P-Kanal MOSFETs

P-Kanal-MOSFET Typen

P-Kanal-MOSFET

Ein P-Kanal-MOSFET lässt sich grob mit einem pnp-Transistor vergleichen, wenn man das Gate (G) als Basis, Drain (D) als Kollektor und Source (S) als Emitter betrachtet. Der interne Widerstand der Drain-Source-Strecke wird mit der Spannung am Gate gesteuert.  Ist die Spannung am Gate identisch mit der Spannung am Source, dann sperrt der Transistor. Zwischen Drain und Source kann (abgesehen von einem Leckstrom von einigen Mikroampere) kein Strom fließen.

Legt man am Gate aber eine Spannung an, die 10 Volt niedriger ist als die Spannung am Source, dann leitet der Transistor, Drain und Source sind  nun verbunden.  Auf der obersten Abbildung auf dieser Seite kann man erkennen, das die Drain-Source-Strecke des MOSFET mit einer Diode überbrückt ist. Dabei handelt es sich um eine Schutzdiode, durch die es aber unmöglich ist, die Polarität der Spannung an Drain und Source zu vertauschen. Im normalen Betrieb liegt Drain immer an der negativeren Spannung (im Vergleich zu Source).

MOSFETs werden für verschiedene Anwendungen entworfen, und haben dementsprechend gänzlich andere technische Parameter. Der Schalttransistor in einem Netzteil muss eine Spannung von mehr als 400V aushalten, hat es aber nur mit Strömen im einstelligen Ampere-Bereich zu tun.

Die Power-MOSFETs mit denen ich mich meistens beschäftige, sind dagegen auf höchste Ströme optimiert. Um 100A von Drain nach Source fließen zu lassen, ist es nötig, den Drain-Source-Widerstand so klein wie möglich zu machen. Während N-Kanal-MOSFETS Innenwiderstände um 10 Milliohm haben können, sind P-Kanal-MOSFETS eine Klasse schlechter. Nur wenige Typen kommen unter 100 Milliohm

Während in einem pnp-Transistor der Kollektor-Emitter-Strom mit dem Basisstrom gesteuert wird, wird in einem P-Kanal-MOSFET der Drain-Source-Widerstand mit der Gatespannung gesteuert.

Bis zu einer Gate-Spannung von -3V (relativ zur Source-Spannung) sperrt der FET komplett, danach wird er mit steigender Spannung immer besser leitend. Bei einer Gate-Spannung von -10V erreicht sein Innenwiderstand sein Minimum (je nach Typ einige 10 oder einige 100 Milliohm).

Während es N-Kanal-MOSFETS gibt, die sich mit einer Gate-Spannung von nur 4..5V ansteuern lassen (LL-Typen) gibt es so etwas für P-Kanal nicht. Aufgrund der Polarität ließen sie sich ohnehin nicht mit einem TTL-Signal steuern.

Nachfolgend sind einige Typen aufgelistet, die auch für Bastler erhältlich sind. Die Liste kann natürlich nur einige Typen beispielhaft auflisten.

• Der Innenwiderstand ist für eine Temperatur von 25°C angegeben. Mit der Temperatur des Transistors steigt aber auch sein Innenwiderstand. Beim Erreichen der maximalen Betriebstemperatur hat sich der Innenwiderstand in etwa verdoppelt.
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• Es gibt viele Typen auch in SMD-Gehäusen (TO-263), ich bevorzuge aber TO-220-Gehäuse, da sie sich viel besser kühlen lassen. Ohne Kühlung vertragen auch die besten Typen weniger als 4 W.
  
  

Autor: sprut
erstellt: 07.07.2003
letzte Änderung: 17.03.2010