Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 74CBT3257 - In/OUT universell oder doch nicht ?


von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

http://www.ti.com/product/SN74CBT3257

Lege ich an 1B2 5V an, kommen an 1A 4,6V raus >> 0,4V Verlust.

Lege ich an 1A 5V an, kommen an 1B2 3,8V raus >> 1,2V Verlust.

Ich ging davon aus das ist ein analoger Umschalter. Wenn ich mir das 
Datenblatt jedoch ganz genau anschaue, schreiben die was von 2 Eingängen 
und einem Ausgang. Im TI Forum schreibt jemand jedoch man kann die 
vertauschen. Was ich nun nicht so ganz glauben mag. Dafür sind mir 
Verluste zu unterschiedlich.

Wer kennt sich aus?
Darf man Eingang und Ausgang vertauschen?

Gibt einen anderen besser geeigneten analogen Umschalter der wie ein 
Relais Wechselkontakt nutzbar ist?

Ich möchte damit einerseits zwischen Steuer-Eingangssignalen und ISP 
Programmiersignalen umschalten. Und wenn die µC Pins als Ausgänge 
konfiguriert sind, dann müssen diese wiederum sauber durchgeleitet 
werden. Eben anders herum.

von Clemens L. (c_l)


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"Ron (Max): 20 Ω"

Das ist für Digitalsignale OK.

> Dafür sind mir Verluste zu unterschiedlich.

Wieviel Strom willst du denn da durch jagen?

von Frank K. (fchk)


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Veit D. schrieb:

> