Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PIC, wird der Ausgang beschädigt?


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von La S. (last)


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Hallo Forum,
für ein Hochschulprojekt benutzen wir in der Gruppe einen 
dsPIC33FJ256GP710A.
Ich kümmere mich nur im die Hardware, nicht jedoch um die Software.
Die Software-Jungs haben später losgelegt, als das Board da war.
Wir benutzen viele I/Os. Da es noch keine Software gab sind zu den 
Ausgängen parallel DIP-Schalter. Die Ausgänge sollen per "1" FETs 
durchschalten (Vcc=3,3V). Da, wie gesagt, die Software Anfangs noch 
nicht da war, habe ich das mit den DIP-Schalter simuliert (Dip-Schalter 
offen -> FET über Pulldown an GND; DIP-Schalter geschlossen: 3,3V am 
Gate). Das ging und hat auch den PIC nicht beschädigt. Jetzt haben wir 
Software auf dem PIC und die DIP-Schalter sind alle in "offen" Stellung, 
die Software funktioniert.
Was mir noch nicht klar ist, ist folgenes:
Was passiert, wenn (aus welchen Gründen auch immer)ein DIP-Schalter 
gecshlossen ist, d.h. 3,3V am FET und damit auch am Ausgang des PIC 
anliegen, wenn der PIC aber eine 0 liefert?
Gibt's einen satten Kurzschluss und der PIC bzw. der Ausgang wird 
zerstört?
Hat der Ausgang evtl eine Begrenzung, um sowas zu verhindern?

Ich bin aus dem Datenblatt leider nicht schlau geworden.
Wäre echt super, wenn mir jemand weiterhelfen könnte (gerne auch Anhand 
des Datenblatts).

Vielen Dank für eure Mühe!!!

von Sebastian Hepp (Gast)


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Es gibt einen Kurzschluss. Die Chance ist groß, dass der Port des PICs 
danach defekt ist. Das hängt davon ab, wie viel Strom fließen kann. 
Behelfen kannst du dir mit einem Widerstand in Reihe zum Dip-Schalter.

Oder besser, einen Widerstand von µC Pin zum FET/Dip-Schalter. Denn wenn 
der FET eine hohe Gate Kapazität hat, kann der µC auch Schaden nehmen. 
Für kurze Zeit (bis das Gate umgeladen ist) entspricht das ja auch einem 
Kurzschluss.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Sebastian Hepp schrieb:
> Es gibt einen Kurzschluss. Die Chance ist groß, dass der Port des PICs
> danach defekt ist.

Eher nicht.

> Das hängt davon ab, wie viel Strom fließen kann.

Eben. CMOS-Ausgänge liefern bei 3.3V Versorgungsspannung typischerweise 
nur wenige mA. Der genannte dsPIC33 wohl 4mA (so richtig schlau werde 
ich aus dem Datenblatt nicht). 3.3V * 4mA sind recht wenig. Es ist 
unwahrscheinlich, daß dadurch der Port durchbrennt.

Andererseits ist es natürlich ganz schlechter Stil, wenn µC-Ausgänge 
überhaupt per Jumper oder DIP-Schalter kurzgeschlossen werden können.

> Behelfen kannst du dir mit einem Widerstand in Reihe zum Dip-Schalter.

Jein.

> Oder besser, einen Widerstand von µC Pin zum FET/Dip-Schalter. Denn wenn
> der FET eine hohe Gate Kapazität hat, kann der µC auch Schaden nehmen.

Jein. Mit den 3.3V und 4mA die maximal aus dem Port rauskommen kann man 
sowieso keine großen Sprünge machen. Die "MOSFET"s werden wohl eher von 
der Klasse eines BSS138 sein als eines IRF3708. Große MOSFET könnte der 
PIC sowieso nur recht langsam (sprich: mit entsprechenden Verlusten) 
umschalten. Wenn man jetzt noch einen Widerstand zwischen Port und 
MOSFET schaltet, wird es noch schlechter.

von La S. (last)


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Hi, danke für die Antworten!
Also ich schalte mit dem PIC NMOS-Fets vom Typ BSS123.
Die Frage ist aber nicht, was passiert, wenn der PIC eine 1 (3,3V, 4mA) 
liefert und ich ihn kurzschließe. Die Frage ist, was passiert wenn von 
außen eine 1 (3,3V ... großer Strom möglich) anliegt und der PIC eine 0 
am Ausgang macht? Ist der Strom dann intern auch begrenzt?

