Schaltung mit Z-Diode

[reggie]

es handelt sich um cmos gatter
als zusätzliche information:
an den collectoren der T3+4 befinden sich jeweils 60V und ein Relais,
emitterseitig sind beide T3+4 mit masse verbunden.
also wenn die transistoren schalten gibt es einen stromfluss von Collector nach emitter und die Relais können schalten.
is halt meine frage ob T3+4 bei einer zu hohen Eingangs-Spannung durch die Beschaltung durch die Z-Diode nicht mehr schalten können, weil sämtlicher Strom über die Z-Diode fließt und nicht über die Collector-Emitter-Strecke von T1+2

[bigdie]

Das macht ohne Basiswiderstände nicht wirklich Sinn. Bist du sicher, das T3, T4 keine PNP Transistoren sind mit C gegen Masse?

[reggie]

hab nochma die original-zeichnung zur hand genommen:
die transistoren 3+4 sind MOSFET vom Typ BSS87
Gate entspricht der Basis, 60V+Relais sind an Drain und Masse an Source angeschlossen
wie konnt ich das nur versemmeln? O_o

MfG

[NachtHacker]

hab nochma die original-zeichnung zur hand genommen:
die transistoren 3+4 sind MOSFET vom Typ BSS87
Gate entspricht der Basis, 60V+Relais sind an Drain und Masse an Source angeschlossen
wie konnt ich das nur versemmeln? O_o

MfG

Hallo, damit wir deine Fragen korrekt beantworten können, wäre es gut wenn du den Plan einscannst und hier reinstellst. Mit deinen, bis jetzt recht vagen Angaben kommt es nur zu Fehlinterpretationen!

[reggie]

so hier nochma die komplette schaltung

[NachtHacker]

So jetzt sieht die Sache schon mal klarer aus, warum denn nicht gleich so?
Ich gehe mal davon aus, dass die H-Pegel der Gatter ca. 15V Volt sind, ansonsten würden die Transistoren 1 - 2 nicht durchschalten. Mit der Z-Diode werden die 60V auf 12V stabilisiert, so dass die Spannung nicht höher als 12V werden kann, das dient als Schutz für die Gates der folgenden MOS-FET Transistoren. Diese MOS-FET sind "logical" das bedeutet dass sie ab einer pos. Spannung von ca 2 - 5 V am Gate das Relais schalten.
Liefert ein Gatter einen L-Pegel, dann wird der Transistor nicht leitend und der 15k Widerstand zieht das Potential des MOS-FET auf Masse, so dass das Relais abfällt.
Wird ein Pegel H, werden maximal 12V an das Gate weiter geleitet und das Relais zieht an.
Es ist richtig, dass die Spannung an der Z-Diode etwas zusammenbricht, wenn beide Gatter gleichzeitig einen H-Pegel haben. In diesem Fall ergibt sich ein Spannungsteiler aus den 40k und den zwei parallelgschalteten 15k Widerständen (7,5k). Somit beträgt die Spannung an der Z-Diode:

I = U / (40k + 7,5k) = 60V / 47,5k = 1,26 mA
Die Spannung an der Z-Diode:
U = R * I = 7,5k * 1,26mA = 9,47V

In diesem Zustand sinkt die Spannung also auf 9,47V ab, somit fließt kein Strom mehr in die Z-Diode, da die Spannung nun kleiner als die Zenerspannung ist. Die Z-Diode wird hier entlastet. Aber die 9,47V reichen immer noch aus um die MOS-FET Transistoren anzusteuern, denn ihnen würden bereits 2 - 5V ausreichen.

Sind beide Gatter L, dann bekommt die Z-Diode den meisten Strom:
Iz = (U - Uz) / Rv = (60V - 12V) / 40k = 1,2mA
Die Z-Diode muss dann folgende Leistung verbraten:
Pz = Uz * Iz = 12V * 1,2mA = 14,4mW
Selbst wenn die Spannung auf 70V Steigt ist das kein Problem:
Iz = 1,45mA bei einer Leistung von 17,4mW

Somit hat eine Schwankung der Versorgungsspannung von 60 - 70V keinen Einfluß auf das Schaltverhalten der beiden MOS-FET's

Man könnte jezt noch ausrechnen wie gering die Versorgungsspannung werden darf, damit die beiden MOS-FET's am Gate noch mindestens 5V bekommen.
Aber das kannst du nun selber ausrechen!

[reggie]

vielen dank nochmal für die hilfe
über die allgemeine funktion war ich mir ja soweit schon im klaren, nur die z-diode hat mich halt ein wenig verwirrt...^^ hab halt gedacht das wenn die spannung zu hoch wird, und die z-Diode leitet, die CE-Strecke der T1+2 keine chance aufgrund des geringen widerstandes der z-diode haben.
da die z-diode aber nur als spannungsbegrenzung dient hat sich das ja erledigt, hatte gehofft das die z-Diode sozusagen hilft, zu hohe spannungen zu erkennen, indem die relais dann nicht mehr schalten könnten...
aber dem is dann wohl nicht so

danke nochmals

[NachtHacker]

... hatte gehofft das die z-Diode sozusagen hilft, zu hohe spannungen zu erkennen, indem die relais dann nicht mehr schalten könnten...

Das kann man mit einer Z-Diode natürlich auch machen, aber dann muss du die Z-Diode und den 40k gegeneinander austauschen, bzw. in Reihe schalten. Dann fällt an deinem 40k erst dann eine Spannung ab, wenn die Versorgungsspannung höher als die Zenerspannung ist.

Du kannst dir auch gerne mal meine Beispiele (hier ein kleiner Ausschnitt)aus dem elo-formel Buch zum Thema: "Zenerdiode" (Software in meiner Signatur) anschauen.

[bigdie]

Ich gehe mal davon aus, dass die H-Pegel der Gatter ca. 15V Volt sind, ansonsten würden die Transistoren 1 - 2 nicht durchschalten.

T1 und T2 schalten auch bei z.B. 10V durch. Man hat nur am Emitter 0,7V weniger als an der Basis.

[NachtHacker]

T1 und T2 schalten auch bei z.B. 10V durch. Man hat nur am Emitter 0,7V weniger als an der Basis.

Ja das ist richtig, da es sich um eine Kollektorschaltung handelt. Also muss die Spannung der Gatter +0,7V mindest so hoch sein, so dass die MOS-FET sicher durch schalten. Also ca. 5V