bis ca. 1 nF). Diese Kondensatoren eignen sich gut für Hochfrequenz- und Filteranwendungen.<br /> <br /> Klasse 2: Ferroelektrische Keramiken geben hohe Kapazitäten, aber auch eine starke Nichtlinearität und Temperaturabhängigkeit. Auch reagieren diese Kondesatoren auf mechanische Spannung und können so Störungen einfangen. Diese Kondensatoren sind im wesenlichen als Energiespeicher und Abblockkondensator geeignet.<br /> <br /> === Folien-Kondensator ===<br /> Hierbei werden Folien aus Kunststoff als Dielektrikum verwendet. Sie werden in zwei Ausführungen hergestellt:<br /> <br /> Kunststoff-Folienkondensatoren mit Metallbelag bestehen aus je zwei Lagen Metallfolie und Kunststofffolie. Diese sind abwechselnd geschichtet und üblicherweise aufgewickelt.&lt;br/&gt;Ein metallisierter Kunststoff-Folienkondensator besteht aus zwei Kunststofffolien, die auf beiden Seiten mit Aluminium bedampft sind und aufgewickelt oder geschichtet werden. Diese Kondensatorart ist bei einem Durchschlag selbstheilend, da die dünne Metallschicht vom Lichtbogen um den Durchschlagkanal herum verdampft wird.<br /> <br /> Folienkondensatoren sind vielseitig verwendbar, hauptsächlich in Filtern, Taktgeben und bei Hochspannung. Der gängige Kapazitätsbereich reicht von etwa 10 pF bis 100µF.<br /> Wegen der geringen Temperaturbeständigkeit gibt es nur weniger Folienkondensatoren als SMD Bauform.<br /> <br /> === Elektrolyt-Kondensator (Elko) ===<br /> <br /> [[Bild:Verschiedene-elkos.jpg|thumb|Elkos in verschienden Größen]]<br /> <br /> Die große Gruppe der Elektrolyt-Kondensatoren gibt es in verschiedenen Technologien: Als Aluminium-Elko mit Aluminiumoxid, als Tantal-Elko mit Tantal-Pentoxid oder als Niob-Elko mit Niob-Pentoxid als Dielektrikum.&lt;br/&gt;Bei diesen Kondensatoren wird auf dem Metall der Anode durch Elektrolyse eine nichtleitende Isolierschicht als Dielektrikum erzeugt. Der Elektrolyt (fest, flüssig oder eine Paste) bildet dabei die Kathode (Gegenelektrode). Die Stromzuführung zum Elektrolyten erfolgt über Folien gleichen Metalls wie das der Anode oder über eine geeignete Kontaktierung des Elektrolyten.<br /> <br /> Die Anode eines Elektrolyt-Kondensators wird zur Vergrößerung der Oberfläche auf verschiedene Arten strukturiert. Auf Grund der großen Oberfläche und des äußerst dünnem Dielektrikums können mit Elektrolyt-Kondensatoren bei kleiner Bauweise relativ hohe elektrische Kapazitäten von bis zu einem Farad erreicht werden.&lt;br/&gt;Elektrolyt-Kondensatoren sind fast immer gepolte Bauelemente. Elkos dürfen nicht mit falscher gepolter Spannung betrieben werden und können schon bei geringer Überspannung zerstört werden (in beiden Fällen besteht Explosionsgefahr bei Aluminium Elkos). Der Ausfall von Tantal-Elkos (passiert relativ leicht) führt in der Regel zu einem Kurzschluß.&lt;br/&gt;Niob-Elektrolytkondensatoren ähneln Tantal-Elektrolytkondensatoren; sie stellen bei Spannungen zwischen 1,8 V und 6 V eine kostengünstige Alternative dar.<br /> <br /> Elektrolyt-Kondensatoren können nur eingesetzt werden, wenn ein Verpolungsschutz sichergestellt ist. Auf Grund ihrer hohen Kapazität geschieht dies meist im Bereich der Spannungsversorgung und -stabilisierung.<br /> <br /> Durch die relativ hohen Verluste (ESR) können größere Ströme Elkos erwärmen und auf Dauer auch zerstören (nicht selten Ursache für defekte Motherboards). Besonders in Schaltnetzteilen muß darum auf die Strombelastbarkeit der Elkos geachtet werden.<br /> <br /> === Doppelschicht-Kondensator ===<br /> Auch Superkondensatoren genannt; Markennamen Gold Cap, Supercap, UltraCap, BoostCap u.a.&lt;br/&gt;Sie zeichnen sich durch die höchste Energiedichte bei Kondensatoren aus. Ihre hohe Kapazität basiert auf einem flüssigen Elektrolyten, der an der Grenzschicht zu den Elektroden ein dünnes Dielektrikum von wenigen Atomlagen bilden. Dies wird kombiniert mit einer meist aus Aktivkohle hergestellen großen Elektrodenoberfläche.&lt;br/&gt;Doppelschicht-Kondensatoren haben nur eine Spannungsfestigkeit von ca. 5,5 Volt, eine begrenzte Anzahl von Lade-Entladezyklen (typischerweise eine Million) und eine geringe Lebensauer bei erhöhter Umgebungstemperatur (nur ca. tausend Stunden bei 70 °C). Doppelschicht-Kondensatoren sind wie Elektrolytkondensatoren ebenfalls gepolte Bauelemente.<br /> <br /> Da Doppelschicht-Kondensatoren im Gegensatz zu Akkus nicht überladen werden können, werden sie ohne zusätzlich notwendige Schaltungen meist als geräteinterne unterbrechungsfreie Spannungsversorgung eingesetzt.<br /> <br /> <br /> === Sonderarten ===<br /> <br /> ==== Metallpapier-Kondensator (MP) ====<br /> Sie bestehen aus je zwei Lagen ölgetränktem Papier (als Dielektrikum) und Metallfolie, die aufgewickelt sind. Das Papier dient als mechanische Trennung der Elektroden, das Öl bestimmt die dielektrischen Eigenschaften. MP-Kondensatoren finden vor allem im Bereich der Leistungselektronik, z.B. bei Wechselstrommotoren, Verwendung; im Hochspannungsbereich sind sie selbstheilend.<br /> <br /> <br /> ==== Glimmer-Kondensator ====<br /> Hierbei wird ein Dielektrikum aus dem natürlich vorkommenden Mineral Glimmer verwendet, welches eine hohe Spannungsfestigkeit aufweist und auf Grund seiner Struktur in dünne Blättchen spaltbar ist (bis zu 20 µm). Kondensatoren aus diesem Material werden aufgrund der niedrigen Verlustfaktoren in der Sendetechnik und aufgrund ihre Konstanz in Schwingkreisanwendungen für hohe Anforderungen verwendet. <br /> <br /> <br /> ==== Trimm- und Drehkondensator ====<br /> [[Bild:Funktionsweise_Drehkondensator.png|thumb|Funktionsweise eines Drehkondensators]]<br /> Trimm- bzw. Drehkondensatoren sind Kondensatoren, welche in der Kapazität variabel sind. Durch das verdrehen von mindestens zwei Kondensatorplatten ineinander, kann die Kapazität erhöht oder verringert werden.<br /> Da diese Kondensatoren meist nur Luft als Dielektrikum verwenden, ist die Kapazität sehr gering (etwa 1-100pF). Die Kondensatoren können zum Beispiel zum Abstimmen von Radioempfängern und Sendern sowie zum genauen Abgleich von [[Schwingquarz]]en verwendet werden.<br /> <br /> Die Kapazität ergibt sich aus der Gleichung für Plattenkondensatoren: C = Epsilon_0 * Epsilon_r * A / d<br /> <br /> Verändert man die &quot;Wirksame Oberfläche&quot; A, so verändert sich proportional dazu die Kapazität C.<br /> <br /> == Bauformen ==<br /> <br /> Die heutzutage verfügbaren Bauformen spiegeln den Fortschritt in der Entwicklung sowie den immer weiter steigenden Preisdruck in der Fertigung wieder. Auf die ursprünglich vorhandene mechanischen Befestigung mittels Schrauben folgte die Entwicklung mit Anschlussdrähten für die Leiterplattenmontage (liegende Bauform = axial; stehende Bauform = radial). Heute sind, verbunden mit der Bauteilminiaturisierung, zudem noch die oberflächenmontierbaren SMD-Bauelemente in allen möglichen Varianten verfügbar.<br /> <br /> Daneben finden sich aber auch immer noch Bauformen für speziellen Anforderungen, z.B. Flachband- oder Schraubanschlüsse für Hochstromanwendungen oder Durchführungskondensatoren im HF-/UHF-Bereich.<br /> <br /> <br /> == Anwendungsbeispiele ==<br /> <br /> === Filter ===<br /> Die einfachste Verwendungsmöglichkeit von Kondensatoren findet man im Bereich der Frequenzfilter. Dort werden sie, zusammen mit Widerständen und ggf. auch Spulen als RC- oder RLC-Glieder ausgelegt. In ihrer Funktionalität unterscheidet man die so entstehenden Schaltungen zwischen Tief-, Hoch- oder Bandpassfiltern.<br /> <br /> Ausführliche Informationen dazu siehe unter [[Filter (Elektronik)]]<br /> <br /> <br /> === Schwingkreis ===<br /> Ein Schwingkreis ist eine Reihen- oder Parallelschaltung aus Kondensator und Spule. Sie ist so aufgebaut, daß die vorhandene Energie zwischen dem elektischen Feld des Kondensators und dem magnetischen Feld der Spule periodisch ausgetauscht wird.&lt;br/&gt;Ein Schwingkreis schwingt theoretisch unendlich lange mit seiner idealen Resonanzfrequenz. Infolge der realen Bauteile und deren ohmschen Anteilen gilt jedoch eine davon abweichende reale Resonanzfrequenz; zudem nimmt die Amplitude der Schwingung im Laufe der Zeit ab, man spicht von einer „gedämpften Schwingung“. Durch aktive Verstärkerschaltungen muß regelmäßig wieder Energie zugeführt wird. Eine solche Schaltung bildet dann einen Oszillator.<br /> <br /> Aus einzelnen Bauteilen diskret aufgebaute Schwingkreise werden heute hauptsächlich in der HF-Technik als Abstimmkreise, Oberwellen- oder Frequenzfilter eingesetzt. Hier kommen dann auch oft in ihren Kenngrößen veränderliche Bauteile (Trimmkondensatoren, Kapazitätsdioden, Spulen mit variablen Kernen) zum Einsatz.&lt;br/&gt;In der Digitaltechnik haben diskret aufgebaute Schwingkreise wegen des hohen Schaltungsaufwandes so gut wie keine Bedeutung. Hier werden [[Schwingquarz]]e oder [[Quarzoszillator]]en wegen des einfacheren Schaltungsaufwandes sowie ihrer höheren Frequenzgenauigkeit bevorzugt. <br /> <br /> <br /> === Spannungsstabilisierung ===<br /> Die hohe Welligkeit einer gleichgerichteten Wechselspannung erzwingt eine Glättung vor der Spannungsstabilisierung. Nur so können die Spannungsregler ihre Arbeit einwandfrei erledigen und eine saubere Betriebsspannung zur Verfügung stellen. Bild a. zeigt den Verlauf der Spannung vor und nach einer Gleichtichtung. In Bild b. ist der Einsatz eines Elektrolytkondensators direkt am Ausgang der [[Gleichrichter]]schaltung zu sehen. Bild c. zeigt den Spannungsverlauf U&lt;sub&gt;b&lt;/sub&gt; auf der Ausgangsseite dieses Kondensators (entspricht der Eingangsspannung des Spannungsreglers). Bei der Auswahl des Kondensators muß auf die Spannungsfestigkeit, Kapazität und Strombelastbarkeit geachtet werden.<br /> &lt;gallery&gt;<br /> Bild:M1U spg.JPG|a. Spannungsverlauf vor und nach Gleichrichtung<br /> Bild:Glättkondensator.JPG|b. Einsatz eines Glättkondensators<br /> Bild:Geglättete_Spannung.JPG|c. Spannungsverlauf nach der Glättung<br /> &lt;/gallery&gt;<br /> <br /> === Signalentstörung ===<br /> Die häufigste Anwendung eines Kondensators im Bereich der Signalentstörung ist seine Verwendung als [[Abblockkondensator]]&lt;br/&gt;(Kommentar: Auch wenn Gelehrte streiten mögen, ob das nicht eher zur Spannungsstabilisierung dient... aber die Spannung ist ja stabil im Bereich dessen, was digitale ICs vertragen (müssten)!).<br /> <br /> <br /> == Anmerkungen ==<br /> ''Der Autor möchte hier weder die an anderen Stellen zu findenden Formelsammlungen wiedergeben, noch mit diesem Artikel ein Fachbuch ersetzten. Einzig die Grundlagen, die (aus eigener Erfahrung) für einen Hobby-Bastler von Interesse sind, sollen hier dargestellt werden.''<br /> <br /> <br /> {{Ausbauwunsch|Ausbau der einzelnen Kapitel - Bilder einfügen!}}<br /> <br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://www.elektronikinfo.de/strom/kondensatoren.htm#Funktionsweise Kondensator bei &quot;Elektronik-Info&quot;]<br /> * [http://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik) Wikipedia - Kondensator] <br /> <br /> <br /> == Autor ==<br /> --[[Benutzer:Williwilli|Williwilli]] 08:59, 25. Jul 2008 (CEST)<br /> <br /> [[Kategorie:Grundlagen]]<br /> [[Kategorie:Elektronik]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Feldeffekttransistor&diff=14675 2009-03-20T05:00:21Z

