Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik CMOS OP mit Außerhalb Spannungsgrenzen betreiben


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von Dominic (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe diesen 
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21613b.pdf Lt Datenblatt 
sind die max Ratings VDD-VSS=7V Nun muss ich ihn mit 10V betreiben. Was 
denkt ihr, wie lange er dies überlebt. Es dient lediglich einem 
nichtkommerziellen Projekt als Prototyp.

Vielen Dank

: Verschoben durch Moderator
von G.ast (Gast)


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1ms ?

von ich (Gast)


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mit viel glück n paar sekunden...

von ich (Gast)


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aber kannst ja nach dem test mal berichten :-)

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Und was käme dann heraus,  wenn der Prototyp dann funktioniert? Auf 
jeden Fall nichts, was für eine Serie hilfreich wäre.

Aber warum probierst du das nicht einfach aus? Ich hätte statt zu fragen 
einfach nach dem Motto "no risk no fun" 10V an das Ding angelegt...

von Harald W. (wilhelms)


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Lothar M. schrieb:

> Aber warum probierst du das nicht einfach aus? Ich hätte statt zu fragen
> einfach nach dem Motto "no risk no fun" 10V an das Ding angelegt...

Genau. Ich gehe manchmal auch bei Rot über die Strasse.
Bis jetzt habe ich überlebt...

von Hmm (Gast)


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Nimm das PDIP Package, dafür gibts praktische Sockel. Das erleichtert 
das Tauschen.

Auf gar keinen Fall würde ich einen der zahllosen OPV für höhere 
Betriebsspannung nehmen. Du machst das schon richtig, maximum Ratings 
sind für Warmduscher!

von Theor (Gast)


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Hmm schrieb:
> Nimm das PDIP Package, dafür gibts praktische Sockel. Das erleichtert
> das Tauschen.
>

Praktisch wäre auch ein automatischer IC-Wechsler und ein Abo bei einem 
Größ-Händler.
Die Strassen sollten entsprechend so ausgebaut sein, dass die 
ankommenden und abfahrende LKWs jeweils eine eigene Spur haben.
Anschaffung eines Gabelstaplers wäre auch ratsam. Dazu noch ein 
Container für die defekten OP-Ampfs.
Ach ja. Die Entsorgungs-LKWs sollten den Liefer-LKWs natürlich nicht ins 
Gehege kommen.

Alles in allem eine logistische Herausforderung.

Man sollte mal gegenrechnen, wie sich der Aufwand, bei Verwendung eines 
passend spezifizierten anderen OP-Amps dazu verhält.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Es gibt auch noch 12V und 16V CMOS-Technologien.

Deiner wird mit guter Wahrscheinlichkeit das Experiment überleben. Der 
Erkenntisgewinn ist aber marginal.

von Jörg R. (solar77)


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Dominic schrieb:
> ...Nun muss ich ihn mit 10V betreiben...

Nein, musst Du nicht. Oder wirst Du gezwungen?
Warum schützt Du den Chip nicht durch entsprechende Elektronik?
Oder verwende einen Typ der Deinen Anforderungen entspricht.

Glaubst Du die Hersteller geben die Maxwerte nur zum Spass an?

: Bearbeitet durch User
von Theor (Gast)


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Naja. Mal Spaß, Ironie und Sarkasmus beiseite, Dominic:

Mit etwas Verständnis für das, was der Anfänger aus eigener Kenntnis 
und aus mehr oder weniger genauen populären Darstellungen weiss (man 
denke nur an das Übertakten von Prozessoren), muss man ihm zugestehen, 
dass er nicht unterscheiden kann.

Es gibt eigentlich nur wenige Bauteile, bei denen jede Überschreitung 
der Absolute Maximum Ratings, uns sei sie auch noch so gering, 
unmittelbar und sicher zur Zerstörung führt.
Das weiss der Erfahrene, weil er schon mal einen uC mit 5V statt 3,3V 
gespeist hat oder aus ähnlichen Fällen mit allen möglichen Halbleitern.
Bei passiven Bauteilen wird das ganze quantitativ noch unkritischer.

Man muss halt wissen, dass in der überwiegenden Zahl der Fälle, d.h. der 
herkömmlichen Bauteile, die "Zerstörung" durch Überspannung ein 
gradueller Vorgang ist. Und das der Grad der Zerstörung häufig mit der 
Zeit immer stärker zunimmt. Auch muss man wissen, dass bei Halbleitern 
der Betrieb innerhalb der Grenzen dennoch zur "Zerstörung" führt - nur 
eben in sehr langen Zeiträumen.

Es gibt also, streng genommen, keine absolute Sicherheit, dass eine 
Überspannung zur Zerstörung führen wird oder darüber, wie schnell das 
geschieht.

Auch muss man wissen, dass bei der Beschreibung der Bedeutung der 
Absolute Maximum Ratings in den Datenblättern, heutzutage schon ein 
Dutzend Juristen drübergeschaut haben. Da steht dann eben nicht, dass 
eine Überschreitung zur Zerstörung führt, sondern, dass die Funktion 
nicht mehr garantiert und eine irreversible Störung auftreten kann - 
nicht muß.

Natürlich kann man dennoch einmal ein paar tausend Bauteile testen und 
feststellen, dass nur ein gewisser Prozentsatz sofort, ein anderer nach 
1ms, ein weiterer nach 1s und ein weiterer nach 10m kaputt geht. So oder 
so ähnlich hat das auch der Hersteller festgestellt. Es gibt aber auch 
grundsätzliche Grenzen die vom Material abhängen und lange bekannt sind.

