[voltwide]

Schau Dir bitte mal die Cdg über der Spannung in den Datenblättern an. Du wirst sicher finden, dass die anfangs sehr hohe Kapazität erstmal sehr rasch zusammenbricht. Dessenungeachtet nimmt die verbleibende Kapazität mit höherer Spannung weiterhin ab, es gibt keinen Punkt, wo sie auf einem Endwert stehenbleibt.
Also kann man doch wohl einen 600V MOSFET mit 300V vorspannen und diese Vorspannung zur Abstimmung variieren.
Wenn allerdings die Aufgabenstellung des threads war, mit 20V Abstimmspannung 100Vss-fest zu sein, muß ich leider passen, denn ich hätte keine Idee, wie das funktionieren sollte.
Der Leckstrom mag nicht so toll sein, aber bei hohen Frequenzen muß der Teiler ja nicht beliebig hochohmig sein.

[Rumgucker]

Zwischen 50V und 100V hab ich jedesmal exakt 220pF gemessen. Mehr Spannung konnte mein Test-MOSFET nicht ab. Und selbst wenn da noch was bis 300V passiert wäre: was nützt mir eine Kapazitätsänderung im Promille-Bereich?

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Ich hab mich nochmal intensiv mit der alten Technik der Reaktanzröhren befasst (wobei ich mir nicht mal sicher bin, ob das wirklich den klassischen Schaltungen entspricht... )



Zuerst hatte ich den Verdacht, dass ich die Frequenzänderung (immerhin über 10% FM-Modulation ) nur deswegen erziele, weil ich - unvermeidlich - auch die Amplitude verändere. Daher hab ich die Betriebsspannung entsprechend geregelt.

Kurzum: der Effekt ist echt und deckt sich auch mit der Literatur über Reaktanzschaltungen. So könnte ich damit zufrieden sein....

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Zwischen 50V und 100V hab ich jedesmal exakt 220pF gemessen. Mehr Spannung konnte mein Test-MOSFET nicht ab. Und selbst wenn da noch was bis 300V passiert wäre: was nützt mir eine Kapazitätsänderung im Promille-Bereich?

Ich wüsste auch keinen Grund, warum sich eine MOSFET-Bodydiode grundsätzlich anders verhalten sollte, als eine normale Leistungsdiode. Bei den Dingern passiert auch das meiste zwischen 0 und 20V und als Varactor-Ersatz sind sie allesamt nicht geeignet, weil die HF-Verluste zu hoch sind.

[Rumgucker]

Also das, was ich da simuliert hab, ist zwar eine Reaktanzstufe, keinesweges aber eine klassische Röhrenreaktanzstufe, bei der die Steilheit der Röhre verändert wird.

Meine Stufe basiert eher auf der Funktionsweise eines Stromspiegels. Der C4-Kondensatorstrom ruft am "Poti" (LDR mit LED) einen Spannungsabfall hervor, der dem Kondensatorstrom proportional ist. Dieser Spannungsabfall ruft dann in der Röhre einen proportionalen Anodenstrom hervor, der - je nach Stellung des "Potis" - größer oder kleiner als der Kondensatorstrom ist. Es handelt sich also um einen Kapazitätsverstärker mit variabler Verstärkung.

[voltwide]

Das thema variable Kapazität sehe ich noch nicht ausdiskutiert.
Zum einen kann ich nicht nachvollziehen, dass bei Deinem Aufbau sich die Kapazität eines 100V-Mosfet nicht ändert sondern konstant 22pF aufweist.
Welcher MOSFET ist das?
Haste Du das Ergebnis mal mit dem verglichen, was im Datenblatt steht?
Meines Wissens nimmt sich die Kapazität einer solchen Sperrschicht
beim Verfahren von 50-100% der erlaubten Sperrspannungt typischerweise um noch einmal 50% ab.
Das mag zwar wenig erscheinen wenn man es mit den um Größenordnung größeren Kapazitäten bei 0V Vorspannung vergleicht.

Aber darum geht es hier nicht!

Es geht um die relative Änderung der Kapazität die erreichbar
sind bei einer hohen mittleren Vorspannung von sagen wir mal 300V
Wenn dann die Abstimmspannung von 200-400V verfahren wird,
sollte eine erhebliche relative Kapazitätsänderung auftreten.

Und wenn die absolute Kapazität und deren Änderung zu klein erscheinen,
muß man einen größeren chip nehmen.