<p>Mausi mick: /* Verwendung für Schaltanwendungen */</p> <hr /> <div>Der Feldeffekttransistor, meist als FET (Field Effect Transistor) bezeichnet, ist ein unipolarer [[Transistor]]. Unipolar deshalb, weil im Gegensatz des bipolaren Transistors, je nach Typ, entweder nur Löcher oder Elektronen am Stromtransport beteiligt sind. <br /> <br /> Der FET hat 3 Anschlüsse, Source (Zufluss, Quelle), Gate und Drain (Abfluss). Ein vierter Anschluss Bulk (Substrat) ist bei Einzeltransistoren i.d.R. mit Source verbunden und nicht extra herausgeführt.<br /> <br /> Die Steuerspannung zwischen Gate und Source erzeugt ein elektrisches Feld. Die dazugehörigen Ladungen beeinflussen die Leitfähigkeit des Source-Drain-Kanals des Feldeffekt-Transistors. Je nach benutzter Isolierung wird zwischen MOSFET und JFET (Junction- oder Sperrschicht-FET) unerschieden. <br /> <br /> Es gibt folgende Formen von FETs:<br /> * Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET)<br /> * Metalloxidhalbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET)<br /> * dual Gate MOSFET : Spezialltype, hauptsächlich für HF<br /> * Schottky-Feldeffekt-Transistor (MESFET) - Spezialtype für HF<br /> * High Electron Mobility Transistor (HEMT) - Spezialtype für HF, &gt; 1 GHz<br /> * Ionen-Sensitiver Feldeffekt-Transistor (ISFET) - als Sensor<br /> <br /> ==Schaltsymbole==<br /> ;N-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol NFET.png]]<br /> <br /> ;P-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol PFET.png]]<br /> <br /> ;N-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETN.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETN2.png]]<br /> <br /> ;P-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETP.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETP2.png]]<br /> <br /> <br /> ==JFET==<br /> JFETs nutzen einen in Sperrrichtung betriebenen p-n-Übergang, um das elektrische Feld zu bilden. Theoretisch kann er auch in Flussrichtung betrieben werden, was allerdings den Vorteil der leistungslosen Ansteuerung zunichte macht. Bei vielen JFETs gibt es keinen, oder wenig, Unterschied zwischen Drain und Source. Sie können also für beide Stromrichtungen benutzt werden.<br /> Ohne Gate-Source Spannung ist ein JFET leitend. Durch Spannung in Sperrichtung wird der Strom reduziert und erreicht bei der Abschnürrspannung schließlich 0. Bei kleinen Drain-Source Spannung verhält sich der JFET wie ein Spannungsgesteuerter Widerstand. Bei Drain-Source Spannung über etwa 1-2 V verhält sich ein JFET wie eine Spannungsgesteuerte Strombegrenzung. JFets werden hauptsächlich als Schalter für Signalspannungen und als schnelle hochohmige Verstärker eingesetzt. Es gibt viele Operationsverstärker mit JFET Eingängen.<br /> Gebräuchliche JFETS sind: BF245, BF256, 2N4416.<br /> <br /> ==MOSFET==<br /> MOSFETs haben eine dünne Oxidschicht als Isolierung zwischen Gate und dem Kanal. MOSFETs können so hergestellt werden, dass sie ohne Gate-Source Spannung sperren (Enhancement-Typ) oder leiten (Depletion-Typ). Die einzeln erhältlichen MOSFETs sind aber ohne Gate-Source-Spannung fast alle sperrend (Enhancement-Typ), P-Channel gibt es wohl nur als Enhancement-Typ. Ab einer Gate-Source-Spannung von z.B. +2 V (N-Channel FET) steigt die Leitfähigkeit bzw. der Drain-Source-Strom an. Für den maximalen Strom sind typisch 10 V oder bei sogenannten Logic-Level Mosfets ca. 4 V nötig. Die maximal zulässige Gate-Source-Spannung liegt je nach Typ bei etwa 20-30 V, bei Logic-Level FETs z.T. darunter . Bei fast allen MOSFETs ist eine Diode zwischen Drain und Source enthalten, die häufig in Schaltungen nicht eigezeichnet ist. Es kann also Drain und Source hier nicht vertauscht werden, wenn mehr als 0,5 V Spannung anliegen. Die integrierte Diode kann bei Brückenschaltungen oft als Freilaufdiode genutzt werden. Besonders kleine MOSFETs sind empfindlich gegen elektrostatische Aufladungen.<br /> <br /> == Verwendung für Schaltanwendungen ==<br /> <br /> Mosfets werden oft für Schaltanwendungen verwendet, da sie grössere Leistungen als bipolare Transistoren schalten können und geringere Verluste haben. Anders als bipolare Transistoren können MOSFETs als Schalter (d.h. bei kleiner Drain-Source Spannung, oder ausgeschaltet) problemlos parallelgeschaltet werden. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil ist, dass sie leistungslos geschaltet werden. Wenn das Gate einmal auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wurde, dann ist keine weitere Steuerleistung nötig. Bei bipolaren Transistoren muss die ganze Zeit ein relativ hoher Basisstrom fliessen. Allerdings hat das Gate eine relativ hohe Kapazität (ca. 1 nF für einen 10 A MOSFET). Um die Verluste beim Schalten zu minimieren, muss das Gate schnell geladen und wieder entladen werden. Dafür ist ein relativ hoher Strom nötig. Aus diesem Grund gibt es fertige Treiberbausteine, wie den ICL7667, die das Gate sehr schnell umladen können. Ein schnelles Schalten des Mosfets ist insbesondere dann wichtig, wenn der Mosfet mit einer hohen Frequenz an- und ausgeschaltet wird (z.B. [[PWM]], Schaltnetzteile). <br /> <br /> Andererseits darf das Schalten auch nicht schneller erfolgen als der Rest der Schaltung es verträgt. Begrenzend sind hier z.B. ungewollte Induktivitäten, die Erhohlzeiten von Dioden und die Gefahr von Funkstörungen. Für eine definierte Schaltzeit wird oft ein kleiner Widerstand (ca. 100 Ohm) vor das Gate geschaltet. Wichtig ist der Widerstand besonders dann, wenn der Aufbau nicht für hohe Frequenzen ausgelegt ist, denn sonst besteht die Gefahr, dass es zwischenzeitlich zu HF-Schwingungen und damit Funkstörungen kommt. <br /> <br /> In der Praxis werden wesentlich häufiger N-Kanal Mosfets als P-Kanal Mosfets verwendet. Das liegt daran, dass sich die Elektronen im Halbleiter leichter bewegen können als Löcher. Aus diesem Grund haben N-Kanal Mosfets bei gleicher Chipfläche einen geringeren RDS_ON und damit geringere Verluste. <br /> <br /> Die folgende Schaltung zeigt die Verwendung eines Mosfets zum Regeln eines Motors über [[PWM]]. Der eingezeichnete BS170 ist allerdings nur für kleine Lasten geeignet.<br /> <br /> [[Bild:fetschaltstufe.jpg|center]]<br /> <br /> == Bauform Beispiel ==<br /> <br /> [[Bild:fetbs170.gif|center]]<br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Feldeffekttransistor&diff=14674 2009-03-20T04:59:34Z

<p>Mausi mick: /* Verwendung für Schaltanwendungen */</p> <hr /> <div>Der Feldeffekttransistor, meist als FET (Field Effect Transistor) bezeichnet, ist ein unipolarer [[Transistor]]. Unipolar deshalb, weil im Gegensatz des bipolaren Transistors, je nach Typ, entweder nur Löcher oder Elektronen am Stromtransport beteiligt sind. <br /> <br /> Der FET hat 3 Anschlüsse, Source (Zufluss, Quelle), Gate und Drain (Abfluss). Ein vierter Anschluss Bulk (Substrat) ist bei Einzeltransistoren i.d.R. mit Source verbunden und nicht extra herausgeführt.<br /> <br /> Die Steuerspannung zwischen Gate und Source erzeugt ein elektrisches Feld. Die dazugehörigen Ladungen beeinflussen die Leitfähigkeit des Source-Drain-Kanals des Feldeffekt-Transistors. Je nach benutzter Isolierung wird zwischen MOSFET und JFET (Junction- oder Sperrschicht-FET) unerschieden. <br /> <br /> Es gibt folgende Formen von FETs:<br /> * Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET)<br /> * Metalloxidhalbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET)<br /> * dual Gate MOSFET : Spezialltype, hauptsächlich für HF<br /> * Schottky-Feldeffekt-Transistor (MESFET) - Spezialtype für HF<br /> * High Electron Mobility Transistor (HEMT) - Spezialtype für HF, &gt; 1 GHz<br /> * Ionen-Sensitiver Feldeffekt-Transistor (ISFET) - als Sensor<br /> <br /> ==Schaltsymbole==<br /> ;N-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol NFET.png]]<br /> <br /> ;P-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol PFET.png]]<br /> <br /> ;N-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETN.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETN2.png]]<br /> <br /> ;P-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETP.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETP2.png]]<br /> <br /> <br /> ==JFET==<br /> JFETs nutzen einen in Sperrrichtung betriebenen p-n-Übergang, um das elektrische Feld zu bilden. Theoretisch kann er auch in Flussrichtung betrieben werden, was allerdings den Vorteil der leistungslosen Ansteuerung zunichte macht. Bei vielen JFETs gibt es keinen, oder wenig, Unterschied zwischen Drain und Source. Sie können also für beide Stromrichtungen benutzt werden.<br /> Ohne Gate-Source Spannung ist ein JFET leitend. Durch Spannung in Sperrichtung wird der Strom reduziert und erreicht bei der Abschnürrspannung schließlich 0. Bei kleinen Drain-Source Spannung verhält sich der JFET wie ein Spannungsgesteuerter Widerstand. Bei Drain-Source Spannung über etwa 1-2 V verhält sich ein JFET wie eine Spannungsgesteuerte Strombegrenzung. JFets werden hauptsächlich als Schalter für Signalspannungen und als schnelle hochohmige Verstärker eingesetzt. Es gibt viele Operationsverstärker mit JFET Eingängen.<br /> Gebräuchliche JFETS sind: BF245, BF256, 2N4416.