Aber der eigentliche Grund hat eher mit prinzipiellen Gründen zu tun: 
Wenn für ein Ding eine Belastungsgrenze definiert ist (und man, wie bei 
einem Halbleiterhersteller) annehmen muss, dass der Wert aufgrund von 
Messungen und Versuchen ermittelt wurde, - also, vernünftig und 
nachvollziehbar ist -, dann geht man nicht über diese Grenze, weil man 
einfach damit die Sicherheit hat, dass das Bauteil unterhalb davon immer 
gehen wird!

Das scheint mir mit der Alltagssituation vergleichbar, dass ein in 
Berlin, am Kudamm (oder Frankfurt oder einer ähnlichen Großstadt) 
stehengelassener Regenschirm (vor allem bei Regenwetter) mit an 
Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nach, nach 10 Minuten weg ist. 
Die Regel kann aber nie lauten, dass er das immer sein wird. Nur dass 
eine Wiedererlangen des Schirms nicht garantiert werden kann, mit einem 
Verschwinden gerechnet werden muss.
In der Folge lässt man einen Regenschirm einfach nicht dort stehen. Es 
ist dabei völlig egal, ob in einem Cafè oder auf der Strasse. Wenn man 
ihn immer bei sich behält ist man sicher, dass man ihn auch behalten 
wird.

Ähnlich wird man die Absolute Maximum Ratings nicht bewusst 
überschreiten. Man kann davon ausgehen, dass das grundsätzlich 
funktioniert.

von Peter D. (peda)


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Dominic schrieb:
> Nun muss ich ihn mit 10V betreiben.

Standard OPVs für bis 36V gibts ja wie Sand am Meer. Da nimmt man 
natürlich einen der wenigen, die nur bis 5,5V spezifiziert sind.
Kopfschüttel.

Aber auch >36V gibt es noch reichlich Auswahl. Erst ab 2500V wird die 
Luft dünn, da kenne ich nur den PA99 von Apex.

: Bearbeitet durch User
von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Wow, erst dachte ich du hast ne Null zuviel reingehämmert. Der Preis ist 
leider auch recht happig.

von Dominic (Gast)


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G.ast schrieb:
> 1ms ?
Lief mehrere Minuten bis zum Abbruch durch Benutzer. :P

Lothar M. schrieb:
> Und was käme dann heraus,  wenn der Prototyp dann funktioniert? Auf
> jeden Fall nichts, was für eine Serie hilfreich wäre.
>
> Aber warum probierst du das nicht einfach aus? Ich hätte statt zu fragen
> einfach nach dem Motto "no risk no fun" 10V an das Ding angelegt...

Letzten Ende ging es lediglich um die Erzeugung eines Zufallssignals zur 
Simulation verschiedener Lastzustände eines Forschungsprojektes. Wie 
schon gesagt nichts kommerzielles. Ich hatte leider keinen anderen OP 
zur Hand.Habe jetzt die Versorgungsspannung durch 2 Dioden auf ca 9 Volt 
gedrückt und läuft jetzt seid gestern. Bei 10V lief er auch, hat 
allerdings schon einiges an Abwärme prüduziert.

Hmm schrieb:
> Auf gar keinen Fall würde ich einen der zahllosen OPV für höhere
> Betriebsspannung nehmen. Du machst das schon richtig, maximum Ratings
> sind für Warmduscher!

Und du kennst die Stochastik der Ratings? Immer nur auf alt bekanntes 
aufzubauen hat noch keinen Fortschritt gebracht.

Hersteller geben die Werte mit einer gewissen Sicherheit an. Kein 
Stahlseilhersteller wird die absoluten Ratings angeben. Das wäre nämlich 
mehr als fahrlässig.

Theor schrieb:
> Man sollte mal gegenrechnen, wie sich der Aufwand, bei Verwendung eines
> passend spezifizierten anderen OP-Amps dazu verhält.

Die komplexe Rechnung lässt sich abkürzen, wenn man herausfindet, dass 
eine Lieferung bei Bestellung am Samstag nicht am Sonntag stattfindet. 
Aber rechne du mal.

Jörg R. schrieb:
> Nein, musst Du nicht. Oder wirst Du gezwungen?
> Warum schützt Du den Chip nicht durch entsprechende Elektronik?
> Oder verwende einen Typ der Deinen Anforderungen entspricht.
>
> Glaubst Du die Hersteller geben die Maxwerte nur zum Spass an?

Weil ich keinen anderen habe und die nächst höhere Ebene ein 
Eingangssignal von 0...10V erfodert. Wie schon gesagt: Stochastik! 
Sodass auch 6Sigma noch funktioniert.

Besonderen Tag nochmal an Theor für die ausfühlriche und sachliche 
Darstellung

von Jens G. (jensig)


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@ Dominic (Gast)

>Hmm schrieb:
>> Auf gar keinen Fall würde ich einen der zahllosen OPV für höhere
>> Betriebsspannung nehmen. Du machst das schon richtig, maximum Ratings
>> sind für Warmduscher!

>Und du kennst die Stochastik der Ratings? Immer nur auf alt bekanntes
>aufzubauen hat noch keinen Fortschritt gebracht.

Du willst doch nicht damit sagen, daß das Betreiben eines ICs auserhalb 
der Spezifikation, nur weil man gerade keinen anderen hat, was mit 
Fortschritt oder Erkenntnisgewinn zu tun hat.
Daß Elektronik auch deutlich auserhalb der Spezifikation funktionieren 
kann, ist ja nichts neues.

>Hersteller geben die Werte mit einer gewissen Sicherheit an. Kein
>Stahlseilhersteller wird die absoluten Ratings angeben. Das wäre nämlich
>mehr als fahrlässig.

Ja, und jetzt willst Du von uns wissen, wieviel Sicherheit der 
Hersteller deines ICs bzw. deines konkreten Exemplars mit eingebaut hat?

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