High-Side und Low-Side Schalter
Einleitung
In den Grundlagen der Elektrotechnik haben wir gelernt das es egal ist wo in der Schaltung ein Schalter angebracht wird. Sobald der Stromkreis unterbrochen wird, fließt auch kein Strom mehr. Daher ist auch egal ob der Schalter vor oder nach dem Verbraucher angebracht wird.
Wird der Schalter mithilfe eines MOSFET oder IGBT realisiert, stimmt dies jedoch nicht mehr. Je nach Transistor Art ist dabei wichtig ob der Schalter als Low-Side Schalter oder High-Side Schalter verbaut wird.
Low-Side Schalter
Als Low-Side Schalter wird ein Schaltungs-Aufbau bezeichnet welcher wie im nebenstehenden Bild aufgebaut ist. Dabei schaltet der FET eine Last gegen Masse.
Im unten stehenden Kapitel wird erklärt warum dies wichtig sein kann.
High-Side Schalter
Als High-Side Schalter wird ein Schaltungs-Aufbau bezeichnet welcher wie im nebenstehenden Bild aufgebaut ist. Dabei schaltet der FET eine Last gegen die Versorgungsspannung.
Im unten stehenden Kapitel wird erklärt warum dies wichtig sein kann.
N-Kanal Low-Side Schalter
Wie in der obenstehenden Abbildung wird in diesem Beispiel zwischen Gate und Masse (UG) wird 10V angelegt.
Aus den Grundlagen des MOSFET wissen wir aber dass dieser eigentlich über die Gate-Source Spannung gesteuert wird.
Am Anfang ist diese Tatsache kein Problem. Sobald aber der MOSFET durchaltet, sprich der Drain-Source Übergang niederohmig , leitend wird, fällt über der Lampe ca. 20V ab. Somit besitzt Source das gleiche Potential wie Drain: ~20V.
Dadurch ist UGS nicht mehr 10V sondern: 10V zu 20V = -10V.
In der Praxis öffnet sich der MOSFET kurz und schließt dann wieder.
Die Lösung besteht darin den N-Kanal MOSFET als Low-Side Schalter zu verbauen.
(Siehe untenstehende Abbildung)
Dabei entspricht, unabhängig vom MOSFET-Zustand, immer UG dem UGS
P-Kanal High-Side Schalter
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