<br /> <br /> ==MOSFET==<br /> MOSFETs haben eine dünne Oxidschicht als Isolierung zwischen Gate und dem Kanal. MOSFETs können so hergestellt werden, dass sie ohne Gate-Source Spannung sperren (Enhancement-Typ) oder leiten (Depletion-Typ). Die einzeln erhältlichen MOSFETs sind aber ohne Gate-Source-Spannung fast alle sperrend (Enhancement-Typ), P-Channel gibt es wohl nur als Enhancement-Typ. Ab einer Gate-Source-Spannung von z.B. +2 V (N-Channel FET) steigt die Leitfähigkeit bzw. der Drain-Source-Strom an. Für den maximalen Strom sind typisch 10 V oder bei sogenannten Logic-Level Mosfets ca. 4 V nötig. Die maximal zulässige Gate-Source-Spannung liegt je nach Typ bei etwa 20-30 V, bei Logic-Level FETs z.T. darunter . Bei fast allen MOSFETs ist eine Diode zwischen Drain und Source enthalten, die häufig in Schaltungen nicht eigezeichnet ist. Es kann also Drain und Source hier nicht vertauscht werden, wenn mehr als 0,5 V Spannung anliegen. Die integrierte Diode kann bei Brückenschaltungen oft als Freilaufdiode genutzt werden. Besonders kleine MOSFETs sind empfindlich gegen elektrostatische Aufladungen.<br /> <br /> == Verwendung für Schaltanwendungen ==<br /> <br /> Mosfets werden oft für Schaltanwendungen verwendet, da sie grössere Leistungen als bipolare Transistoren schalten können und geringere Verluste haben. Anders als bipolare Transistoren können MOSFETs als Schalter (d.h. bei kleiner Drain-Source Spannung, oder ausgeschaltet) problemlos parallelgeschaltet werden. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil ist, dass sie leistungslos geschaltet werden. Wenn das Gate einmal auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wurde, dann ist keine weitere Steuerleistung nötig. Bei bipolaren Transistoren muss die ganze Zeit ein relativ hoher Basisstrom fliessen. Allerdings hat das Gate eine relativ hohe Kapazität (ca. 1 nF für einen 10 A MOSFET). Um die Verluste beim Schalten zu minimieren, muss das Gate schnell geladen und wieder entladen werden. Dafür ist ein relativ hoher Strom nötig. Aus diesem Grund gibt es fertige Treiberbausteine, wie den ICL7667, die das Gate sehr schnell umladen können. Ein schnelles Schalten des Mosfets ist insbesondere dann wichtig, wenn der Mosfet mit einer hohen Frequenz an- und ausgeschaltet wird (z.B. [[PWM]], Schaltnetzteile). <br /> <br /> Andererseits darf das Schalten auch nicht schneller erfolgen als der Rest der Schaltung es verträgt. Begrenzend sind hier z.B. ungewollte Induktivitäten, die Erhohlzeiten von Dioden und die Gefahr von Funkstörungen. Für eine definierte Schaltzeit wird oft ein kleiner Widerstand (ca. 100 Ohm) vor das Gate geschaltet. Wichtig ist der Widerstand besonders dann, wenn der Aufbau nicht für hohe Frequenzen ausgelegt ist, denn sonst besteht die Gefahr, dass es zwischenzeitlich zu HF-schwingungen und damit Funkstörungen kommt. <br /> <br /> In der Praxis werden wesentlich häufiger N-Kanal Mosfets als P-Kanal Mosfets verwendet. Das liegt daran, dass sich die Elektronen im Halbleiter leichter bewegen können als Löcher. Aus diesem Grund haben N-Kanal Mosfets bei gleicher Chipfläche einen geringeren RDS_ON und damit geringere Verluste. <br /> <br /> Die folgende Schaltung zeigt die Verwendung eines Mosfets zum Regeln eines Motors über [[PWM]]. Der eingezeichnete BS170 ist allerdings nur für kleine Lasten geeignet.<br /> <br /> [[Bild:fetschaltstufe.jpg|center]]<br /> <br /> == Bauform Beispiel ==<br /> <br /> [[Bild:fetbs170.gif|center]]<br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]</div>

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<p>Mausi mick: /* MOSFET */</p> <hr /> <div>Der Feldeffekttransistor, meist als FET (Field Effect Transistor) bezeichnet, ist ein unipolarer [[Transistor]]. Unipolar deshalb, weil im Gegensatz des bipolaren Transistors, je nach Typ, entweder nur Löcher oder Elektronen am Stromtransport beteiligt sind. <br /> <br /> Der FET hat 3 Anschlüsse, Source (Zufluss, Quelle), Gate und Drain (Abfluss). Ein vierter Anschluss Bulk (Substrat) ist bei Einzeltransistoren i.d.R. mit Source verbunden und nicht extra herausgeführt.<br /> <br /> Die Steuerspannung zwischen Gate und Source erzeugt ein elektrisches Feld. Die dazugehörigen Ladungen beeinflussen die Leitfähigkeit des Source-Drain-Kanals des Feldeffekt-Transistors. Je nach benutzter Isolierung wird zwischen MOSFET und JFET (Junction- oder Sperrschicht-FET) unerschieden. <br /> <br /> Es gibt folgende Formen von FETs:<br /> * Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET)<br /> * Metalloxidhalbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET)<br /> * dual Gate MOSFET : Spezialltype, hauptsächlich für HF<br /> * Schottky-Feldeffekt-Transistor (MESFET) - Spezialtype für HF<br /> * High Electron Mobility Transistor (HEMT) - Spezialtype für HF, &gt; 1 GHz<br /> * Ionen-Sensitiver Feldeffekt-Transistor (ISFET) - als Sensor<br /> <br /> ==Schaltsymbole==<br /> ;N-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol NFET.png]]<br /> <br /> ;P-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol PFET.png]]<br /> <br /> ;N-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETN.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETN2.png]]<br /> <br /> ;P-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETP.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETP2.png]]<br /> <br /> <br /> ==JFET==<br /> JFETs nutzen einen in Sperrrichtung betriebenen p-n-Übergang, um das elektrische Feld zu bilden. Theoretisch kann er auch in Flussrichtung betrieben werden, was allerdings den Vorteil der leistungslosen Ansteuerung zunichte macht. Bei vielen JFETs gibt es keinen, oder wenig, Unterschied zwischen Drain und Source. Sie können also für beide Stromrichtungen benutzt werden.<br /> Ohne Gate-Source Spannung ist ein JFET leitend. Durch Spannung in Sperrichtung wird der Strom reduziert und erreicht bei der Abschnürrspannung schließlich 0. Bei kleinen Drain-Source Spannung verhält sich der JFET wie ein Spannungsgesteuerter Widerstand. Bei Drain-Source Spannung über etwa 1-2 V verhält sich ein JFET wie eine Spannungsgesteuerte Strombegrenzung. JFets werden hauptsächlich als Schalter für Signalspannungen und als schnelle hochohmige Verstärker eingesetzt. Es gibt viele Operationsverstärker mit JFET Eingängen.<br /> Gebräuchliche JFETS sind: BF245, BF256, 2N4416.<br /> <br /> ==MOSFET==<br /> MOSFETs haben eine dünne Oxidschicht als Isolierung zwischen Gate und dem Kanal. MOSFETs können so hergestellt werden, dass sie ohne Gate-Source Spannung sperren (Enhancement-Typ) oder leiten (Depletion-Typ). Die einzeln erhältlichen MOSFETs sind aber ohne Gate-Source-Spannung fast alle sperrend (Enhancement-Typ), P-Channel gibt es wohl nur als Enhancement-Typ. Ab einer Gate-Source-Spannung von z.B. +2 V (N-Channel FET) steigt die Leitfähigkeit bzw. der Drain-Source-Strom an. Für den maximalen Strom sind typisch 10 V oder bei sogenannten Logic-Level Mosfets ca. 4 V nötig. Die maximal zulässige Gate-Source-Spannung liegt je nach Typ bei etwa 20-30 V, bei Logic-Level FETs z.T. darunter . Bei fast allen MOSFETs ist eine Diode zwischen Drain und Source enthalten, die häufig in Schaltungen nicht eigezeichnet ist. Es kann also Drain und Source hier nicht vertauscht werden, wenn mehr als 0,5 V Spannung anliegen. Die integrierte Diode kann bei Brückenschaltungen oft als Freilaufdiode genutzt werden. Besonders kleine MOSFETs sind empfindlich gegen elektrostatische Aufladungen.<br /> <br /> == Verwendung für Schaltanwendungen ==<br /> <br /> Mosfets werden oft für Schaltanwendungen verwendet, da sie grössere Leistungen als bipolare Transistoren schalten können und geringere Verluste haben. Anders als bipolare Transistoren können MOSFETs als Schalter (d.h. bei kleiner Drain-Source Spannung, oder ausgeschaltet) problemlos parallelgeschaltet werden. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil ist, dass sie leistungslos geschaltet werden. Wenn das Gate einmal auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wurde, dann ist keine weitere Steuerleistung nötig. Bei bipolaren Transistoren muss die ganze Zeit ein relativ hoher Basisstrom fliessen. Allerdings hat das Gate eine relativ hohe Kapazität (ca. 1 nF für einen 10 A MOSFET). Um die Verluste beim Schalten zu minimieren, muss das Gate schnell geladen und wieder entladen werden. Dafür ist ein relativ hoher Strom nötig. Aus diesem Grund gibt es fertige Treiberbausteine, wie den ICL7667, die das Gate sehr schnell umladen können. Ein schnelles Schalten des Mosfets ist insbesondere dann wichtig, wenn der Mosfet mit einer hohen Frequenz an- und ausgeschaltet wird (z.B. [[PWM]], Schaltnetzteile). <br /> <br /> Andererseits darf das Schalten auch nicht schneller erfolgen als der Rest der Schaltung es verträgt. Begrenzend sind hier z.B. ungewollte Induktivitäten, die Erhohlzeiten von Dioden und die Gefahr von Funkstörungen. Für eine definierte Schaltzeit wird oft ein kleiner Widerstand (ca. 100 Ohm) vor das Gate geschaltet. Wichtig ist der Widerstand besonders dann, wenn der Aufbau nicht für hohe Frequenzen ausgelegt ist, denn sonst besteht die Gefahr, dass es zwischenzeitlich zu HF-schwingungen und damit Funkstörungen kommt. <br /> <br /> In der Praxis werden wesentlich häufiger N-Kanal Mosfets als P-Kanal Mosfets verwendet. Das liegt daran, dass sich die Elektronen im Halbleiter leichter bewegen können als Löcher. Aus diesem Grund haben N-Kanal Mosfets einen geringeren RDS_ON und damit geringere Verluste. <br /> <br /> Die folgende Schaltung zeigt die Verwendung eines Mosfets zum Regeln eines Motors über [[PWM]]. Der eingezeichnete BS170 ist allerdings nur für kleine Lasten geeignet.<br /> <br /> [[Bild:fetschaltstufe.jpg|center]]<br /> <br /> == Bauform Beispiel ==<br /> <br /> [[Bild:fetbs170.gif|center]]<br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Feldeffekttransistor&diff=14672 2009-03-20T04:51:35Z