Den vorgeschlagenen Vorwiderstand haben wir weggelassen, damit der 
Spannungsteiler nicht die die Gate-Spannung zu niedrig macht.
Der Fet soll richtig schalten.

von Max D. (max_d)


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Wenn ihr jetzt eh den PIC habt, dann lötet einfach die DIPs wieder 
raus...

von La S. (last)


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Das geht dann, wenn alles reibungslos funktioniert. Noch tut es das aber 
nicht. Und wenn ich die Hardware teste kann ich (zur Zeit) den PIC bzw. 
die I/Os nicht schalten, dazu brauch ich wieder irgendwas von den 
Softwarejungs... das PICKIT oder sowas...

von TK (Gast)


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Ich würde eine Steuerung per RS232 implementieren und dann mit einem 
Termialprogramm die Ausgänge schalten. Da muss man doch nicht mit einem 
PICKit usw. dran. Das hat dann auch den Vorteil, dass ihr die DIP 
Schalter weglassen könnt. Ist sowieso suboptimal parallel zu einem 
PIC-Ausgang noch ein DIP zu schalten.

Gruß
TK

von mse2 (Gast)


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La St schrieb:
> Die Frage ist aber nicht, was passiert, wenn der PIC eine 1 (3,3V, 4mA)
> liefert und ich ihn kurzschließe. Die Frage ist, was passiert wenn von
> außen eine 1 (3,3V ... großer Strom möglich) anliegt und der PIC eine 0
> am Ausgang macht? Ist der Strom dann intern auch begrenzt?
CMOS ist im allgemeinen symmetrisch. Einen Unterschied zwischen sink und 
source gab's grüher mal bei TTL-ICs.

von mse2 (Gast)


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mse2 schrieb:
> La St schrieb:
>> Die Frage ist aber nicht, was passiert, wenn der PIC eine 1 (3,3V, 4mA)
>> liefert und ich ihn kurzschließe. Die Frage ist, was passiert wenn von
>> außen eine 1 (3,3V ... großer Strom möglich) anliegt und der PIC eine 0
>> am Ausgang macht? Ist der Strom dann intern auch begrenzt?
> CMOS ist im allgemeinen symmetrisch. Einen Unterschied zwischen sink und
> source gab's grüher mal bei TTL-ICs.
...und N-MOS.

von spontan (Gast)


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Macht die Dip-Schalter steckbar auf normalen DIL-Sockeln und gut.

Oder macht es oberinteligent:
- am Ausgang des PIC ein Pulldown, so 10 kOhm.
- die Software läßt nach dem Reset die Ports auf Eingang
- die Software prüft, ob eine 1 anliegt (=Fehlerfall, die DIP sind 
geschlossen)
- ist alles ok, so schaltet die Software die Ports auf Ausgang und gut
- ist der Fehlerfall eingetreten, so gibts irgendwo ne Fehlermeldung, 
und sei es eine blinkende LED

von La S. (last)


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Nochmal danke an alle die, die auf meine FRAGE eingehen.
Weitere Lösungsvorschläge sind gut gemeint aber nicht zielführend.
Ich brauch keine RS232 Leitung, keinen steckbaren DIP-Schalter und keine 
oberintelligente Software.
Wenn die Hardware einwandfrei funktioniert kommen die DIP-Schalter 
runter. Die sind sowieso nur da, um Schaltregler zu enablen.
Der PIC selber wird nicht per RS232 aber mit einem anderen BUS über ein 
RPi kontrolliert.


Eine Frage bezüglich der Symmetrie Eingangs/Ausgangsstrom.
Wenn der Ausgangsstrom 4mA beträgt und es ist tatsächlich symmetrisch, 
so dass der Eingangsstrom auch 4mA wäre... sind die 4mA dann intern über 
einen Widerstand begrenzt oder müsste man außen darauf achten, dass 
nicht mehr wie 4mA rein fließen?

von MaWin (Gast)


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La St schrieb:
> Gibt's einen satten Kurzschluss und der PIC bzw. der Ausgang wird
> zerstört?
> Hat der Ausgang evtl eine Begrenzung, um sowas zu verhindern?

Der Ausgang hat eine Strombegrenzung, die irgendwo zwischen 2mA und 4mA 
zuschlägt (Abschnürbereich der MOSFETs), manche Ausgänge mehr (liest 
eigentlich kein Schwein das Datenblatt des entsprechenden Chips?). Aber 
dauerhaft und bei mehreren Ausgängen kann es trotzdem zu lokaler 
Überhitzung und damit Beschädigung kommen. Schaltest du den Ausgang über

> Also ich schalte mit dem PIC NMOS-Fets vom Typ BSS123.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BSS123.pdf

Der lässt sich mit 3.3V gar nicht voll durchsteuern, das ist ein 
normaler MOSFET der 10V am Gate stehen will, nicht mal ein LogicLevel 
Typ, geschweige denn bei 2.5V spezifiziert, wie es ein IRLML2502 wäre.