Von daher kann ich nicht nachvollziehen, wie Du auf Kapazitätsänderungewn im Promillebereich kommst.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Das thema variable Kapazität sehe ich noch nicht ausdiskutiert.
Zum einen kann ich nicht nachvollziehen, dass bei Deinem Aufbau sich die Kapazität eines 100V-Mosfet nicht ändert sondern konstant 22pF aufweist.
Welcher MOSFET ist das?

Du kannst auf dieses Bild klicken



Quelle

Das Blatt Papier ist wichtig. Oben links steht IRF530A. Und darunter die U/C-Tabelle.

Bei 0V - 1300 pF
10V - 370 pF
20V - 280 pF
30V - 260 pF
40V - 240 pF
50V - 220 pF
60V - 220 pF
70V - 220 pF
80V - 220 pF
90V - 220 pF
100V - 220 pF

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Haste Du das Ergebnis mal mit dem verglichen, was im Datenblatt steht?

Angaben zur Kapazität hab ich nicht gefunden.

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Meines Wissens nimmt sich die Kapazität einer solchen Sperrschicht
beim Verfahren von 50-100% der erlaubten Sperrspannungt typischerweise um noch einmal 50% ab.
Das mag zwar wenig erscheinen wenn man es mit den um Größenordnung größeren Kapazitäten bei 0V Vorspannung vergleicht.

Faktor 5, keine "Größenordnung".

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Aber darum geht es hier nicht!
Es geht um die relative Änderung der Kapazität die erreichbar
sind bei einer hohen mittleren Vorspannung von sagen wir mal 300V
Wenn dann die Abstimmspannung von 200-400V verfahren wird,
sollte eine erhebliche relative Kapazitätsänderung auftreten.

Ich erwarte ein paar pF. Es handelt sich auch beim MOSFET um eine "normale" Leistungsdiode, deren Kapazität bei 300V sowas von klein ist.

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Und wenn die absolute Kapazität und deren Änderung zu klein erscheinen,
muß man einen größeren chip nehmen.

..und kriegt die Zuleitungskapazitäten gleich mit.

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Von daher kann ich nicht nachvollziehen, wie Du auf Kapazitätsänderungewn im Promillebereich kommst.

Ich hab die o.a. Messung gemacht und das Protokoll fotografiert. Von 50 bis 100V passiert da gar nichts. Wieso kann man das nicht nachvollziehen?

[voltwide]

Ich hab mal nach Daten des IRF 530 gesucht. Kapazitätsverläufe finden sich bei IRF und Fairchild, aber alle enden bei 50V. Aus den Kurven habe ich abgelesen :
Coss+Crss=1280pF/0V,
500pF bei 10V,
340pF bei 20V und
220pF bei 50V.

Und, die aktuell von IRF publizierte Kennlinie sieht tatsächlich im oberen Bereich ziemlich waagerecht aus. Insofern scheinen Deine Messungen das Datenblatt zu bestätigen.

Die alten, archivierten Kennlinien sehen dagegen eher so aus wie ich es erwarte, nämlich so als ob die Kapazität in etwa invers proportional wäre zur angelegten Spannung.


Was die HF Güte betrifft, hier insbesondere der Serienwiderstand,
kann ich keine Aussage machen. Datenblätter geben da garnichts her.

[Rumgucker]

Danke für die Datenblatt-Absicherung meiner Praxismessungen

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Die alten, archivierten Kennlinien sehen dagegen eher so aus wie ich es erwarte, nämlich so als ob die Kapazität in etwa invers proportional wäre zur angelegten Spannung.

...bis schließlich die internen Schaltkapazitäten erreicht sind.

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Was die HF Güte betrifft, hier insbesondere der Serienwiderstand,
kann ich keine Aussage machen. Datenblätter geben da garnichts her.

Ich habs nur indirekt gemerkt, weil mein Kapazitätsmessgerät ungewohnte Schwierigkeiten hatte.

[voltwide]

Kapazitätmessgeräte arbeiten zumeist mit vergleichsweise niedrigen Frequenzen. Von daher glaube ich nicht, dass man aus den Meßergebnissen auf das HF-Verhalten schließen kann.

Guckstu mal den
http://www.fairchildsemi.com/ds/FQ/FQPF4N90C.pdf

Hier nimmt die drain-Kapazität im Bereich 100..500V relativ linear ab von 100pF..50pF

[Rumgucker]

Naja... so recht überzeugen tun mich die MOSFETs als Kapazitätsdioden nicht - zumindest nicht im Hochvoltbereich. Spannend ist aber der Bereich zwischen 0V und 10V. Drehkos mit [nF] sind schon interessant - zum Beispiel beim parametrischen Verstärker. Gut zu wissen...

