Verständnisfrage - Schottky diode

H.Joachim Seifert schrieb:
> D.h. höhere
> Eingangsspannungen als Vcc+ 0,2V werden nach Vcc abgeleitet,

Das kann zur Folge haben, dass manche Schaltungen, die nur sehr wenig 
Betriebsstrom brauchen, bereits ohne Versorgungsspannung beginnen zu 
arbeiten, wenn nur ein Eingangssignal ausreichender Höhe anliegt.
Das führt manchmal dazu, dass eine Power-On-Reset Logik nicht 
funktioniert.

Micha schrieb:
> Ich habe jetzt die gesamte Datenblätter durchgeschaut und verstehe
> einfach nicht wie das gehen soll.

Hi Micha,
vieleicht erklärt man das besser an einem konkreten Beispiel.

Nehmen wir einmal an, du willst dir einen kleinen Spannungsmesser mit 
deinem µC aufbauen. Dazu möchtest du einen ADC verwenden. Jetzt weißt du 
aber nie, bevor du die Messspannung an deine Schaltung anlegst, ob diese 
im Bereich 0Volt(GND) - VCC(5Volt) liegt. Daher verwendest du deine von 
dir gezeigte Schutzbeschaltung. Spannungen größer VCC werden nach oben 
Richtung VCC abgeleitet, negative Spannungen gegen GND. Dabei bleibst du 
mit den beiden von dir aufgeführten Dioden innerhalb der max.Ratings, 
die im Datenblatt aufgeführt sind. Prinzipiell geht aber jede Diode, nur 
sollte sie eine geringe Vorwärtsspannung besitzen. Schottky-Dioden haben 
eine geringe Vorwärtsspannung, daher sind sie dafür gut verwendbar. Das 
hat aber nichts mit Schutzbeschaltungen auf Basis von Transzorp- oder 
Zener-Diode zu tun. Diese verwendet man für Schutzbeschaltungen für die 
Versorgungsspannung, deine Schaltung schützt lediglich einen Eingang.

In der Praxis habe ich deine Schaltung schon oft gesehen, also nicht 
verunsichern lassen, das macht als Schutz eines Einganges schon Sinn. 
Falls jemand etwas günstigeres kennt, immer her mit den Zeichnungen ;-)

Stromverdichter schrieb:
> Spannungen größer VCC werden nach oben Richtung VCC abgeleitet

Das setzt zumindest mal voraus, dass entweder die Stromaufnahme der 
Schaltung höher sein muss, als der durch die Schottky-Diode abgeleitete 
Strom oder dass der Spannungsregler Strom von hinten aufnehmen und 
irgendwohin ableiten kann - wohlgemerkt ohne dass die 
Versorgungsspannung dabei ansteigt.

Wolfgang schrieb:
> als der durch die Schottky-Diode abgeleitete
> Strom oder dass der Spannungsregler Strom von hinten aufnehmen

Ich glaube eher, du hast den Sinn der Beschaltung nicht verstanden. Es 
geht um den Schutz vor dem Potential, das gemessen werden soll. Der 
Strom wird vom vorgeschalteten Widerstand begrenzt.
Und wenn du mir jetzt ausrechnest, das bei 380Volt Eingangsspannung 
genug Strom fließen kann, um dennoch den AVR zu zerstören, dann muss ich 
mich geschlagen geben. Dann haben natürlich alle meine Vorredner recht, 
und die Schutzbeschaltung ist schädlich;-) zumindest wenn du sie mit 
Drehstrom betreibst.

So, jetzt ist alles klar für mich. Jetzt verstehe ich es und verstehe 
auch teilweise was da in der Wiki steht.

Danke an alle

> Wenn es so einen Eingang gibt, und die Diode dort aussen
> nicht am Eingangspin ist, dann übernimmt diese Funktion
> einfach die interne Schutzdiode. Nur hält die nicht so
> viel aus...

Genau. Seit diese Internen Dioden standardmäßig vorhanden sind und deren 
Belastbarkeit klar dokumentiert ist, benutze ich keine externen Dioden 
mehr.

Die externen Dioden sind nur bei Strömen >1mA (manchmal auch mehr) 
nötig, was man durch entsprechende Vorwiderstände ja leicht 
sicherstellen kann.

Früher, als ich Elektronik gelernt hatte, waren die meisten CMOS Chips 
noch ungeschützt, da waren externe Dioden für alle Anschlüsse, die das 
Gehäuse des Gerätes verlassen quasi Pflicht.

> komplett vermeiden kann daß überhaupt irgendein Strom über
> selbige fließt (das will man nämlich in der Regel
> tunlichst vermeiden weil man ihn in dem Moment bereits außerhalb
> der Spezifikation betreiben würde, das ist überhaupt nicht
> vorgesehen).

Das dachte ich auch mal, Aber inzwischen bin ich nicht mehr so sicher, 
ob Strom durch diese Dioden wirklich nicht vorgesehen ist. Denn z.B. im 
Datenblatt des ATmega48 steht einerseits unter den absolute Ratings, 
dass die Spannung an allen Pins maximal 0,5V über VCC bzw unter GND sein 
darf. Wenn ich Strom durch die Schutzdioden fließen lasse, überschreite 
ich diesen Wert (glaub ich jedenfalls).

Andererseits steht da auch: "Exposure to absolute maximum rating
conditions for extended periods may affect device reliability."

Also schließen sie ein kurzzeitiges Überschreiten der Werte nicht aus.