Noch so einer, der UGS(th) nicht verstanden hat (oder erneut zu faul war 
das Datenblatt zu lesen und zu verstehen).

von La S. (last)


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Doch, das PIC Datenblatt habe ich gelesen und durchsucht. Ich wurde nur 
nicht schlau daraus.
MaWin (Gast) schrieb:
>Der Ausgang hat eine Strombegrenzung, die irgendwo zwischen 2mA und 4mA
>zuschlägt (Abschnürbereich der MOSFETs), manche Ausgänge mehr (liest
>eigentlich kein Schwein das Datenblatt des entsprechenden Chips?). Aber
>dauerhaft und bei mehreren Ausgängen kann es trotzdem zu lokaler
>Überhitzung und damit Beschädigung kommen. Schaltest du den Ausgang über

 Auf welcher Seite steht denn das? Wo steht das es eine Strombegrenzung 
hat?

Übirgens:
Interessanterweise sagt das Datenblatt des BSS123 von Fairchild (Juni 
2003):
On Characteristics (Note 2)
VGS(th) Gate Threshold Voltage VDS = VGS, ID = 1 mA Min:0.8 Typ:1.7 
Max:2 V
Wieso bitte soll der dann bei 3,3V nicht durchschalten?
Aber das war ja auch gar nicht die Frage bzw. das Problem.

: Bearbeitet durch User
von X4U (Gast)


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La St schrieb:
> Nochmal danke an alle die, die auf meine FRAGE eingehen.

Deine Frage verstehe ich so:

Kann man den Pic außerhalb der Spezifikationen betreiben.

Die Antwort "Eigenes Risiko"

Der Pic hat ja nicht nur eine maximale Belastbarkeit pro Pin (Param 
DI60a) sonder auch einen maximalen Summenstrom aller I/O und Control 
pins von +/-20mA (param DI60c)

Das wird vermutlich nicht ohne Grund da so stehen.

> Wenn die Hardware einwandfrei funktioniert kommen die DIP-Schalter
> runter.

Wenn Sie dann noch funktioniert. Das ist ein Designfehler mit dem musst 
du leben oder es ändern. Eine Aussage im Forum hilft dir da wenig.

von X4U (Gast)


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La St schrieb:
> Doch, das PIC Datenblatt habe ich gelesen und durchsucht. Ich wurde nur
> nicht schlau daraus.

Dann frag doch nach.

von Achim S. (Gast)


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La St schrieb:
> Eine Frage bezüglich der Symmetrie Eingangs/Ausgangsstrom.
> Wenn der Ausgangsstrom 4mA beträgt und es ist tatsächlich symmetrisch,
> so dass der Eingangsstrom auch 4mA wäre... sind die 4mA dann intern über
> einen Widerstand begrenzt oder müsste man außen darauf achten, dass
> nicht mehr wie 4mA rein fließen?

Erst mal zur Begriffsklärung: unabhängig von der Stromrichtung sind 
beides Ausgangsströme, einmal auf der Highside, einmal auf der Lowside. 
(einmal ist der Ausgang Quelle, einmal Senke). Einen Eingangsstrom hast 
du, wenn der IO als Eingang beschalten ist.

Dann zur Frage der Begrenzung: schau dir folgendes errata sheet an
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/80483G.pdf
(Seite 7: IO-Pin output specs)

Dort wird zunächst mal zwischen 2xSink Driver und 4xSink Driver 
unterschieden (und 8xSink Drivern für spezielle Pins). Selbst bei den 
schwächeren 2xSink Driver fallen bei 3mA nur garantiert nicht mehr als 
0,4V am Ausgangstransistor ab (beim 4xSink Driver hast du die 0,4V auch 
noch bei 6mA).

Mit 3,3V am Ausganstransistor wird der Strom sicher deutlich über 3mA 
bzw. 6mA liegen. "Irgendwo" wird der Ausgangstransistor den Strom schon 
begrenzen, aber wahrscheinlich erst deutlich jenseits der 4mA, die dich 
interessieren. Kennlinien für den Ausgangstransistor habe ich keine 
gefunden, vielleicht verrät schickt dir ein Applikationsingenieur von 
Microchip ja welche (z.B. in Form von Simulationsmodellen).

Wenn du Glück hast, überlebt der PIC die Kurzschlusssituation. Ich 
persönlich käme nicht auf die Idee, das auszuprobieren.

Wenn die Schaltung schon steht, würde ich so sorgfältig damit arbeiten, 
dass die Fehlersituation nicht eintritt. Wenn sie noch nicht steht, 
würde ich einen der oben gemachten Vorschläge realisieren (steckbare 
Switches, externe Begrenzungswiderstände, ....)

von La S. (last)


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Lieber X4U
>Dann frag doch nach.

Was hab ich denn hier gemacht!? Spaßvogel.