<p>Mausi mick: /* MOSFET */</p> <hr /> <div>Der Feldeffekttransistor, meist als FET (Field Effect Transistor) bezeichnet, ist ein unipolarer [[Transistor]]. Unipolar deshalb, weil im Gegensatz des bipolaren Transistors, je nach Typ, entweder nur Löcher oder Elektronen am Stromtransport beteiligt sind. <br /> <br /> Der FET hat 3 Anschlüsse, Source (Zufluss, Quelle), Gate und Drain (Abfluss). Ein vierter Anschluss Bulk (Substrat) ist bei Einzeltransistoren i.d.R. mit Source verbunden und nicht extra herausgeführt.<br /> <br /> Die Steuerspannung zwischen Gate und Source erzeugt ein elektrisches Feld. Die dazugehörigen Ladungen beeinflussen die Leitfähigkeit des Source-Drain-Kanals des Feldeffekt-Transistors. Je nach benutzter Isolierung wird zwischen MOSFET und JFET (Junction- oder Sperrschicht-FET) unerschieden. <br /> <br /> Es gibt folgende Formen von FETs:<br /> * Sperrschicht-Feldeffekt-Transistor (JFET)<br /> * Metalloxidhalbleiter-Feldeffekt-Transistor (MOSFET)<br /> * dual Gate MOSFET : Spezialltype, hauptsächlich für HF<br /> * Schottky-Feldeffekt-Transistor (MESFET) - Spezialtype für HF<br /> * High Electron Mobility Transistor (HEMT) - Spezialtype für HF, &gt; 1 GHz<br /> * Ionen-Sensitiver Feldeffekt-Transistor (ISFET) - als Sensor<br /> <br /> ==Schaltsymbole==<br /> ;N-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol NFET.png]]<br /> <br /> ;P-MOSFET: [[Bild:Schaltsymbol PFET.png]]<br /> <br /> ;N-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETN.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETN2.png]]<br /> <br /> ;P-Kanal JFET: [[Bild:Schaltsymbol JFETP.png]] [[Bild:Schaltsymbol JFETP2.png]]<br /> <br /> <br /> ==JFET==<br /> JFETs nutzen einen in Sperrrichtung betriebenen p-n-Übergang, um das elektrische Feld zu bilden. Theoretisch kann er auch in Flussrichtung betrieben werden, was allerdings den Vorteil der leistungslosen Ansteuerung zunichte macht. Bei vielen JFETs gibt es keinen, oder wenig, Unterschied zwischen Drain und Source. Sie können also für beide Stromrichtungen benutzt werden.<br /> Ohne Gate-Source Spannung ist ein JFET leitend. Durch Spannung in Sperrichtung wird der Strom reduziert und erreicht bei der Abschnürrspannung schließlich 0. Bei kleinen Drain-Source Spannung verhält sich der JFET wie ein Spannungsgesteuerter Widerstand. Bei Drain-Source Spannung über etwa 1-2 V verhält sich ein JFET wie eine Spannungsgesteuerte Strombegrenzung. JFets werden hauptsächlich als Schalter für Signalspannungen und als schnelle hochohmige Verstärker eingesetzt. Es gibt viele Operationsverstärker mit JFET Eingängen.<br /> Gebräuchliche JFETS sind: BF245, BF256, 2N4416.<br /> <br /> ==MOSFET==<br /> MOSFETs haben eine dünne Oxidschicht als Isolierung zwischen Gate und dem Kanal. MOSFETs können so hergestellt werden, dass sie ohne Gate-Source Spannung sperren (Enhancement-Typ) oder leiten (Depletion-Typ). Die einzeln erhältlichen MOSFETs sind aber ohne Gate-Source-Spannung fast alle sperrend (Enhancement-Typ), P-Channel gibt es wohl nur als Enhancement-Typ. Ab einer Gate-Source-Spannung von z.B. +2 V (N-Channel FET) steigt die Leitfähigkeit bzw. der Drain-Source-Strom an. Für den maximalen Strom sind typisch 10 V oder bei sogenannten Logic-Level Mosfets ca. 4 V nötig. Die maximal zulässige Gate-Source-Spannung liegt je nach Typ bei etwa 20-30 V, bei Logic-Level FETs z.T. darunter . Bei fast allen MOSFETs ist eine Diode zwischen Drain und Source enthalten. Es kann also Drain und Source hier nicht vertauscht werden, wenn mehr als 0,5 V Spannung anliegen. Die integrierte Diode kann bei Brückenschaltungen oft als Freilaufdiode genutzt werden. Besonders kleine MOSFETs sind empfindlich gegen elektrostatische Aufladungen.<br /> <br /> == Verwendung für Schaltanwendungen ==<br /> <br /> Mosfets werden oft für Schaltanwendungen verwendet, da sie grössere Leistungen als bipolare Transistoren schalten können und geringere Verluste haben. Anders als bipolare Transistoren können MOSFETs als Schalter (d.h. bei kleiner Drain-Source Spannung, oder ausgeschaltet) problemlos parallelgeschaltet werden. Ein weiterer, wesentlicher Vorteil ist, dass sie leistungslos geschaltet werden. Wenn das Gate einmal auf eine bestimmte Spannung aufgeladen wurde, dann ist keine weitere Steuerleistung nötig. Bei bipolaren Transistoren muss die ganze Zeit ein relativ hoher Basisstrom fliessen. Allerdings hat das Gate eine relativ hohe Kapazität (ca. 1 nF für einen 10 A MOSFET). Um die Verluste beim Schalten zu minimieren, muss das Gate schnell geladen und wieder entladen werden. Dafür ist ein relativ hoher Strom nötig. Aus diesem Grund gibt es fertige Treiberbausteine, wie den ICL7667, die das Gate sehr schnell umladen können. Ein schnelles Schalten des Mosfets ist insbesondere dann wichtig, wenn der Mosfet mit einer hohen Frequenz an- und ausgeschaltet wird (z.B. [[PWM]], Schaltnetzteile). <br /> <br /> Andererseits darf das Schalten auch nicht schneller erfolgen als der Rest der Schaltung es verträgt. Begrenzend sind hier z.B. ungewollte Induktivitäten, die Erhohlzeiten von Dioden und die Gefahr von Funkstörungen. Für eine definierte Schaltzeit wird oft ein kleiner Widerstand (ca. 100 Ohm) vor das Gate geschaltet. Wichtig ist der Widerstand besonders dann, wenn der Aufbau nicht für hohe Frequenzen ausgelegt ist, denn sonst besteht die Gefahr, dass es zwischenzeitlich zu HF-schwingungen und damit Funkstörungen kommt. <br /> <br /> In der Praxis werden wesentlich häufiger N-Kanal Mosfets als P-Kanal Mosfets verwendet. Das liegt daran, dass sich die Elektronen im Halbleiter leichter bewegen können als Löcher. Aus diesem Grund haben N-Kanal Mosfets einen geringeren RDS_ON und damit geringere Verluste. <br /> <br /> Die folgende Schaltung zeigt die Verwendung eines Mosfets zum Regeln eines Motors über [[PWM]]. Der eingezeichnete BS170 ist allerdings nur für kleine Lasten geeignet.<br /> <br /> [[Bild:fetschaltstufe.jpg|center]]<br /> <br /> == Bauform Beispiel ==<br /> <br /> [[Bild:fetbs170.gif|center]]<br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Diode&diff=9147 2006-10-06T15:10:02Z

<p>Mausi mick: /* Zenerdiode */</p> <hr /> <div>Eine Diode hat die Eigenschaft, Strom nur in einer Richtung durchzulassen.<br /> Sehr häufig werden Dioden als sogenannte Gleichrichterdioden verwendet. Dadurch dass Dioden Strom nur in eine Richtung durchlassen, erhält man am Ausgang einen pulsierenden Gleichstrom der dann mit Hilfe eines Elkos geglättet wird. Es gibt jedoch noch viele weitere Anwendungen in der Elektronik, bei denen es darauf ankommt, daß sehr kleine Steuerströme nur in eine Richtung fließen können. Dioden auch als Schutzdioden werden auch genutzt um eine teure Schaltung (Controllerboards) vor der Zerstörung durch eine Verpolung zu schützen. <br /> <br /> Eine Diode besteht aus zwei Schichten, einem n-dotierten und einem p-dotierten Halbleitermaterial, die sich berühren. Aufgrund von Abstoßung bzw. Anziehung von gleichen Ladungen findet abhängig von der Polung einer externen Spannungquelle entweder ein Stromfluß statt oder wird komplett unterbunden. Somit leitet eine Diode nur in eine Richtung. <br /> <br /> ==Schaltzeichen==<br /> <br /> [[Bild:schaltzeichendiode.jpg]] [[Bild:Diodebeispiel.gif]]<br /> <br /> <br /> [[Bild:kennliniediode.jpg|Kennlinienverlauf von Germanium- und Silizium-Dioden]]<br /> <br /> <br /> <br /> ==Einige Spezialformen==<br /> <br /> ===Schottky Diode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Schottkydiode.png|left|Schaltsymbol Schottkydiode]]<br /> Hier erfolgt die Sperrschichtbildung zwischen einem N-dotierten Siliziumkristall und einer Metallelektrode (Randschichttheorie nach W. Schottky, 1938). Kennzeichen des nach dem Planarverfahren hergestellten Metall-Halbleiterübergangs sind eine gegenüber Silizium niedrige Kniespannung (0,3V...0,4V), ein sehr scharfer Kennlinienknick in Durchlaß- und Sperrichtung, ein streng exponentieller Kennlinienverlauf, niedrige Sperrströme, geringes Rauschen und extrem schnelle Schaltzeiten. Somit sind Schottky-Dioden hervorragend geeignet zum Gleichrichten von Wechselspannungen bis 50 GHz.<br /> <br /> ===Lawinen-Gleichrichterdiode===<br /> Im Gegensatz zu normalen Dioden darf die Durchbruchspannung U(BR) mit nichtperiodischen Verlustleistungsimpulsen überschritten werden, ohne daß damit die Lawinen-Gleichrichterdiode (Si-Diode mit kontrolliertem Durchbruchverhalten) zerstört wird.<br /> <br /> ===Selengleichrichter===<br /> Die Selengleichrichter (polykristallin) haben im Vergleich zu Siliziumgleichrichtern größere Abmessungen und hohe Durchlaß- und Sperrverlußte. Vorteilhaft ist eine höhere Überlastbarkeit und der Überlastschutz mit normalen flinken Sicherungen. Je Gleichrichterplatte werden bis zu 45 Volt Sperrspannung und Stromdichten bis zu 150mA/cm2 erreicht.<br /> <br /> ===Zenerdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Zenerdiode.png|Schaltsymbol Zenerdiode]]<br /> <br /> Dioden, die ab einer bestimmten Spannung (Zenerspannung) auch in Sperrichtung leitend werden<br /> <br /> Anmerkung: Das werden wohl alle Dioden oberhalb ihrer Sperrspannung, nur sind die Zenerdioden für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Sie haben bei der sogenannten Zenerspannung eine sehr steile Kennlinie, die relativ temeperaturstabil ist.<br /> Daher werden Zenerdioden meist zur Spannungsstabilisierung eingesetzt. Den niedrigsten Temperatukoeffizienten und die steilste<br /> Kennlinie haben Zenersioden mit einer Sperrspannung zwischen 5V und ca 6V.<br /> <br /> ===Lumineszenzdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Lunineszenzdiode.png|left|Schaltsymbol Lunineszenzdiode (LED)]]<br /> Besser bekannt als &quot;[[Leuchtdioden|Leuchtdiode]]&quot; oder kurz LED. In Durchlassrichtung wird ein Teil der beim Passieren des pn-Übergangs freiwerdenden Energie in Form von Licht charakteristischer Wellenlänge frei.<br /> Die Vorwärtsspannung der Leuchtdiode ist um so größer, je höher die Energie der ausgesendeten Photonen ist. Sie ist am kleinsten für Infrarotdioden (IR-Diode (ca 1,2V)) und steigt von Rot (ca 1,5-1,8V) über Gelb, Grün bis zu Blau/Weiss und Ultraviolett (UV-Diode)(ca 3V-3,5V). Sie sind sensibel gegen Überstrom und Falschpolung (sehr geringe Sperrspannung)!<br /> <br /> Treffen Photonen entsprechender Frequenz auf den pn-Übergang, bewirken diese eine Ladungstrennung. Eine Leuchtdiode kann in gewissem Umfang also auch als Photodiode ( mit schmalen Farbspektrum ) eingesetzt werden.<br /> <br /> ===Photodiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Photodiode.png|Schaltsymbol Photodiode (LED)]]<br /> <br /> Auf die pn-Schicht auftreffende Photonen einer bestimmten Frequenz trennen dort Ladungsträger, was zu einer intensitätsabhängigen Spannung führt, bzw. die Photodiode wird zu einer Stromquelle. Zusätzlich tritt eine Kapazitätsänderung (in Sperrichtung gemessen) ein. Auch Leuchtdioden sind in dewissem Umfang als Photodioden einsetzbar.<br /> <br /> ===Tunneldiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Tunneldiode.png|left|Schaltsymbol Tunneldiode]]<br /> <br /> Bei einer Tunneldiode befindet sich zwischen den Halbleiterschichten eine dünne Isolatorschicht, durch die Ladungsträger schon bei kleinen Spannungen hindurchtunneln können, so daß diese Dioden in Durchlassrichtung zusätzlich ein lokales Leitfähigkeits-Maximum aufweisen. Sie zeichnen sich also dadurch aus, daß sie für bestimmte Spannungen einen negativen differenziellen Widerstand haben, also gilt<br /> :&lt;math&gt;<br /> \frac{\mathrm{d}I(U)}{\mathrm{d}U} &lt; 0<br /> &lt;/math&gt;<br /> In dem Bereich ist die Kennlinie fallend, und nicht wie sonst üblich überall mit der Spannung steigend.