Es wird auch immer wieder geschrieben, dass die Dioden bis zu 1mA 
belastet werden dürfen. Nur steht das nicht im Datenblatt.

Das Datenblatt vom PCF8574 ist da schon deutlicher, dort sind +/-400µA 
erlaubt.

Ich sag mal so: Wenn diese Dioden im AVR keinen Strom vertragen würden, 
dann wären es keine Dioden. Und dann hätten sie auch keine 
Schutzwirkung. Also irgend einen Strom müssen die schon aushalten 
können.

Ich nutze die Dioden oft absichtlich. Zum Beispiel wenn ein 5V Chip 
einen 3,3V AVR ansteuern soll, dann kommt einfach ein  2,7k Ohm 
Widerstand in Reihe. Das habe ich auch schon ziemlich oft mit wesentlich 
höheren Spannungen gemacht, z.B. 24V mit 22k Ohm. Ist bis jetzt immer 
gut gelaufen - auch im Dauerbetrieb.

Wenn die Summe der Ableitströme höher ist, als die Stromaufnahme der 
Schaltung, muss man zusätzlich noch die Versorgungsspannung schützen. 
Dazu reicht meist eine simple Zenerdiode.

Die Schutzdioden der ICs sind ja aus der gleichen Technik wie das IC 
aufgebaut. Meist Silizium also ca. 0.7V Spannungsabfall in 
Flussrichtung. Die Schottky-Dioden sind Metall-Halbleiter-Dioden. Diese 
haben zum einen eine kleineren Spannungsabfall in Flussrichtung von ca. 
0.3V und sie sind "schneller", da auf dem Übergang weniger Ladungen 
liegen, die ausgeräumt werden müssen. Sie schalten damit schneller durch 
und lassen so einen viel kürzeren und kleineren Impuls in die Schaltung.

Also, bei entsprechender Umgebung, wie z.B. einem Eurorack Synth sollte 
die Schutzschaltung deine digitalen Eingänge vor z.B. den 10V analogen 
Steuerspannung für die Tonhöhe schützen.

Man muss sich halt immer fragen, vor was man die Schaltung (bzw. sich 
selbst (?)) schützen will.

Wolfgang R. schrieb:
> Aber wie schützt man das Forum vor 7 Jahre alten Threads?

Ich hatte mal vorgeschlagen, alte und uralte Threads statt dem orangenen 
Betreff-Balken mit einem dunkelgrauen (oder welche Farbe auch immer) 
auszustatten, so dass zumindest ich nicht immer erst am Ende feststellen 
muss, dass wieder eine Leiche ausgegraben wurde.

HildeK schrieb:
> Ich hatte mal vorgeschlagen, ....

Wer die fette rote Schrift übersehen möchte, der ist auch durch einen 
farbigen Balken nicht aufzuhalten.

EAF schrieb:
> Wer die fette rote Schrift übersehen möchte, der ist auch durch einen
> farbigen Balken nicht aufzuhalten.

Soll ja auch eine Hilfe für mich sein, dass ich mir das nicht mehr näher 
anschaue.
Ja, ich weiß, ich könnte als erstes auch aufs Datum schauen ...

Matthias Stolt schrieb:
> Diese haben zum einen eine kleineren Spannungsabfall
> in Flussrichtung von ca. 0.3V und sie sind "schneller"

Beides trifft nicht auf alle Shottky Dioden zu. Insbesondere bei den 
größeren Modelle für Ströme ab 1A.

Matthias Stolt schrieb:
> Diese haben zum einen eine kleineren Spannungsabfall in Flussrichtung
> von ca. 0.3V

Und du meinst, dass deshalb z.B. im Datenblatt der BAT64 als Forward 
voltage ein Wert von bis zu 750mV (bei IF=100mA) angegeben ist?

Für mich ist das mehr als das Doppelte von 0.3V

my2ct schrieb:
> Und du meinst, dass deshalb z.B. im Datenblatt der BAT64 als Forward
> voltage ein Wert von bis zu 750mV (bei IF=100mA) angegeben ist?
>
> Für mich ist das mehr als das Doppelte von 0.3V

Preisfrage:

Welche Spannung liegt über dem 1k Widerstand, wenn 100mA fließen?

Einer schrieb:
> Preisfrage:
>
> Welche Spannung liegt über dem 1k Widerstand, wenn 100mA fließen?

Es ging um Schottky-Dioden allgemein, nicht um die spezielle 
Beschaltung.

Bitte richtig lesen

Ich habe zwei Anmerkungen:
erstens verstehe ich nicht, warum ein alter Thread schlecht ist und 
lieber ein Neuer mit quasi identischem Inhalt aufgemacht werden soll... 
Wenn der Betreff eindeutig ist, findet sich die ganze Information hier 
und die ist auch noch ein 3 Jahren gültig. Warum den den nicht erweitern 
und lieber 5 Threads mit 'irgendwie ähnlichen' Titeln machen?
Die Artikelsammlung ist an sich eine gute Idee, müsste aber als 
Wissenspool noch umstrukturiert sein.


Zweitens, wenn ich wie erwähnt über eine Diode Strom in die Versorgung 
ableite und das auch als quasi normalen Betriebsfall sehe, muss ich aber 
aufpassen, dass die Verorgung (also im Grunde der Kondensator hinter dem 
Spannungsregler) nicht aufgepumpt wird. Der Regler muss also auch die 
Spannung aktiv reduzieren können.

Wünsche euch ein schönes Wochende! Spätsommer genießen :P