Lieber Achim S.
Vielen Dank, der Beitrag war hilfreich und nicht besserwisserisch oder 
überzogen wie manch anderer Beitrag hier.

von Harald W. (wilhelms)


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La St schrieb:

> VGS(th) Gate Threshold Voltage VDS = VGS, ID = 1 mA Min:0.8 Typ:1.7
> Max:2 V
> Wieso bitte soll der dann bei 3,3V nicht durchschalten?

[ ] Du weisst was Threshold Voltage bedeutet?
Falls nicht, guck bei Wikipedia nach.

von X4U (Gast)


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X4U schrieb:
> Der Pic hat ja nicht nur eine maximale Belastbarkeit pro Pin (Param
> DI60a) sonder auch einen maximalen Summenstrom aller I/O und Control
> pins von +/-20mA (param DI60c)

Sorry, Fehler meinerseits. Injection current ist der Strom der bei 
Spannung größer Versorgung oder kleiner Masse durch die Ableitdioden 
fließen darf.


What does “injection current” mean in the context of a microcontroller 
datasheet?

http://electronics.stackexchange.com/questions/87483/what-does-injection-current-mean-in-the-context-of-a-microcontroller-datasheet

von X4U (Gast)


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La St schrieb:
> Was hab ich denn hier gemacht!? .

So war das nicht gemeint, frag doch bevor du die Hardware baust.

> Spaßvogel

Immer locker bleiben ;-)

von Achim S. (Gast)


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La St schrieb:
> der Beitrag war hilfreich und nicht besserwisserisch oder
> überzogen wie manch anderer Beitrag hier.

Dann kansst du von mir vielleicht auch annehmen, dass ich den Rat von 
X4U unterschreibe:

X4U schrieb:
> Immer locker bleiben ;-)

Letztlich fragst du die Forenteilnehmer, ob Sie an deiner Stelle das 
Datenblatt durchforsten. Und erst im Verlauf der Diskussion kommt 
stückweise heraus, inwieweit du das selbst schon gemacht hast und wo 
genau deine Verständnisprobleme sind. Da darfst du dich nicht wundern, 
wenn sich nicht jede Antwort nur um die (im Datenblatt nicht 
auffindbare) Transistorkennlinie dreht.

von X4U (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Dann kansst du von mir vielleicht auch annehmen, dass ich den Rat von
> X4U unterschreibe:

Lass mal stecken, es geht um ein Sachthema. Wie reizbar ich war wenn die 
Chips nicht so wollten wie ich dachte erinnere ich noch gut.


Achim S. schrieb:
> Letztlich fragst du die Forenteilnehmer, ob Sie an deiner Stelle das
> Datenblatt durchforsten.

Das sehe ich anders und Vorwürfe formuliert man besser positiv oder 
lässt es noch besser ganz.

Z.b. drucke ich mir bei neuen Prozessoren das gesamte Datenblatt Kapitel 
für Kapitel aus und lese die im Cafe oder Bahn, fernab von jeder 
Möglichkeit damit herumzuspielen. Spart enorm viel Zeit.

Das war als Newbe nicht möglich weil ich die Zettel und Bücher schlicht 
nicht verstanden habe.

von La S. (last)


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Nun gut, wie dem auch sei, ich war vielleicht auch etwas dünnhäutig aber 
ich wollte auch niemanden angreifen. Das mit der positiven Kritik ist so 
ne Sache..aber das ist auch nicht das Thema hier ;-)

Dass ein DIP-Schalter parallel zu einem PIC-IO nicht die hohe Schule der 
Ekeltronik ist, ist mir klar. Ein bisschen was kann ich auch schon.
Ich hatte das Datenblatt nach meinem Kenntnissstand durchforstet, jemand 
mit mehr oder anderen Erfahrungen durchforstet es sicher anders oder hat 
anderes, tieferes, Fachwissen. Deshalb habe ich gefragt.

Wenn es ein Projekt von mir alleine wäre, hätte ich so manches anders 
gemacht. Glaubt mir. Im Team aber, allen voran wenn man sich "von Oben" 
noch was sagen lassen muss, muss man halt (faule) Kompromisse schließen.

Trotzdem oder gerade deswegen nochmals vielen Dank hier an euch alle.

von X4U (Gast)


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La St schrieb:
> Das mit der positiven Kritik ist so
> ne Sache..aber das ist auch nicht das Thema hier ;-)

Was könntest du hier in  diesem Forum damit meinen? ;-)


>
> Dass ein DIP-Schalter parallel zu einem PIC-IO nicht die hohe Schule der
> Ekeltronik ist, ist mir klar.

Ein 10K Widerstand in die Zuleitung vom Dip Schalter und das Problem ist 
beseitigt. Wenn du den Ausgang kurzschließt bricht die Spannung zusammen 
und bei hochohmigem Input macht er was er soll.