<br /> <br /> ===Kapazitätsdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Kapazitätsdiode.png|Schaltsymbol Kapazitätsdiode]]<br /> <br /> ===Laser-Diode===<br /> <br /> ===Röhrendiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Röhrendiode.png|left|Schaltsymbol Diode (Röhre)]]<br /> Die älteste Form der Diode. Eine Röhrendiode ist eine Elektronenröhre mit zwei Elektroden: Kathode und Anode. An der Kathode treten durch Glüh-, Photo oder Feldemmission Elektronen aus. Ist die Anode positiv gegenübder der Kathode, werden die Elektronen von der Kathode &quot;abgesaugt&quot; und es fliesst ein Strom. Ist die Anode negativ, fliesst kein Strom, da die Anode keine Elektroden emittieren kann.<br /> Die Kathode ist oft mit einem speziellen Material überzogen, das eine niedrige Austrittsenergie für Elektronen aufweist und zudem als Heizwendel ausgebildet. <br /> <br /> Bei Beleuchtung der Kathode können Ladungsträger durch den äusseren Photoeffekt gebildet werden und die Diode wird zu einer Stromquelle (Photodiode).<br /> <br /> == Schaltbeispiele ==<br /> <br /> ===Freilaufdiode===<br /> [[Bild:Freilaufdiode.png]]<br /> <br /> Bei einer Freilaufdiode handelt es sich nicht um einen bestimmten Diodentyp, der Begriff bezeichnet vielmehr eine Diode, die wie gezeigt verschaltet ist. Damit der Strom durch die induktive Last (Motor, Relaisspule, etc) nach Abschalten der Spannung (Öffnen des Schalters) weiter fliessen kann bzw. Spannungsspitzen durch Induktion vermieden werden, wird an die Last antiparallel zur Stromflussrichtung eine Diode angeschlossen. Geeignet ist eine Diode als Freilaufdiode, wenn sie in der Lage ist, die entstehende Verlustleistung aufzunehmen und den fliessenden Strom verkraftet. Die Verlustleistung ist um so kleiner, je geringer die Vorwärtsspannung der Diode ist. Von daher sind Schottkydioden besonders gut als Freilaufdioden geeignet.<br /> Anmerkung: Da die Freilaufdiode in Sperrrichtung betrieben wird, sollte man auf die Sperrspannung achten (bei Schottkydioden liegt sie je nach Typ zwischen ca 20V und 90V !).<br /> <br /> ==Siehe auch==<br /> * [[Leuchtdioden]]<br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://geoastro.de/Quiz/Schaltung/Schaltung.html Dioden Lerntest]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]<br /> [[Kategorie:Grundlagen]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Diode&diff=9146 2006-10-06T15:00:55Z

<p>Mausi mick: /* Lumineszenzdiode */</p> <hr /> <div>Eine Diode hat die Eigenschaft, Strom nur in einer Richtung durchzulassen.<br /> Sehr häufig werden Dioden als sogenannte Gleichrichterdioden verwendet. Dadurch dass Dioden Strom nur in eine Richtung durchlassen, erhält man am Ausgang einen pulsierenden Gleichstrom der dann mit Hilfe eines Elkos geglättet wird. Es gibt jedoch noch viele weitere Anwendungen in der Elektronik, bei denen es darauf ankommt, daß sehr kleine Steuerströme nur in eine Richtung fließen können. Dioden auch als Schutzdioden werden auch genutzt um eine teure Schaltung (Controllerboards) vor der Zerstörung durch eine Verpolung zu schützen. <br /> <br /> Eine Diode besteht aus zwei Schichten, einem n-dotierten und einem p-dotierten Halbleitermaterial, die sich berühren. Aufgrund von Abstoßung bzw. Anziehung von gleichen Ladungen findet abhängig von der Polung einer externen Spannungquelle entweder ein Stromfluß statt oder wird komplett unterbunden. Somit leitet eine Diode nur in eine Richtung. <br /> <br /> ==Schaltzeichen==<br /> <br /> [[Bild:schaltzeichendiode.jpg]] [[Bild:Diodebeispiel.gif]]<br /> <br /> <br /> [[Bild:kennliniediode.jpg|Kennlinienverlauf von Germanium- und Silizium-Dioden]]<br /> <br /> <br /> <br /> ==Einige Spezialformen==<br /> <br /> ===Schottky Diode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Schottkydiode.png|left|Schaltsymbol Schottkydiode]]<br /> Hier erfolgt die Sperrschichtbildung zwischen einem N-dotierten Siliziumkristall und einer Metallelektrode (Randschichttheorie nach W. Schottky, 1938). Kennzeichen des nach dem Planarverfahren hergestellten Metall-Halbleiterübergangs sind eine gegenüber Silizium niedrige Kniespannung (0,3V...0,4V), ein sehr scharfer Kennlinienknick in Durchlaß- und Sperrichtung, ein streng exponentieller Kennlinienverlauf, niedrige Sperrströme, geringes Rauschen und extrem schnelle Schaltzeiten. Somit sind Schottky-Dioden hervorragend geeignet zum Gleichrichten von Wechselspannungen bis 50 GHz.<br /> <br /> ===Lawinen-Gleichrichterdiode===<br /> Im Gegensatz zu normalen Dioden darf die Durchbruchspannung U(BR) mit nichtperiodischen Verlustleistungsimpulsen überschritten werden, ohne daß damit die Lawinen-Gleichrichterdiode (Si-Diode mit kontrolliertem Durchbruchverhalten) zerstört wird.<br /> <br /> ===Selengleichrichter===<br /> Die Selengleichrichter (polykristallin) haben im Vergleich zu Siliziumgleichrichtern größere Abmessungen und hohe Durchlaß- und Sperrverlußte. Vorteilhaft ist eine höhere Überlastbarkeit und der Überlastschutz mit normalen flinken Sicherungen. Je Gleichrichterplatte werden bis zu 45 Volt Sperrspannung und Stromdichten bis zu 150mA/cm2 erreicht.<br /> <br /> ===Zenerdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Zenerdiode.png|Schaltsymbol Zenerdiode]]<br /> <br /> Dioden, die ab einer bestimmten Spannung (Zenerspannung) auch in Sperrichtung leitend werden<br /> <br /> ===Lumineszenzdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Lunineszenzdiode.png|left|Schaltsymbol Lunineszenzdiode (LED)]]<br /> Besser bekannt als &quot;[[Leuchtdioden|Leuchtdiode]]&quot; oder kurz LED. In Durchlassrichtung wird ein Teil der beim Passieren des pn-Übergangs freiwerdenden Energie in Form von Licht charakteristischer Wellenlänge frei.<br /> Die Vorwärtsspannung der Leuchtdiode ist um so größer, je höher die Energie der ausgesendeten Photonen ist. Sie ist am kleinsten für Infrarotdioden (IR-Diode (ca 1,2V)) und steigt von Rot (ca 1,5-1,8V) über Gelb, Grün bis zu Blau/Weiss und Ultraviolett (UV-Diode)(ca 3V-3,5V). Sie sind sensibel gegen Überstrom und Falschpolung (sehr geringe Sperrspannung)!<br /> <br /> Treffen Photonen entsprechender Frequenz auf den pn-Übergang, bewirken diese eine Ladungstrennung. Eine Leuchtdiode kann in gewissem Umfang also auch als Photodiode ( mit schmalen Farbspektrum ) eingesetzt werden.<br /> <br /> ===Photodiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Photodiode.png|Schaltsymbol Photodiode (LED)]]<br /> <br /> Auf die pn-Schicht auftreffende Photonen einer bestimmten Frequenz trennen dort Ladungsträger, was zu einer intensitätsabhängigen Spannung führt, bzw. die Photodiode wird zu einer Stromquelle. Zusätzlich tritt eine Kapazitätsänderung (in Sperrichtung gemessen) ein. Auch Leuchtdioden sind in dewissem Umfang als Photodioden einsetzbar.<br /> <br /> ===Tunneldiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Tunneldiode.png|left|Schaltsymbol Tunneldiode]]<br /> <br /> Bei einer Tunneldiode befindet sich zwischen den Halbleiterschichten eine dünne Isolatorschicht, durch die Ladungsträger schon bei kleinen Spannungen hindurchtunneln können, so daß diese Dioden in Durchlassrichtung zusätzlich ein lokales Leitfähigkeits-Maximum aufweisen. Sie zeichnen sich also dadurch aus, daß sie für bestimmte Spannungen einen negativen differenziellen Widerstand haben, also gilt<br /> :&lt;math&gt;<br /> \frac{\mathrm{d}I(U)}{\mathrm{d}U} &lt; 0<br /> &lt;/math&gt;<br /> In dem Bereich ist die Kennlinie fallend, und nicht wie sonst üblich überall mit der Spannung steigend.<br /> <br /> ===Kapazitätsdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Kapazitätsdiode.png|Schaltsymbol Kapazitätsdiode]]<br /> <br /> ===Laser-Diode===<br /> <br /> ===Röhrendiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Röhrendiode.png|left|Schaltsymbol Diode (Röhre)]]<br /> Die älteste Form der Diode. Eine Röhrendiode ist eine Elektronenröhre mit zwei Elektroden: Kathode und Anode. An der Kathode treten durch Glüh-, Photo oder Feldemmission Elektronen aus. Ist die Anode positiv gegenübder der Kathode, werden die Elektronen von der Kathode &quot;abgesaugt&quot; und es fliesst ein Strom. Ist die Anode negativ, fliesst kein Strom, da die Anode keine Elektroden emittieren kann.<br /> Die Kathode ist oft mit einem speziellen Material überzogen, das eine niedrige Austrittsenergie für Elektronen aufweist und zudem als Heizwendel ausgebildet. <br /> <br /> Bei Beleuchtung der Kathode können Ladungsträger durch den äusseren Photoeffekt gebildet werden und die Diode wird zu einer Stromquelle (Photodiode).<br /> <br /> == Schaltbeispiele ==<br /> <br /> ===Freilaufdiode===<br /> [[Bild:Freilaufdiode.png]]<br /> <br /> Bei einer Freilaufdiode handelt es sich nicht um einen bestimmten Diodentyp, der Begriff bezeichnet vielmehr eine Diode, die wie gezeigt verschaltet ist. Damit der Strom durch die induktive Last (Motor, Relaisspule, etc) nach Abschalten der Spannung (Öffnen des Schalters) weiter fliessen kann bzw. Spannungsspitzen durch Induktion vermieden werden, wird an die Last antiparallel zur Stromflussrichtung eine Diode angeschlossen. Geeignet ist eine Diode als Freilaufdiode, wenn sie in der Lage ist, die entstehende Verlustleistung aufzunehmen und den fliessenden Strom verkraftet. Die Verlustleistung ist um so kleiner, je geringer die Vorwärtsspannung der Diode ist. Von daher sind Schottkydioden besonders gut als Freilaufdioden geeignet.<br /> Anmerkung: Da die Freilaufdiode in Sperrrichtung betrieben wird, sollte man auf die Sperrspannung achten (bei Schottkydioden liegt sie je nach Typ zwischen ca 20V und 90V !).<br /> <br /> ==Siehe auch==<br /> * [[Leuchtdioden]]<br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://geoastro.de/Quiz/Schaltung/Schaltung.html Dioden Lerntest]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]<br /> [[Kategorie:Grundlagen]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Diode&diff=9145 2006-10-06T14:56:37Z

