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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schottky Dioden wahrscheinlich Verstaendnisproblem


Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Halloechen...

Ich benutze einen Serienwiderstand und ein Schottkydiodenpaar (das 
Diodenpaar in einem Gehause) um einen digitalen Eingang (0V...5V) zu 
schuetzen. Soweit so gut...

Am Engang kommen manchmal Spannungsspitzen vor. Positiver Puls, kein 
Problem da die Diode gegen 5V leitfaehig wird und somit den 
empfindlichen Teil der Schaltung schuetzt. Negativer Puls, Diode gegen 
Masse wird leitfaehig usw...

Nun frage ich mich was passiert wenn der Spannungspuls so hoch wird das 
sie die Reverse Voltage (30V) der Dioden uebersteigt. Im Fall des 
positiven Pulses sollte die Diode gegen 5V ja leitfaehig werden und 
somit die negative Diode schuetzen... so weit so gut wenn da nicht die 
endliche Ansprechzeit waere... Oder denke ich jetzt einfach zu seh um 
die Ecke...

Dankbar fuer jede Idee..

Autor: Matthias Kölling (Gast)
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Nimmst Du bidirektionale Transildiode, bist Du fertig und nix 
Verständnisproblem.

Autor: Daniel Duesentrieb (daniel1976d)
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Danke fuer die schnelle Antwort... Das haette ich auch gemacht nur die 
Schaltung ist nicht von mir... und diese Pulse treten nur sehr selten 
bei unserem Kunden auf, daher ist es eine eher theoretische Frage...

Autor: yalu (Gast)
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> Nun frage ich mich was passiert wenn der Spannungspuls so hoch wird
> das sie die Reverse Voltage (30V) der Dioden uebersteigt. Im Fall
> des positiven Pulses sollte die Diode gegen 5V ja leitfaehig werden
> und somit die negative Diode schuetzen... so weit so gut wenn da
> nicht die endliche Ansprechzeit waere... Oder denke ich jetzt
> einfach zu seh um die Ecke...

Da stellt sich natürlich die Frage, ob die untere Diode schneller
durchbricht als die obere in Durchlassrichtung zu leiten anfängt.
Angenommen, dies wäre tatsächlich der Fall (was ich eher nicht
glaube). Dann wäre der Stromfluss durch die untere Diode in
Sperrichtung so kurz, dass sie dadurch keinen Schaden nimmt. Natürlich
hängt das von der Spannung des Impulses und vom Serienwiderstand ab.
Mehr als um die Diode würde ich mir sowieso um den (wahrscheinlich
Mosfet-) Eingang des nachfolgenden ICs machen. Aber auch der sollte
kein Problem darstellen, wenn der Serienwiderstand so groß gewählt,
dass die darüber bis zum Schalten der oberen Diode zugeführte Ladung
größtenteils von parasitären Kapazitäten aufgenommen wird.

Alles hat natürlich seine Grenzen. Mit vielen kV über längere Zeit
kriegst du wahrscheinlich alles kaputt.

Autor: Arno H. (arno_h)
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Hallo,
Daniel Duesentrieb wrote:

> Am Engang kommen manchmal Spannungsspitzen vor. Positiver Puls, kein
> Problem da die Diode gegen 5V leitfaehig wird und somit den
> empfindlichen Teil der Schaltung schuetzt.

Was passiert denn, wenn der Strom durch die Diode nach 5V den 
Strombedarf der Schaltung übersteigt?
Bei Low Power-Anwendungen können ja 5mA schon zu viel sein.
Vorteilhafter erscheint mir da sowas:
http://www.supertex.com/pdf/app_notes/AN-D11.pdf

Arno

Autor: Winfried (Gast)
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Also die Dioden sollten schon schnell genug sein, um schützen zu können. 
Schnell genug heißt, dass selbst bei einem idealen Sprung am Eingang der 
Anstieg an den Dioden durch induktive/kapazitive Anteile genug gebremst 
wird. Dioden haben ja selber schon eine Kapazität, Eingänge an Chips 
ebenso. In der Regel reicht das, wenn nicht, dann musst du noch einen 
Kondensator zwischen Eingang und Masse vorsehen.

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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@Arno:

> Was passiert denn, wenn der Strom durch die Diode nach 5V den
> Strombedarf der Schaltung übersteigt?

Das ist kein Problem, wenn eine Z-Diode parallel zur Betriebsspannung 
liegt. Die braucht man ja nur einmal für die ganze Schaltung, egal, 
wieviel Eingänge geschützt werden sollen.

> Bei Low Power-Anwendungen können ja 5mA schon zu viel sein.
> Vorteilhafter erscheint mir da sowas:
> http://www.supertex.com/pdf/app_notes/AN-D11.pdf

Das mit den FETs macht aber nur bei hochohmigen Einzeleingängen Sinn, da 
sonst zuviel Aufwand.

Übrigens kann man zum ESD-Schutz 2 Schottky-Dioden nehmen. Da gibt es 
dann keine Probleme mit der Schaltgeschwindigkeit. Außerdem haben sie 
den Vorteil, dass sie die Spannung tatsächlich auf zulässige Werte 
begrenzen und z.B. kein Latch-Up-Effekt bei CMOS-Bausteinen zu 
befürchten ist.

Jörg

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