Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik STM32F427 - Maximaler Strom der Schutzdioden


von Samuel C. (dragonsam)


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Hallo alle zusammen,

ich suche gerade im Datenblatt des STM32F427 
(http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/DM00071990.pdf) 
nach dem maximalen Strom der Schutzdioden an GPIOs. Leider stehe ich 
etwas auf dem Schlauch und bin mir nicht sicher, ob ich auf den 
richtigen Wert schaue.

Meine Vermutung ist, dass der gesuchte Wert hier "I_INJ(PIN)" genannt 
wird. Ist das korrekt? Das würde heißen, dass die Schutzdioden bis zu 
5mA aushalten. Ziemlich viel.

Beste Grüße
Sam

von Schaulus Tiger (Gast)


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Also ich verstehe das Datenblatt so (d.h. nicht wirklich):

- die 5mA an sich will ich wohl glauben, aber...

- plus/minus 5mA gilt nur für Pins mit Analog-Funktionen und
  auch da nur mit der Einschränkung
  > ADC accuracy vs. negative Injection Current:
  > Injecting negative current on any analog input pins should be
  > avoided as this significantly reduces the accuracy of the
  > conversion being performed on another analog input.

- die Pins ohne Analog-Funktion vertragen gegen Plus angeblich nur
  NULL mA, d.h. sie wären ungeschützt?

- die restlichen Angaben für diese Pins sind auch widersprüchlich.
  Unter Absolute maximum ratings heißt es "Vdd+4.0V", also bis zu 7.6V,
  aber nur 4.0V bei Vdd=0. Laut Operating conditions sind aber 5.2V bei
  Vdd < 2.0V erlaubt. Beides ist für mich nicht wirklich 5V tolerant.

- die Summe aller Ströme für den ganzen Chip ist max. 25mA, aber nicht
  mehr, als die Stromaufnahme der gesamten Schaltung aus den 3.3V.

von lrep (Gast)


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Samuel C. schrieb:
> Das würde heißen, dass die Schutzdioden bis zu
> 5mA aushalten. Ziemlich viel.

Ja, das ist viel, aber das sind auch absolute Maximum Ratings, die du
a) besser nicht ausnützt, und die auch nicht dauerhaft vorkommen dürfen, 
und bei denen
b) die Funktion des Prozessors auch nicht mehr gewährleistet ist:

> Stresses above the absolute maximum ratings listed in Table 14:
> Voltage characteristics,
> Table 15: Current characteristics, and Table 16:
> Thermal characteristics may cause permanent damage to the device.
> These are stress ratings only and functional operation of the
> device at these conditions is not implied.
> Exposure to maximum rating conditions for extended periods
> may affect device reliability.


Die Schutzdioden sind auch nicht dazu da um Versäumnisse beim 
EMV-gerechten Design auszubügeln.
Wenn du dich an die ebenfalls bei den Max. Ratings genannten Spannungen 
hältst, fliesst überhaupt kein Strom durch die Schutzdioden (falls dort 
überhaupt Dioden verwendet werden).

Wenn du die Schutzdioden Strom führen lässt, darfst du dich nicht 
wundern, wenn die auf diese Weise ins Substrat injiezierten 
Ladungsträger dort umher vagabundieren und Speicherkapazitäten entladen, 
Referenzspannungsquellen verändern und seltsame Effekte in analogen 
Schaltungsteilen verursachen...

von WehOhWeh (Gast)


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lrep schrieb:
> Samuel C. schrieb:
>> Das würde heißen, dass die Schutzdioden bis zu
>> 5mA aushalten. Ziemlich viel.
>
> Ja, das ist viel, aber das sind auch absolute Maximum Ratings, die du
> a) besser nicht ausnützt, und die auch nicht dauerhaft vorkommen dürfen,
> und bei denen
> b) die Funktion des Prozessors auch nicht mehr gewährleistet ist:

Ja, die Maximum Ratings gehen mir gehörig auf den Sack.

Meiner Meinung nach gehören die Maximum Ratings geheimgehalten. Anfänger 
stolpern immer wieder darüber, obwohl ein dicker fetter disclaimer 
druntersteht, dass der Chip in diesem Bereich nicht arbeitet.

Noch schlimmer sind "Typical" characteristics. Noch viel gemeiner und 
sinnloser.

Der Anwender hat sich verdammt noch mal an die Recommendet operating 
conditions zu halten und Min und Max zu berücksichtigen!

zum Thema:
Bei ST gibt es verschiedene IOs, unter anderem slche die 5V-Tolerant 
sind, bei denen kann logischerweise keine Diode in Flussrichtung auf 3V3 
drin sein. Das wäre eine Art Kurzschlus. Da ist eine Z-Diode mit 4V drin 
(kann man sich zumindest so vorstellen zumindest) Daher die Angabe 
VCC+4V.
Andere Eingänge haben wiederrum eine normale Diode.

Was wo drin ist, hängt vom Pin ab. da steht so ein Kürzel dabei (TT, 
FT..), anhand dessen man das unterscheiden kann. Für jedes Kürzel gibts 
eigene Ratings.

von Samuel C. (dragonsam)


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Vielen Dank an alle :)

Ich  habe nicht vor die Maximum Rating auszureizen ;) Doch um das zu 
gewährleisten sollte ich wissen, wo diese liegen.
Das hat mir auf jeden Fall schonmal weitergeholfen.

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