> Ich hatte das Datenblatt nach meinem Kenntnissstand durchforstet, jemand


Wenn du ein paar mehr gelesen hast dann gibt es Vergleichsmöglichkeiten. 
Angaben im einstelligen Milliampere Bereich sagen mir z.B. das die Kiste 
ganz schön empfindlich ist. Einen Pic 16 oder 18 hab ich durch I/O 
Kurzschluss noch nie kaputt gekriegt. Aber da sind die Limits auch 
Faktor 10  höher.

von Little B. (lil-b)


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Ich habe schon viel mit PICs gearbeitet, und auch bereits digitale 
Portpins abbrennen lassen. Meine Erfahrung dabei ist die folgende:

Der PIC hat keinen Strombegrenzung. Der Ausgangstreiber besteht einfach 
nur aus zwei Transistoren, die entweder Vdd oder GND an den Pin 
schalten. Wird zu viel Strom gezogen, so brennt der entsprechende 
Transistor durch. (Der andere Transistor funktioniert aber noch!)

Solltest du nun am PIC nun GND ausgeben und gleichzeitig den DIP 
eingeschaltet haben, so brennt die Low-Side deines Portpins durch.

Aber das ist in deinem Anwendungsfall doch sowieso völlig egal, da du 
mit einem PullDown die Leitung immer auf GND ziehst. Am PIC ist dann nur 
der HighSide-Treiber wichtig.

Alternativ kannst du den Portpin über das TRIS-Register schalten. Das 
heißt PORTx.y dauerhaft auf 1 und mit TRIS entweder Vdd oder High-Z 
schalten. Problem gelöst!

~Lil B

von La S. (last)


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Liebe Alle,

die vernünftigste Idee ist, dass ich mir von den Softwarejungs den Pi so 
fertig machen lasse, dass ich mit wenig Aufwand über I2C die Pic 
Ausgänge schalten kann. Dann kann ich die DIP-Schalter rausschmeißen und 
mach keine Kurzschlüsse.
Und speziell an X4U
>> Das mit der positiven Kritik ist so
>> ne Sache..aber das ist auch nicht das Thema hier ;-)

>Was könntest du hier in  diesem Forum damit meinen? ;-)

Ich mein das nicht nur hier, ich mein das generell. Kritik ist kritik da 
kann ich nichts positives sagen. Derjenige, der kritisiert meint es 
vielleicht positiv dann ist es vielleicht ein Verbesserungsvorschlag- 
Alles andere ("Kritik nur positiv formulieren") ist sozialromantischer 
Schwachsinn.... aber auch das ist nicht das, worüber in diesem 
speziellen Thema und auch gar nicht in diesem Forum diskutiert wird.
Vielen Dank für eure Hilfe, ich werde jetzt öfter's mal in dieses Forum 
schauen... und vielleicht weiß ich auch mal irgendwann was.

von MaWin (Gast)


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La St schrieb:
>
> Übirgens:
> Interessanterweise sagt das Datenblatt des BSS123 von Fairchild (Juni
> 2003):
> On Characteristics (Note 2)
> VGS(th) Gate Threshold Voltage VDS = VGS, ID = 1 mA Min:0.8 Typ:1.7
> Max:2 V
> Wieso bitte soll der dann bei 3,3V nicht durchschalten?

UGS(th) ist die Spannung, unter der er sicher AUSSCHALTET.
Voll eingeschaltet ist er erst bei der doppelten Spannung.
2V * 2 = 4V hast du nicht.
Nicht ohne Grund steht bei RDS(on) daß er bei 10V UGS gemessen wird.

> Aber das war ja auch gar nicht die Frage bzw. das Problem.

Und du möchtest um's verrecken nicht auf deine Fehler hingewiesen 
werden, sondern lieber in deinem falschen Glauben gelassen werden und 
schimpfst jeden anderen als Ketzer. Falscher Ansatz um zu Lernen.


> Auf welcher Seite steht denn das? Wo steht das es eine Strombegrenzung
> hat?

267.

Diesen dort angegebenen maximalen Strom überschreiten die Chips nicht 
von sich aus, sondern nur, wenn von aussen eine höhere Spannung als 3.3V 
oder eine niedrigere Spannung als 0V angelegt wird.

Mindestens schafft er die in TABLE 25-10 angegebenen Ströme, da wird 
sogar eine Ausgangsspannung garantiert.

Irgendwo dawischen passiert dem MOSFET im uC Ausgang das, was du schon 
beim BSS123 nicht wusstest: Er schnürt ab, geht also in den 
Strombegrenzungsmodus.

Bessere Datenblätter haben noch typische Diagramme, die aber meist beim 
Nennstrom (also hier den 2mA) zuende sind. Noch bessere Datenblätter 
haben die Diagramme bis zum bitteren Ende.

z.B. FIGURE 10-14 in http://akizukidenshi.com/download/PIC16F84A.pdf

von Axel S. (a-za-z0-9)


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La St schrieb:
> Also ich schalte mit dem PIC NMOS-Fets vom Typ BSS123.