<p>Mausi mick: /* Lumineszenzdiode */</p> <hr /> <div>Eine Diode hat die Eigenschaft, Strom nur in einer Richtung durchzulassen.<br /> Sehr häufig werden Dioden als sogenannte Gleichrichterdioden verwendet. Dadurch dass Dioden Strom nur in eine Richtung durchlassen, erhält man am Ausgang einen pulsierenden Gleichstrom der dann mit Hilfe eines Elkos geglättet wird. Es gibt jedoch noch viele weitere Anwendungen in der Elektronik, bei denen es darauf ankommt, daß sehr kleine Steuerströme nur in eine Richtung fließen können. Dioden auch als Schutzdioden werden auch genutzt um eine teure Schaltung (Controllerboards) vor der Zerstörung durch eine Verpolung zu schützen. <br /> <br /> Eine Diode besteht aus zwei Schichten, einem n-dotierten und einem p-dotierten Halbleitermaterial, die sich berühren. Aufgrund von Abstoßung bzw. Anziehung von gleichen Ladungen findet abhängig von der Polung einer externen Spannungquelle entweder ein Stromfluß statt oder wird komplett unterbunden. Somit leitet eine Diode nur in eine Richtung. <br /> <br /> ==Schaltzeichen==<br /> <br /> [[Bild:schaltzeichendiode.jpg]] [[Bild:Diodebeispiel.gif]]<br /> <br /> <br /> [[Bild:kennliniediode.jpg|Kennlinienverlauf von Germanium- und Silizium-Dioden]]<br /> <br /> <br /> <br /> ==Einige Spezialformen==<br /> <br /> ===Schottky Diode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Schottkydiode.png|left|Schaltsymbol Schottkydiode]]<br /> Hier erfolgt die Sperrschichtbildung zwischen einem N-dotierten Siliziumkristall und einer Metallelektrode (Randschichttheorie nach W. Schottky, 1938). Kennzeichen des nach dem Planarverfahren hergestellten Metall-Halbleiterübergangs sind eine gegenüber Silizium niedrige Kniespannung (0,3V...0,4V), ein sehr scharfer Kennlinienknick in Durchlaß- und Sperrichtung, ein streng exponentieller Kennlinienverlauf, niedrige Sperrströme, geringes Rauschen und extrem schnelle Schaltzeiten. Somit sind Schottky-Dioden hervorragend geeignet zum Gleichrichten von Wechselspannungen bis 50 GHz.<br /> <br /> ===Lawinen-Gleichrichterdiode===<br /> Im Gegensatz zu normalen Dioden darf die Durchbruchspannung U(BR) mit nichtperiodischen Verlustleistungsimpulsen überschritten werden, ohne daß damit die Lawinen-Gleichrichterdiode (Si-Diode mit kontrolliertem Durchbruchverhalten) zerstört wird.<br /> <br /> ===Selengleichrichter===<br /> Die Selengleichrichter (polykristallin) haben im Vergleich zu Siliziumgleichrichtern größere Abmessungen und hohe Durchlaß- und Sperrverlußte. Vorteilhaft ist eine höhere Überlastbarkeit und der Überlastschutz mit normalen flinken Sicherungen. Je Gleichrichterplatte werden bis zu 45 Volt Sperrspannung und Stromdichten bis zu 150mA/cm2 erreicht.<br /> <br /> ===Zenerdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Zenerdiode.png|Schaltsymbol Zenerdiode]]<br /> <br /> Dioden, die ab einer bestimmten Spannung (Zenerspannung) auch in Sperrichtung leitend werden<br /> <br /> ===Lumineszenzdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Lunineszenzdiode.png|left|Schaltsymbol Lunineszenzdiode (LED)]]<br /> Besser bekannt als &quot;[[Leuchtdioden|Leuchtdiode]]&quot; oder kurz LED. In Durchlassrichtung wird ein Teil der beim Passieren des pn-Übergangs freiwerdenden Energie in Form von Licht charakteristischer Wellenlänge frei.<br /> Die Vorwärtsspannung der Leuchtdiode ist um so größer, je höher die Energie der ausgesendeten Photonen ist. Sie ist am kleinsten für Infrarotdioden (IR-Diode (ca 1,2V)) und steigt von Rot (ca 1,5-1,8V) über Gelb, Grün bis zu Blau/Weiss und Ultraviolett (UV-Diode)(ca 3V-3,5V). Sie sind sensibel gegen Überstrom und Falschpolung (sehr geringe Sperrspannung)!<br /> <br /> Treffen Photonen entsprechender Frequenz auf den pn-Übergang, bewirken diese eine Ladungstrennung. Eine Leuchtdiode kann in gewissem Umfang also auch als Photodiode eingesetzt werden.<br /> <br /> ===Photodiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Photodiode.png|Schaltsymbol Photodiode (LED)]]<br /> <br /> Auf die pn-Schicht auftreffende Photonen einer bestimmten Frequenz trennen dort Ladungsträger, was zu einer intensitätsabhängigen Spannung führt, bzw. die Photodiode wird zu einer Stromquelle. Zusätzlich tritt eine Kapazitätsänderung (in Sperrichtung gemessen) ein. Auch Leuchtdioden sind in dewissem Umfang als Photodioden einsetzbar.<br /> <br /> ===Tunneldiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Tunneldiode.png|left|Schaltsymbol Tunneldiode]]<br /> <br /> Bei einer Tunneldiode befindet sich zwischen den Halbleiterschichten eine dünne Isolatorschicht, durch die Ladungsträger schon bei kleinen Spannungen hindurchtunneln können, so daß diese Dioden in Durchlassrichtung zusätzlich ein lokales Leitfähigkeits-Maximum aufweisen. Sie zeichnen sich also dadurch aus, daß sie für bestimmte Spannungen einen negativen differenziellen Widerstand haben, also gilt<br /> :&lt;math&gt;<br /> \frac{\mathrm{d}I(U)}{\mathrm{d}U} &lt; 0<br /> &lt;/math&gt;<br /> In dem Bereich ist die Kennlinie fallend, und nicht wie sonst üblich überall mit der Spannung steigend.<br /> <br /> ===Kapazitätsdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Kapazitätsdiode.png|Schaltsymbol Kapazitätsdiode]]<br /> <br /> ===Laser-Diode===<br /> <br /> ===Röhrendiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Röhrendiode.png|left|Schaltsymbol Diode (Röhre)]]<br /> Die älteste Form der Diode. Eine Röhrendiode ist eine Elektronenröhre mit zwei Elektroden: Kathode und Anode. An der Kathode treten durch Glüh-, Photo oder Feldemmission Elektronen aus. Ist die Anode positiv gegenübder der Kathode, werden die Elektronen von der Kathode &quot;abgesaugt&quot; und es fliesst ein Strom. Ist die Anode negativ, fliesst kein Strom, da die Anode keine Elektroden emittieren kann.<br /> Die Kathode ist oft mit einem speziellen Material überzogen, das eine niedrige Austrittsenergie für Elektronen aufweist und zudem als Heizwendel ausgebildet. <br /> <br /> Bei Beleuchtung der Kathode können Ladungsträger durch den äusseren Photoeffekt gebildet werden und die Diode wird zu einer Stromquelle (Photodiode).<br /> <br /> == Schaltbeispiele ==<br /> <br /> ===Freilaufdiode===<br /> [[Bild:Freilaufdiode.png]]<br /> <br /> Bei einer Freilaufdiode handelt es sich nicht um einen bestimmten Diodentyp, der Begriff bezeichnet vielmehr eine Diode, die wie gezeigt verschaltet ist. Damit der Strom durch die induktive Last (Motor, Relaisspule, etc) nach Abschalten der Spannung (Öffnen des Schalters) weiter fliessen kann bzw. Spannungsspitzen durch Induktion vermieden werden, wird an die Last antiparallel zur Stromflussrichtung eine Diode angeschlossen. Geeignet ist eine Diode als Freilaufdiode, wenn sie in der Lage ist, die entstehende Verlustleistung aufzunehmen und den fliessenden Strom verkraftet. Die Verlustleistung ist um so kleiner, je geringer die Vorwärtsspannung der Diode ist. Von daher sind Schottkydioden besonders gut als Freilaufdioden geeignet.<br /> Anmerkung: Da die Freilaufdiode in Sperrrichtung betrieben wird, sollte man auf die Sperrspannung achten (bei Schottkydioden liegt sie je nach Typ zwischen ca 20V und 90V !).<br /> <br /> ==Siehe auch==<br /> * [[Leuchtdioden]]<br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://geoastro.de/Quiz/Schaltung/Schaltung.html Dioden Lerntest]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]<br /> [[Kategorie:Grundlagen]]</div>

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<p>Mausi mick: /* Lumineszenzdiode */</p> <hr /> <div>Eine Diode hat die Eigenschaft, Strom nur in einer Richtung durchzulassen.<br /> Sehr häufig werden Dioden als sogenannte Gleichrichterdioden verwendet. Dadurch dass Dioden Strom nur in eine Richtung durchlassen, erhält man am Ausgang einen pulsierenden Gleichstrom der dann mit Hilfe eines Elkos geglättet wird. Es gibt jedoch noch viele weitere Anwendungen in der Elektronik, bei denen es darauf ankommt, daß sehr kleine Steuerströme nur in eine Richtung fließen können. Dioden auch als Schutzdioden werden auch genutzt um eine teure Schaltung (Controllerboards) vor der Zerstörung durch eine Verpolung zu schützen. <br /> <br /> Eine Diode besteht aus zwei Schichten, einem n-dotierten und einem p-dotierten Halbleitermaterial, die sich berühren. Aufgrund von Abstoßung bzw. Anziehung von gleichen Ladungen findet abhängig von der Polung einer externen Spannungquelle entweder ein Stromfluß statt oder wird komplett unterbunden. Somit leitet eine Diode nur in eine Richtung. <br /> <br /> ==Schaltzeichen==<br /> <br /> [[Bild:schaltzeichendiode.jpg]] [[Bild:Diodebeispiel.gif]]<br /> <br /> <br /> [[Bild:kennliniediode.jpg|Kennlinienverlauf von Germanium- und Silizium-Dioden]]<br /> <br /> <br /> <br /> ==Einige Spezialformen==<br /> <br /> ===Schottky Diode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Schottkydiode.png|left|Schaltsymbol Schottkydiode]]<br /> Hier erfolgt die Sperrschichtbildung zwischen einem N-dotierten Siliziumkristall und einer Metallelektrode (Randschichttheorie nach W. Schottky, 1938). Kennzeichen des nach dem Planarverfahren hergestellten Metall-Halbleiterübergangs sind eine gegenüber Silizium niedrige Kniespannung (0,3V...0,4V), ein sehr scharfer Kennlinienknick in Durchlaß- und Sperrichtung, ein streng exponentieller Kennlinienverlauf, niedrige Sperrströme, geringes Rauschen und extrem schnelle Schaltzeiten. Somit sind Schottky-Dioden hervorragend geeignet zum Gleichrichten von Wechselspannungen bis 50 GHz.<br /> <br /> ===Lawinen-Gleichrichterdiode===<br /> Im Gegensatz zu normalen Dioden darf die Durchbruchspannung U(BR) mit nichtperiodischen Verlustleistungsimpulsen überschritten werden, ohne daß damit die Lawinen-Gleichrichterdiode (Si-Diode mit kontrolliertem Durchbruchverhalten) zerstört wird.<br /> <br /> ===Selengleichrichter===<br /> Die Selengleichrichter (polykristallin) haben im Vergleich zu Siliziumgleichrichtern größere Abmessungen und hohe Durchlaß- und Sperrverlußte. Vorteilhaft ist eine höhere Überlastbarkeit und der Überlastschutz mit normalen flinken Sicherungen. Je Gleichrichterplatte werden bis zu 45 Volt Sperrspannung und Stromdichten bis zu 150mA/cm2 erreicht.<br /> <br /> ===Zenerdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Zenerdiode.png|Schaltsymbol Zenerdiode]]<br /> <br /> Dioden, die ab einer bestimmten Spannung (Zenerspannung) auch in Sperrichtung leitend werden<br /> <br /> ===Lumineszenzdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Lunineszenzdiode.png|left|Schaltsymbol Lunineszenzdiode (LED)]]<br /> Besser bekannt als &quot;[[Leuchtdioden|Leuchtdiode]]&quot; oder kurz LED. In Durchlassrichtung wird ein Teil der beim Passieren des pn-Übergangs freiwerdenden Energie in Form von Licht charakteristischer Wellenlänge frei.<br /> Die Vorwärtsspannung der Leuchtdiode ist um so größer, je höher die Energie der ausgesendeten Photonen ist. Sie ist am kleinsten für Infrarotdioden (IR-Diode (ca 1,2V)) und steigt von Rot (ca 1,5-1,8V) über Gelb, Grün bis zu Blau/Weiss und Ultraviolett (UV-Diode)(ca 3V-3,5V). Sie sind sensibel gegen Überstrom und Falschpolung (sehr geinge Sperrspannung)!