Hi, sau blöde Frage: Ein TTL-IC oder ein AVR-Controller (also ein "komplexes Bauteil" sind für eine bestimmte Maximalspannung ausgelegt. Wird diese überschritten (nehme ich an) kann (muss aber nicht) das Bauteil trotzdem noch funktionieren. Erst wenn die Spannung weiter erhöht wird, kommt es dann zum thermischen Tod des Bauteils durch Überströme. Stimmt das ? Dabe stellt sich natürlich die Frage ob bei thermischen Vorgängen die Zeit eine Rolle spielt? Nehmen wir mal an, diese Grenze wäre z.B. bei 12V. Dann würde das Bauteil sicher nicht zerstört werden, wenn diese Überspannung nur kurz (was auch immer das jetzt ist - ms, ns ?) anliegt. Liege ich mit diesen Überlegungen jetzt völlig falsch ? Gebt mir bitte mal Euere Überlegungen dazu .... Gruß Andreas
@ UBoot-Stocki (Gast) >funktionieren. Erst wenn die Spannung weiter erhöht wird, kommt es dann >zum thermischen Tod des Bauteils durch Überströme. >Stimmt das ? Nein. Überspannung ist vergleichbar mit Zugbelastung für ein Seil. Es ist vielleicht für 5 kg ausgeleget, 10kg hält es auch noch, bei 15kg reisst es. Allerdings verschleisst bzw. altert es bei 10kg deutlich schneller. >Liege ich mit diesen Überlegungen jetzt völlig falsch ? Es gibt sehr viele Schädigungsmechanismen. Bauteile können auch durch hohe Spannung ohne Stromfluss zerstört werden. Da wird dann auch keine Leistung (Wärme) freigesetzt, aber das Material bekommt einen "Knacks" (elektrische Durchschläge, Materialveränderung etc.) MfG Falk
Hi, ja, das stimmt natürlich, dass Kondensatoren bei hohen Spannungen durch das hohe elektrische Feld "durchschlagen" können und es dann zu einem Stromfluss kommt. Ist das nun der Grund für einen Controller-Tod bei z.B. 12V Spannung ? Gruß Andreas
Schau dir mal die Strukturen an. Silizium, mit Isolationsschichten und Strukturbreiten im um Bereich. Eine Sperrschicht ist auch im um Bereich. Wenn man da die Feldstaerken ausrechnet, kommt man schnell mal auf kV/mm. Und wenn man die Stromdichten ausrechnet auf kA/mm^2. Es ist ein Wunder dass ueberhaupt etwas in dieser Richtung geht. Irgendwo sind die Grenzen.
@ UBoot-Stocki (Gast)
>Ist das nun der Grund für einen Controller-Tod bei z.B. 12V Spannung ?
Unter anderem.
MFG
Falk
Ob beim Durchschlag der Isolierschicht eines Mosfet diese durch den thermischen Effekt des Stromflusses oder durch das Eindringen von Elektronen an sich zerstört wird, weiß ich nicht. Ist letzteres der Fall, was ich eher vermute, hilft selbst das Ausschalten im ns-Bereich nichts. Bei Bipolartransistoren, Dioden usw. die prinzipiell in jede Richtung zumindest schwach leitfähig sind, kann ich mir gut vorstellen, dass hinreichend kurze Überspannungsimpulse keine negative Wirkung haben, und tatsächlich die Temperatur Ursache der Zerstörung ist. Unabhängig davon geht natürlich auch dann nichts kaputt, wenn der Impuls so extrem kurz ist, dass die bewegte Ladung schon vor dem Erreichen von empfindlichen Komponenten vollständig von den überall vorkommenden parasitären Induktivitäten und Kapazitäten gestoppt wird.
Hat Falk ganz gut zusammengefasst. Aber wie immer sind auch Details interessant. CMOS- Eingänge, ein beliebtes Thema: Sie sind heute ziemlich spannungsgeschützt durch ESD-Dioden; schließlich haben wir bei trockener Luft alle 2 kV "im kleinen Finger"! Halbleiterschichten und Elektrolyte sind hier sehr empfindlich! Aber bei sehr hohen Feldstärken ab 100 kV treten auch in anderen Materialien nicht mehr beherrschbare Effekte auf: Die geladenen Teilchen werden zu stark verschoben, oder sogar "getrennt" (= "Ionisation", s. Lichtbogen) Diese praktischen Schutzdioden sind der Alptraum aller "Mischvoltanwender": Es gibt keine sicherere Methode einen 3,3V Chip zu braten, als an seinen Eingang eine - nicht Strom begrenzte! - 5V Spannung anzulegen. Strombegrenzt heißt hier 100µA, mit etwas Glück 1mA.... Denn es geht in der Regel wirklich nur etwas kaputt wenn irgendwo lokal (!) elektrische Energie (U*I) in Wärme umgewandelt wird, die nicht mehr rechtzeitig abtransportiert werden kann... Dann "schmilzt" da irgendwas.. Mit Glück war es die Feinsicherung :-) Kurzzeitig können deswegen durchaus höhere Spannungen und Ströme benutzt werden. Eine "normale" LED kann man durchaus mit 1A pulsen, aber nur wenige ms lang und mit einem Tastverhältnis von 1:100. In den 99 ms kühlt sie sich wieder ab - meistens. Die genaue Stelle wo dann letztendlich etwas kaputt geht, bleibt meist unklar. Aber in einem Chip sind selten 1/4 W Widerstände drin.
@ Michael P. (desilva) >Spannung anzulegen. Strombegrenzt heißt hier 100µA, mit etwas Glück >1mA.... Mach mal halblang. Die meisten ICs halten 1mA durch die Schutzdioden problemlos aus, die TTL Sachen sind soger abis 20mA spezifiziert, FPGAs & Co bis 10mA. MfG Falk
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