Ja, so ungefähr hatte ich das gedacht.

> Die Frage ist aber nicht, was passiert, wenn der PIC eine 1 (3,3V, 4mA)
> liefert und ich ihn kurzschließe. Die Frage ist, was passiert wenn von
> außen eine 1 (3,3V ... großer Strom möglich) anliegt und der PIC eine 0
> am Ausgang macht? Ist der Strom dann intern auch begrenzt?

Ja. Dem Datenblatt nach ist der PIC da weitgehend symmetrisch. Zumindest 
sind die Ströme in beiden Richtungen mit 4mA angegeben.

> Den vorgeschlagenen Vorwiderstand haben wir weggelassen, damit der
> Spannungsteiler nicht die die Gate-Spannung zu niedrig macht.
> Der Fet soll richtig schalten.

Ist auch richtig so.

Ich würde das jetzt einfach so lassen. Wenn ihr später mal weitere 
Exemplare baut, bestückt ihr die DIP-Schalter einfach nicht.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Little Basdart schrieb:
> Solltest du nun am PIC nun GND ausgeben und gleichzeitig den DIP
> eingeschaltet haben, so brennt die Low-Side deines Portpins durch.
Das wäre aber mal ein blöd designter uC, wenn er von einem einzigen 
Kurzschluss nach Vcc oder GND kaputtgehen würde. Ich habe sowas noch bei 
keinem IC geschafft. Und darunter war alles vom 6-Beiner bis zum 
1156-Baller...

Es ist etwas anderes, wenn viele Ausgänge, die an Vcc hängen, nach GND 
geschaltet werden sollen: dann brennt der Bonddraht der GND-Leitung 
durch.

Einen Ausgangstransistor habe ich nur dann kaputtbekommen, wenn zufällig 
12V oder 24V auf die Platine "gefallen" sind...

: Bearbeitet durch Moderator
von Axel S. (a-za-z0-9)


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X4U schrieb:
> La St schrieb:
>> Nochmal danke an alle die, die auf meine FRAGE eingehen.
>
> Deine Frage verstehe ich so:
> Kann man den Pic außerhalb der Spezifikationen betreiben.
> Die Antwort "Eigenes Risiko"

Im Prinzip richtig. Nur blöderweise spezifiziert Microchip genau diesen 
Aspekt überhaupt nicht. Sie sagen zwar bis zu welchem Ausgangssstrom ein 
IO-Pin noch L (0.4V) oder H (Vcc-0.4V) liefert. Aber weder sagen sie wie 
groß der Kurzschlußstrom ist oder ob und wenn ja wie lange ein einzelner 
Ausgang gegen GND oder Vcc kurzgeschlossen werden darf.

Aber den Daten nach sind die Treiber der IO's an diesem PIC ohnehin eher 
schwächlich. Deswegen ist es unwahrscheinlich daß da viel passiert. 
Garantieren kann und wird das natürlich niemand.


Little Basdart schrieb:
> Ich habe schon viel mit PICs gearbeitet, und auch bereits digitale
> Portpins abbrennen lassen. Meine Erfahrung dabei ist die folgende:
>
> Der PIC hat keinen Strombegrenzung.

Er hat keine zusätzliche Strombegrenzung. Aber jeder MOSFET hat eine 
inhärente Strombegrenzung dahingehend daß der Kanal irgendwann 
abschnürt. Der Strom steigt nicht beliebig weit.

> Der Ausgangstreiber besteht einfach
> nur aus zwei Transistoren, die entweder Vdd oder GND an den Pin
> schalten. Wird zu viel Strom gezogen, so brennt der entsprechende
> Transistor durch.

Nicht zwangsläufig. Zuerstmal stellt sich der durch die Halbleiter- 
technologie und Auslegung des Pindrivers (es gibt ja auch extra 
Hochstrompins) ergebende Strom ein. Aus Strom und Betriebsspannung 
ergibt sich die Verlustleistung die in diesem Transistor entsteht. Und 
dann ist es die Frage, ob und nach welcher Zeit die Temperatur kritisch 
wird und den Halbleiter dauerhaft beschädigt.

von Anja (Gast)


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La St schrieb:
> Hat der Ausgang evtl eine Begrenzung, um sowas zu verhindern?

Im Prinzip schon. Irgendwann begrenzt der Bahnwiderstand/die Abschnürung 
des FETs den Strom.

Wenn Du aber im Datenblatt nach den "absolute maximum ratings" für den 
Pin schaust. (z.B. 8mA für die niedrigste Kategorie). Und dann dem 
Diagramm für den typischen Kurzschlußstrom. Dann wirst Du sehen daß der 
bereits bei einem Kurzschluß gegen eine Versorgung von 0.8V erreicht 
wird.
-> Der Hersteller garantiert nicht daß ein Kurzschluß nach 3.3V überlebt 
wird.