<br /> <br /> Treffen Photonen entsprechender Frequenz auf den pn-Übergang, bewirken diese eine Ladungstrennung. Eine Leuchtdiode kann in gewissem Umfang also auch als Photodiode eingesetzt werden.<br /> <br /> ===Photodiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Photodiode.png|Schaltsymbol Photodiode (LED)]]<br /> <br /> Auf die pn-Schicht auftreffende Photonen einer bestimmten Frequenz trennen dort Ladungsträger, was zu einer intensitätsabhängigen Spannung führt, bzw. die Photodiode wird zu einer Stromquelle. Zusätzlich tritt eine Kapazitätsänderung (in Sperrichtung gemessen) ein. Auch Leuchtdioden sind in dewissem Umfang als Photodioden einsetzbar.<br /> <br /> ===Tunneldiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Tunneldiode.png|left|Schaltsymbol Tunneldiode]]<br /> <br /> Bei einer Tunneldiode befindet sich zwischen den Halbleiterschichten eine dünne Isolatorschicht, durch die Ladungsträger schon bei kleinen Spannungen hindurchtunneln können, so daß diese Dioden in Durchlassrichtung zusätzlich ein lokales Leitfähigkeits-Maximum aufweisen. Sie zeichnen sich also dadurch aus, daß sie für bestimmte Spannungen einen negativen differenziellen Widerstand haben, also gilt<br /> :&lt;math&gt;<br /> \frac{\mathrm{d}I(U)}{\mathrm{d}U} &lt; 0<br /> &lt;/math&gt;<br /> In dem Bereich ist die Kennlinie fallend, und nicht wie sonst üblich überall mit der Spannung steigend.<br /> <br /> ===Kapazitätsdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Kapazitätsdiode.png|Schaltsymbol Kapazitätsdiode]]<br /> <br /> ===Laser-Diode===<br /> <br /> ===Röhrendiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Röhrendiode.png|left|Schaltsymbol Diode (Röhre)]]<br /> Die älteste Form der Diode. Eine Röhrendiode ist eine Elektronenröhre mit zwei Elektroden: Kathode und Anode. An der Kathode treten durch Glüh-, Photo oder Feldemmission Elektronen aus. Ist die Anode positiv gegenübder der Kathode, werden die Elektronen von der Kathode &quot;abgesaugt&quot; und es fliesst ein Strom. Ist die Anode negativ, fliesst kein Strom, da die Anode keine Elektroden emittieren kann.<br /> Die Kathode ist oft mit einem speziellen Material überzogen, das eine niedrige Austrittsenergie für Elektronen aufweist und zudem als Heizwendel ausgebildet. <br /> <br /> Bei Beleuchtung der Kathode können Ladungsträger durch den äusseren Photoeffekt gebildet werden und die Diode wird zu einer Stromquelle (Photodiode).<br /> <br /> == Schaltbeispiele ==<br /> <br /> ===Freilaufdiode===<br /> [[Bild:Freilaufdiode.png]]<br /> <br /> Bei einer Freilaufdiode handelt es sich nicht um einen bestimmten Diodentyp, der Begriff bezeichnet vielmehr eine Diode, die wie gezeigt verschaltet ist. Damit der Strom durch die induktive Last (Motor, Relaisspule, etc) nach Abschalten der Spannung (Öffnen des Schalters) weiter fliessen kann bzw. Spannungsspitzen durch Induktion vermieden werden, wird an die Last antiparallel zur Stromflussrichtung eine Diode angeschlossen. Geeignet ist eine Diode als Freilaufdiode, wenn sie in der Lage ist, die entstehende Verlustleistung aufzunehmen und den fliessenden Strom verkraftet. Die Verlustleistung ist um so kleiner, je geringer die Vorwärtsspannung der Diode ist. Von daher sind Schottkydioden besonders gut als Freilaufdioden geeignet.<br /> Anmerkung: Da die Freilaufdiode in Sperrrichtung betrieben wird, sollte man auf die Sperrspannung achten (bei Schottkydioden liegt sie je nach Typ zwischen ca 20V und 90V !).<br /> <br /> ==Siehe auch==<br /> * [[Leuchtdioden]]<br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://geoastro.de/Quiz/Schaltung/Schaltung.html Dioden Lerntest]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]<br /> [[Kategorie:Grundlagen]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Diode&diff=9143 2006-10-06T14:48:02Z

<p>Mausi mick: /* Freilaufdiode */</p> <hr /> <div>Eine Diode hat die Eigenschaft, Strom nur in einer Richtung durchzulassen.<br /> Sehr häufig werden Dioden als sogenannte Gleichrichterdioden verwendet. Dadurch dass Dioden Strom nur in eine Richtung durchlassen, erhält man am Ausgang einen pulsierenden Gleichstrom der dann mit Hilfe eines Elkos geglättet wird. Es gibt jedoch noch viele weitere Anwendungen in der Elektronik, bei denen es darauf ankommt, daß sehr kleine Steuerströme nur in eine Richtung fließen können. Dioden auch als Schutzdioden werden auch genutzt um eine teure Schaltung (Controllerboards) vor der Zerstörung durch eine Verpolung zu schützen. <br /> <br /> Eine Diode besteht aus zwei Schichten, einem n-dotierten und einem p-dotierten Halbleitermaterial, die sich berühren. Aufgrund von Abstoßung bzw. Anziehung von gleichen Ladungen findet abhängig von der Polung einer externen Spannungquelle entweder ein Stromfluß statt oder wird komplett unterbunden. Somit leitet eine Diode nur in eine Richtung. <br /> <br /> ==Schaltzeichen==<br /> <br /> [[Bild:schaltzeichendiode.jpg]] [[Bild:Diodebeispiel.gif]]<br /> <br /> <br /> [[Bild:kennliniediode.jpg|Kennlinienverlauf von Germanium- und Silizium-Dioden]]<br /> <br /> <br /> <br /> ==Einige Spezialformen==<br /> <br /> ===Schottky Diode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Schottkydiode.png|left|Schaltsymbol Schottkydiode]]<br /> Hier erfolgt die Sperrschichtbildung zwischen einem N-dotierten Siliziumkristall und einer Metallelektrode (Randschichttheorie nach W. Schottky, 1938). Kennzeichen des nach dem Planarverfahren hergestellten Metall-Halbleiterübergangs sind eine gegenüber Silizium niedrige Kniespannung (0,3V...0,4V), ein sehr scharfer Kennlinienknick in Durchlaß- und Sperrichtung, ein streng exponentieller Kennlinienverlauf, niedrige Sperrströme, geringes Rauschen und extrem schnelle Schaltzeiten. Somit sind Schottky-Dioden hervorragend geeignet zum Gleichrichten von Wechselspannungen bis 50 GHz.<br /> <br /> ===Lawinen-Gleichrichterdiode===<br /> Im Gegensatz zu normalen Dioden darf die Durchbruchspannung U(BR) mit nichtperiodischen Verlustleistungsimpulsen überschritten werden, ohne daß damit die Lawinen-Gleichrichterdiode (Si-Diode mit kontrolliertem Durchbruchverhalten) zerstört wird.<br /> <br /> ===Selengleichrichter===<br /> Die Selengleichrichter (polykristallin) haben im Vergleich zu Siliziumgleichrichtern größere Abmessungen und hohe Durchlaß- und Sperrverlußte. Vorteilhaft ist eine höhere Überlastbarkeit und der Überlastschutz mit normalen flinken Sicherungen. Je Gleichrichterplatte werden bis zu 45 Volt Sperrspannung und Stromdichten bis zu 150mA/cm2 erreicht.<br /> <br /> ===Zenerdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Zenerdiode.png|Schaltsymbol Zenerdiode]]<br /> <br /> Dioden, die ab einer bestimmten Spannung (Zenerspannung) auch in Sperrichtung leitend werden<br /> <br /> ===Lumineszenzdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Lunineszenzdiode.png|left|Schaltsymbol Lunineszenzdiode (LED)]]<br /> Besser bekannt als &quot;[[Leuchtdioden|Leuchtdiode]]&quot; oder kurz LED. In Durchlassrichtung wird ein Teil der beim Passieren des pn-Übergangs freiwerdenden Energie in Form von Licht charakteristischer Wellenlänge frei.<br /> Die Forwärtsspannung der Leuchtdiode ist um so größer, je höher die Energie der ausgesendeten Photonen ist. Sie ist am kleinsten für Infrarotdioden (IR-Diode) und steigt von Rot über Gelb, Grün bis zu Blau und Ultraviolett (UV-Diode). <br /> <br /> Treffen Photonen entsprechender Frequenz auf den pn-Übergang, bewirken diese eine Ladungstrennung. Eine Leuchtdiode kann in gewissem Umfang also auch als Photodiode eingesetzt werden.<br /> <br /> ===Photodiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Photodiode.png|Schaltsymbol Photodiode (LED)]]<br /> <br /> Auf die pn-Schicht auftreffende Photonen einer bestimmten Frequenz trennen dort Ladungsträger, was zu einer intensitätsabhängigen Spannung führt, bzw. die Photodiode wird zu einer Stromquelle. Zusätzlich tritt eine Kapazitätsänderung (in Sperrichtung gemessen) ein. Auch Leuchtdioden sind in dewissem Umfang als Photodioden einsetzbar.<br /> <br /> ===Tunneldiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Tunneldiode.png|left|Schaltsymbol Tunneldiode]]<br /> <br /> Bei einer Tunneldiode befindet sich zwischen den Halbleiterschichten eine dünne Isolatorschicht, durch die Ladungsträger schon bei kleinen Spannungen hindurchtunneln können, so daß diese Dioden in Durchlassrichtung zusätzlich ein lokales Leitfähigkeits-Maximum aufweisen. Sie zeichnen sich also dadurch aus, daß sie für bestimmte Spannungen einen negativen differenziellen Widerstand haben, also gilt<br /> :&lt;math&gt;<br /> \frac{\mathrm{d}I(U)}{\mathrm{d}U} &lt; 0<br /> &lt;/math&gt;<br /> In dem Bereich ist die Kennlinie fallend, und nicht wie sonst üblich überall mit der Spannung steigend.<br /> <br /> ===Kapazitätsdiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Kapazitätsdiode.png|Schaltsymbol Kapazitätsdiode]]<br /> <br /> ===Laser-Diode===<br /> <br /> ===Röhrendiode===<br /> [[Bild:Schaltsymbol_Röhrendiode.png|left|Schaltsymbol Diode (Röhre)]]<br /> Die älteste Form der Diode. Eine Röhrendiode ist eine Elektronenröhre mit zwei Elektroden: Kathode und Anode. An der Kathode treten durch Glüh-, Photo oder Feldemmission Elektronen aus. Ist die Anode positiv gegenübder der Kathode, werden die Elektronen von der Kathode &quot;abgesaugt&quot; und es fliesst ein Strom. Ist die Anode negativ, fliesst kein Strom, da die Anode keine Elektroden emittieren kann.<br /> Die Kathode ist oft mit einem speziellen Material überzogen, das eine niedrige Austrittsenergie für Elektronen aufweist und zudem als Heizwendel ausgebildet. <br /> <br /> Bei Beleuchtung der Kathode können Ladungsträger durch den äusseren Photoeffekt gebildet werden und die Diode wird zu einer Stromquelle (Photodiode).<br /> <br /> == Schaltbeispiele ==<br /> <br /> ===Freilaufdiode===<br /> [[Bild:Freilaufdiode.png]]<br /> <br /> Bei einer Freilaufdiode handelt es sich nicht um einen bestimmten Diodentyp, der Begriff bezeichnet vielmehr eine Diode, die wie gezeigt verschaltet ist. Damit der Strom durch die induktive Last (Motor, Relaisspule, etc) nach Abschalten der Spannung (Öffnen des Schalters) weiter fliessen kann bzw. Spannungsspitzen durch Induktion vermieden werden, wird an die Last antiparallel zur Stromflussrichtung eine Diode angeschlossen. Geeignet ist eine Diode als Freilaufdiode, wenn sie in der Lage ist, die entstehende Verlustleistung aufzunehmen und den fliessenden Strom verkraftet. Die Verlustleistung ist um so kleiner, je geringer die Vorwärtsspannung der Diode ist. Von daher sind Schottkydioden besonders gut als Freilaufdioden geeignet.<br /> Anmerkung: Da die Freilaufdiode in Sperrrichtung betrieben wird, sollte man auf die Sperrspannung achten (bei Schottkydioden liegt sie je nach Typ zwischen ca 20V und 90V !).<br /> <br /> ==Siehe auch==<br /> * [[Leuchtdioden]]<br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://geoastro.de/Quiz/Schaltung/Schaltung.html Dioden Lerntest]<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> [[Kategorie:Elektronik]]<br /> [[Kategorie:Grundlagen]]</div>