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Bisher gefällt mir mein Reaktanz-Stromspiegel noch am besten.

Ich hab heute Nachmittag noch versucht, mit einem Katodenfolger den gleichen Effekt hinzubekommen, letztlich ein Gyrator. Mit simplen Röhrenschaltungen kriegt man aber den dabei geforderten geringen Serienwiderstand nicht so leicht hin. Das hab ich verworfen.

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Gibts denn keine kluge Trickschaltung, um doch Kapazitätsdioden verwenden zu können?

[alfsch]

also im prinzip hat Volti schon recht...
nur: alle "neueren" mosfet sind u.a. eben darauf optimiert, möglichst geringe eigen-kapazitäten zu haben - und eignen sich daher wenig als "high-voltage-varicap" ...
aber einige ganz normale dioden kommen eher in frage:
zb
BYW54


es können sich dazu eher fette dioden eignen, zb MUR860 oder simple netzgleichrichter, zb GBU6J
versuch mal sowas in der richtung, evtl einfach ein paar testen..

[Rumgucker]

Das mit den hochvorgespannten Dioden haut mich nicht vom Hocker.....

...ich würde gerne eine Trickschaltung haben, bei der an der Diode vielleicht nur 1Vss HF anliegen, während der eigentliche Oszillator 100Vss produziert. ;deal2

[voltwide]

Wenn man nicht die Physik betrügen will, also auf dem Boden der Tatsachen bleiben will, muss die Kapazitätsdiode in einem entsprechenden kapazitiven Teiler sitzen, oder gibt es da noch eine andere Idee.

[Rumgucker]

Ja.. die Idee scheint gut. Wenn wir eine hochkapazitive Kapazitätsdiode haben (MOSFET), so können wir uns den Luxus eines kapazitiven Spannungsteilers erlauben.

Gerade wenn die Diode die höchste Kapazität hat, teilt der Teiler die HF auch am meisten runter.

Hat die Diode eine geringere Kapazität, so entsteht an ihr zwar eine höhere HF, aber dann ist sie schon im flacheren Teil der Kapazitätskennlinie.

Also hat der MOSFET doch noch einen Sinn...

[voltwide]

Wobei Du aber immer die starke Krümmung der Kennlinie im Auge behalten musst. Wenn Du eine durch 100 geteilte Kapazität um 10% modulierst, bleibt auch nicht mehr viel übrig. Vielleicht könntest Du das mal (mit Hilfe Deiner Mathematikerin) analytisch durchrechen?

[Rumgucker]

Ich hab eben mal einige Halbleiter durchgeleiert.

Bei Dioden ist das Kapazitätsverhältnis ähnlich wie bei den MOSFETs. Allerdings schafft es keine einzige Diode in deren Nanofarad-Bereich. Grundsätzlich kann man sagen, dass die Ruhekapazität und die Gehäusegröße proportional sind. Die dicksten Dioden haben auch die dicksten Kapazitäten, bis herauf zu 300pF.

Schottky-Powerdioden gehen nicht.

Überzeugender waren HV-Power-BJT. Die CE-Dioden fingen bei locker 500pF an und gingen dann runter bis auf 50pF. Die BE-Dioden verhielten sich wie normale Powerdioden, also rund 300pF und natürlich nur bis wenige Volt brauchbar.

Also insgesamt keine Überraschungen.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
...mit Hilfe Deiner Mathematikerin...

...wenn sie denn mal käme...

[Rumgucker]

Ich werde mich mal weiter mit meiner Idee befassen...

Klick

[Rumgucker]

...und schon verworfen.

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In dieser Sekunde scheint mir die "Stromflusswinkel-FM" (ich nenn die mal einfach so) die mit Abstand besten Ergebnisse zu bringen:



Bei Überschreiten einer einstellbaren HF-Schwellspannung wird einfach ne weitere Schwingkreiskapazität dazugeschaltet. Über die Spannungshöhe beeinflusse ich den Stromflusswinkel und damit die Frequenz.

Ich hab nen gewaltigen Hub und fast keine Amplitudenmodulation.

Nachteil: ich brauch ne hohe Steuerspannung.

[Rumgucker]

Jetzt in der symmetrischen Version.



Es ist einfach unfassbar. Mein "HF-Dimmer" produziert +/- 15% FM-Modulation, also 0.3% pro Volt. Und der volle 30%-Hub bei unter 6dB Amplitudenänderung. Und absolut HF-tauglich, weil nur die 1N4148 schnell sein müssen und das sind sie ja auch.

Ich bin hin und weg. Warum baut man FM-Modulatoren nicht immer schon so?