Gruß Anja

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Anja schrieb:
> Der Hersteller garantiert nicht daß ein Kurzschluß nach 3.3V überlebt wird.
Soweit korrekt. Aber allen Diagrammen zom Trotz wird der uC den 
Kurzschluss aber in der Realität mit an Sicherheit grenzender 
Wahrscheinlichkeit überleben...

Axel Schwenke schrieb:
> Aber weder sagen sie wie groß der Kurzschlußstrom ist oder ob und wenn
> ja wie lange ein einzelner Ausgang gegen GND oder Vcc kurzgeschlossen
> werden darf.
Ich würde sagen: das ist üblich...
Ich hatte sogar mal ein Datenblatt von Xilinx, da stand drin, dass ein 
3,3V IO-Pin eines FPGAs als Eingang für maximal 200 Stunden(!) an 5V 
gelegt werden darf. Diese sehr hübsch konkrete Zahl wird spätestens dann 
schnell schwammig, wenn man sich und den FAE fragt: am Stück oder in der 
Summe? Was, wenn die 5V zwischendurch wieder abgeschaltet werden?

von Harald W. (wilhelms)


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La St schrieb:

> Wenn es ein Projekt von mir alleine wäre, hätte ich so manches anders
> gemacht. Glaubt mir. Im Team aber, allen voran wenn man sich "von Oben"
> noch was sagen lassen muss, muss man halt (faule) Kompromisse schließen.

Gerade wenn ein Projekt im Team erarbeitet wird, sollte man seinen
Teil so aufbauen, das er nicht schon bei leichter Fehlbedienung
(Betätigung eines Schalters!) Beschädigungen ergeben kann. Bei
diesem Projekt kommt es ja wohl auch nicht auf Einsparung des
letzten Cent an, sodas man leicht Serienwiderstände hätte vorsehen
können. Falls ich Deinen Arbeitsanteil bewerten müsste, würdest
Du einen deutlichen Notenabzug bekommen.
Gruss
Harald

von Sven B. (scummos)


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Egal was das Datenblatt sagt, es ist denke ich zu erwarten dass der 
Controller einen Kurzschluss auf 3.3V oder 0V für kürzere Zeit an 
einzelnen Pins unbeschadet übersteht.

von Dirk F. (dirkf)


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Sven B. schrieb:
> Egal was das Datenblatt sagt, es ist denke ich zu erwarten dass der
> Controller einen Kurzschluss auf 3.3V oder 0V für kürzere Zeit an
> einzelnen Pins unbeschadet übersteht.

Mit PIC18F4620 ausprobiert:
Kurzschluß vom Ausgangspin nach Masse.
Es fließen 33 mA.
Pic und der Port hats überlebt.

von Jens G. (jensig)


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Dirk F. schrieb:
> Mit PIC18F4620 ausprobiert:

Um den ging es hier aber vor 9 Jahren nicht ...

von Rainer W. (rawi)


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Dirk F. schrieb:
> Kurzschluß vom Ausgangspin nach Masse.
> Es fließen 33 mA.
> Pic und der Port hats überlebt.

Die Verlustleistung beträgt dabei 100mW pro Ausgang. Interessant wird 
es, wenn mehrere Pins gleichzeitig derart misshandelt werden.
In den Absolute Maximum Ratings ist ein Wert von 25mA angegeben. Alles 
was darüber hinaus geht, ist Glücksache und hat vielleicht nur 
funktioniert, weil die Umgebungstemperatur günstig war.
Außerdem geht es nicht ums Überleben, sondern um eine mögliche 
Schädigung.

von Dirk F. (dirkf)


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Rainer W. schrieb:
> Die Verlustleistung beträgt dabei 100mW pro Ausgang. Interessant wird
> es, wenn mehrere Pins gleichzeitig derart misshandelt werden.

5 Pins gleichzeitig kurzgeschlossen im PDIP40 Gehäuse.
Funktion der MCU immer noch da, sogar währen des Kurzschlusses.
Keine Erwärmung am Gehäuse zu spüren.

von Jens G. (jensig)


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Dirk F. schrieb:
> Keine Erwärmung am Gehäuse zu spüren.

Ja, wenn Du nur eine halbe Sekunde kurzschließt.
Oder willst Du uns wirklich erzählen, daß das halbe Watt keinerlei 
thermische Auswirkungen hat ...?

von Ralf D. (doeblitz)


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La S. schrieb:
> Übirgens:
> Interessanterweise sagt das Datenblatt des BSS123 von Fairchild (Juni
> 2003):
> On Characteristics (Note 2)
> VGS(th) Gate Threshold Voltage VDS = VGS, ID = 1 mA Min:0.8 Typ:1.7
> Max:2 V
> Wieso bitte soll der dann bei 3,3V nicht durchschalten?