Mausi mick https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Getriebemotoren_Ansteuerung&diff=8611 2006-09-02T03:41:26Z

<p>Mausi mick: /* Ansteuerung mit MOS-FET */</p> <hr /> <div>Hat man sich entschlossen, für seinen Roboter oder andere Konstruktion einen Getriebemotor zu verwenden, so muss man sich Gedanken machen, wie man ihn ansteuert. Gewöhnlich will man die Motoren ja sowohl in Bezug auf Drehrichtung und Geschwindigkeit über eine Programmiersprache steuern. Daher wird in der Regel erst mal ein Controllerboard benötigt. Leider kann man an die wenigsten Controllerboards einen Getriebemotor direkt anschließen, eine der wenigen Ausnahmen ist das [[RN-Control]]-Board und das RNBFRA-Board. Bei beiden Boards ist es einfach, dort müssen die Getriebemotoren einfach nur an die Schraubklemmen angeschlossen werden, danach kann man sofort mit der Programmierung loslegen.<br /> <br /> Ich möchte hier aber aufzeigen, wie man Motoren auch bei anderen Boards anschließen kann. Die gleiche Technik läßt sich natürlich auch nutzen, um z.B. mehr als zwei Motoren an [[RN-Control]] anzuschließen.<br /> <br /> ==Ansteuerung mit Relais==<br /> <br /> Die einfachste Methode, um Motoren per [[Microcontroller|Controller]] anzusteuern, erreicht man durch die Verwendung von Relais. Mit einem Relais, das zwei Umschaltkontakte besitzt, lässt sich über einen einzelnen Controllerport bequem die Drehrichtung wechseln.<br /> <br /> [[Bild:hbrueckerelais.gif|center]]<br /> <br /> Da auch Relais wegen des Strombedarfes nicht direkt vom Controller geschaltet werden können, wurde in dem oberen Beispiel ein Transistor vorangestellt. Die Diode dient nur dazu, die Spannungen, die beim Ausschalten des Relais induziert werden, abzuleiten. Ohne Diode funktioniert das Ganze in der Regel auch, jedoch könnte der Transistor oder sogar der Controller durch die induzierte Spannung beschädigt werden. <br /> Die Schaltung ist also in der Lage, die Drehrichtung umzuschalten, jedoch nicht in der Lage, den Motor zu stoppen. Um den Motor ganz auszuschalten, müsste man noch ein weiteres Relais vorsehen, das die gesamte Motorspannung abschaltet. Ein Schaltbild können wir uns ersparen, da das Ganze recht ähnlich aussieht. <br /> Der große Nachteil von Relaisschaltungen ist, dass die Geschwindigkeit des Motors nicht geregelt werden kann, zudem haben Relais bei sehr vielen Schaltvorgängen einen gewissen Verschleiß. <br /> Vorteil der Schaltung ist jedoch, das man auch sehr große Lasten/Motoren schalten kann.<br /> <br /> ==Ansteuerung mit MOS-FET==<br /> <br /> Wesentlich günstiger und auch beliebter ist die Ansteuerung von Motoren mit MOS-FETs. Also Transistoren, die quasi leistungslos nur durch Spannungen geschaltet werden und extrem hohe Ströme verkraften. Zu diesem Thema findet man unzählige Beiträge im Roboternetz. Eine der interessantesten Schaltungen, die im Roboternetz vorgestellt wurde, dürfte diese sein:<br /> <br /> <br /> [[Bild:hbrueckemosfet.gif|center]]<br /> <br /> <br /> Anmerkung: Den 74HC26N gibts wohl nicht , nur die TTL-Version 74LS26, die HC-Mos-Version lautet 74HC03.<br /> <br /> Eine sogenannte H-Brücke, die nur aus zwei MOSFETSs und einem Logik-IC besteht. Mit zwei Controllerports kann diese Schaltung sowohl Geschwindigkeit als auch Drehrichtung regeln. Für die Geschwindigkeit ist ein sogenannter [[PWM]]-Port notwendig. Also ein Port, der durch ein gepulstes Signal den Motor etlichemal innerhalb einer Sekunde ein- und ausschaltet und somit quasi die Leistung regelt (siehe [[PWM]]).<br /> Die Schaltung ist so konstruiert, dass immer nur zwei Transistoren durchschalten. Auf diese Weise fließt einmal der Strom von links oben nach rechts unten und einmal von rechts oben nach links unten, der Motor wird also ähnlich wie bei der Relaisschaltung umgepolt. <br /> Bei niedriger [[PWM]]_Frequenz sollte die Schaltung durchaus für einige Ampere geeignet sein, wobei ca. 8 bis 13V ideal sein sollten.<br /> <br /> ==Ansteuerung mit Treiber IC L293 D==<br /> <br /> Dies ist ohne Zweifel die am häufigsten genutzte Ansteuerung bei Roboter-Bastlern: Man nimmt einfach das IC L293D, denn darin sind sogar zwei H-Brücken enthalten. Also mit einem IC lassen sich ohne weiteres externe Bauteile gleich zwei Motoren ansteuern. Zwar nur bis ca. 600mA, aber das reicht oft schon für kleinere bis mittlere Roboteranwendungen aus.<br /> <br /> [[Bild:L293Pinout.JPG|center]]<br /> <br /> <br /> [[Bild:hbrueckel293d.gif|center]]<br /> <br /> Wie aus dem Schaltbild zu ersehen ist, werden für die Ansteuerung jedes Motors 3 Ports benötigt. Die Enable-Leitung führt man oft auf einen PWM-Port welcher wie bei der MOS-FET Schaltung oben die Geschwindigkeit regelt. Die beiden anderen Ports geben die Drehrichtung an. Immer wenn die Ports unterschiedliche Polarität haben dreht der Motor in eine bestimmte Richtung, je nachdem wo Low und High anliegt. Das Besondere ist, dass wenn an beiden Ports der gleiche Pegel anliegt, also zweimal Low oder High, dann wird nämlich der Motor kurzgeschlossen - das fungiert als Bremse. Das Bremsen kann bei Robotern durchaus nützlich sein. Zudem ist bei schnellen Richtungswechseln immer zu empfehlen zuerst kurz zu bremsen, um nicht den Motor oder Motortreiber zu stark zu belasten.<br /> <br /> ==Ansteuerung mit dem Schaltkreis L298==<br /> <br /> Der Schaltkreis L298 ist quasi der große Bruder des L293D. Er beinhaltet auch zwei komplette H-Brücken, kann also auch zwei Motoren ansteuern. Die Pinbelegung ist ebenfalls dem L293D sehr ähnlich, jedoch verfügt er über eine andere Bauform:<br /> <br /> <br /> [[Bild:L298Pinout.JPG|center]]<br /> <br /> <br /> Der wichtigste Unterschied besteht jedoch darin, dass jede H-Brücke bei L298 bis zu 2A belastet werden kann. Damit lassen sich also schon wesentlich größere Motoren ansteuern. Ein weiterer Vorzug sind die sogenannten SENSE-Ausgänge, über die der komplette Strom fließt. Oft wird hier ein Hochlastwiderstand angeschlossen, um aus der abfallenden Spannung den genauen Strom berechnen zu können. Dies machen sich Steuerungen wie [http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=2741 RN-Motor] oder aber andere Schrittmotoransteuerungen zunutze, um den Strom genau zu regeln. Benötigt man keine Strommessung, so müssen die Sense-Ausgänge immer direkt mit GND verbunden werden.<br /> <br /> <br /> [[Bild:hbrueckel298.gif|center]]<br /> <br /> <br /> Ein weiteres Schaltbild gibt es hier [http://www.roboternetz.de/bilder/schaltung298getriebe.gif]<br /> <br /> ==Noch mehr Power gewünscht?==<br /> <br /> Obwohl der L298 schon einiges abdeckt, so kommt er spätestens bei den Scheibenwischermotoren langsam an seine Grenzen. Bei starker Belastung können solche Motoren kurzzeitig bis ca. 10 A und mehr ziehen. Für solch starke Motoren gibt es jetzt einen ganz interessanten Motorchip aus dem KFZ-Bereich: vnh3sp (Datenblatt im Roboternetz Download-Bereich). <br /> Mit ihm lassen sich sogar recht große Motoren ansteuern; vorausgesetzt, man kühlt ihn entsprechend, so verträgt der Chip bis zu 30A. Aber selbst ohne Kühlung bietet er bedeutet mehr Leistung als der L298. Das Schöne, die Ansteuerung ist kaum anders als beim L298 und L293D.<br /> <br /> Kleiner Nachteil: Da es ein SMD-Chip mit 1mm Kontaktabstand ist, muss man schon eine geeignete Platine (spezielles Layout mit Kühlflächen) und etwas Löterfahrung besitzen. Inzwischen gibt es aber schon verschiedene RN-Projekte mit dem Chip (RN-Power, RN-Mini H-Bridge), Platinen und Chip können über den [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/index.php Robotikhardware.de-Platinenservice] bezogen werden. <br /> <br /> <br /> [[Bild:minihbridge_ansteuerung.gif|center]]<br /> <br /> <br /> Alternativ zum [[SMD]]-Chip VNH3SP30 gibt es noch die Alternative VNH2SP30. Dieser Chip erlaubt zwar nur Motorspannungen zwischen 6 und 16 Volt, jedoch hat er einen wesentlich geringeren Innenwiderstand und wird deshalb nur etwa halb so warm wie der VNH3SP30. <br /> Aus diesem Grund eignet er sich auch ideal für kleine Doppelmotorsteuerungen.<br /> Natürlich gibt's auch hierfür ein Projekt und eine Bauanleitung, siehe [[RN-VNH2Dualmotor]]<br /> <br /> Das Schöne ist, dass es dieses RN-Projekt jetzt auch auch als Fertigmodul gibt!<br /> <br /> <br /> [[Bild:rndualmotoransteuerung.jpeg|center]]<br /> <br /> ==Endstufen mit I2C-Bus / RS232==<br /> [[Bild:motctrl.png|thumb|Motoransteuerung über RS232, I2C, RC]]Verwendet man eine der oben vorgestellten H-Bridges, so wird immer vorausgesetzt das ein PWM-Signal und mehrere Ports zur Ansteuerung bereitstehen. Ist dies nicht der Fall weil diese vielleicht schon belegt sind, so lassen sich Endstufen durch einen zusätzlichen Microcontroller auch um beliebige Schnittstellen erweitern. Insbesondere über I2C lassen sich dadurch mehrere Motorboards über einen einzigen Bus ansteuern. Ein Beispiel ist der programmierte Controller MOTCTRL, der speziell für diese Aufgabe gedacht ist. Die Grundscháltung sieht man in der rechten Skizze.<br /> <br /> ==Und nie vergessen Motoren zu entstören==<br /> <br /> [[Bild:entstoerung.gif|center]]<br /> <br /> ==Siehe auch==<br /> * [[Getriebemotoren]]<br /> * [[RN-VNH2Dualmotor]]<br /> <br /> ==Weblinks==<br /> * [http://www.roboternetz.de/phpBB2/motordrehmoment.php Drehmoment Berechnung]<br /> * [http://www.roboternetz.de/motoruebersicht.html Motoren Übersicht]<br /> * [http://www.shop.robotikhardware.de/shop/catalog/index.php?cPath=65 Bauteilesets]<br /> * [http://www.roboternetz.de/robotertutorial.html Roboter-Tutorial]<br /> * [http://www.roboternetz.de Roboternetz Forum]<br /> <br /> [[Category:Robotikeinstieg]]<br /> [[Category:Praxis]]<br /> [[Category:Grundlagen]]<br /> [[Category:Motoren]]<br /> [[Category:Elektronik]]</div>

Mausi mick