Das kommt darauf an, wie du "durchschalten" interpretierst.

Das hier im Forum verlinkte Datenblatt hat da ähnliche Werte, Infineon 
gibt 0.8/1.4/1.8V bei 50µA an. Und dieser Strom, der da unter "Test 
Conditions" ist nicht so ganz unwichtig.

Aber wenn dir ein paar mA schon reichen, dann kannst du dir den BSS123 
eigentlich auch sparen. Und wenn es etwas mehr Strom sein soll, dann 
sollte man sich auch mal Figure 4 (RDS(on) vs. VGS) ansehen, da sieht 
man deutlich, dass man eine VGS > 4V braucht um denn Transistor so weit 
aufzusteuern, dass man ihn als "durchgeschaltet" bezeichnen kann, bei 
üblicher Verwendung dieses Begriffs. ;-)

Wenn du den Transistor nicht ausgesucht hast, dann kannst du ja die 
Kommilitonen (oder den Betreuer …) mal darauf hinweisen, dass der für 
diesen Einsatzzweck nicht wirklich passend gewählt wurde. Gerade an der 
Uni sollte man doch versuchen, aus solchen Fehlern zu lernen.

von Dirk F. (dirkf)


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Jens G. schrieb:
> Oder willst Du uns wirklich erzählen, daß das halbe Watt keinerlei
> thermische Auswirkungen hat ...?

Vergleiche doch mal die Oberfläche (Wärmeabgabe) eines PDIP40  mit einem 
0,6 W Widerstand.
Merkst Du was ?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Dirk F. schrieb:
> 5 Pins gleichzeitig kurzgeschlossen im PDIP40 Gehäuse.
Wie **lange** dauert dein Kurzschluss? Ein paar Sekunden? Das ist 
witzlos.
Schließ die 5 Pins jetzt kurz und schau morgen Abend nochmal nach.

> Funktion der MCU immer noch da, sogar währen des Kurzschlusses.
Was hast du erwartet? Dass sich der µC-Core darum schert, ob grade ein 
paar Pintreiber ein wenig schwitzen?

Interessant wird es dann irgendwann übrigens für den Vcc Bonddraht. Aber 
der hält auch deutlich mehr aus als in den Maximum Ratings vorgegeben 
ist.

: Bearbeitet durch Moderator
von Rainer W. (rawi)


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Dirk F. schrieb:
> 5 Pins gleichzeitig kurzgeschlossen im PDIP40 Gehäuse.

... oder vielleicht doch TQFP44 bzw. QFN44?

von Dirk F. (dirkf)


Angehängte Dateien:

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Also heute neuer Versuch:
PIC18F4620 im PDIP40 Gehäuse auf Steckboard.
Versorgung 5 V DC.
Alle Pins auf Output und high gesetzt.

Kurzschlussstrom pro Pin:  33 mA gemessen

10 (in Worten: Zehn)  Pins gleichzeitig gegen Masse kurzgeschlossen.
Versorgung (über USB Port) geht auf 4,5 V zurück.

Nach 1 Stunde:
Funktion OK.
In der Mitte des IC leichte Erwärmung zu spüren.

: Bearbeitet durch User
von Hans (piaggio)


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Bei anderen PICs ist hab ich festgestellt, dass beim Schalten auf LOW 
deutlich höhere Ströme fließen als bei output-HI.
Und bei geringerer Betriebsspannung reduziert sich der Strom 
überproportional.
Trotzdem ist das Überschreiten der max.-ratings nur ein Experiment und 
keine Grundlage zur Schaltungsentwicklung.

: Bearbeitet durch User
von Jens G. (jensig)


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Dirk F. schrieb:
> In der Mitte des IC leichte Erwärmung zu spüren.

Ach, auf einmal?

Dirk F. schrieb:
> Vergleiche doch mal die Oberfläche (Wärmeabgabe) eines PDIP40  mit einem
> 0,6 W Widerstand.
> Merkst Du was ?

Ja. Daß ein PDIP40 bei einem halben Watt spürbar warm wird, und nicht 
keine Erwärmung zeigt. Aber vielleicht hast Du ja schon taube Finger ...

von Dirk F. (dirkf)


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Jens G. schrieb:
> Ach, auf einmal?

Bei 10 kurzgeschlossenen Ausgängen nach 1 h.
33 mA  * 4,5 V * 10  = 1,5 W

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Hans schrieb:
> Bei anderen PICs ist hab ich festgestellt, dass beim Schalten auf LOW
> deutlich höhere Ströme fließen als bei output-HI.
Ja, das ist altbekannt: die N-Kanal-Mosfet nach GND haben technisch 
bedingt einen niedrigeren Bahnwiderstand als die P-Kanal Fets nach Vcc. 
Je älter die Technik des µC umso unterschiedlicher sind die.

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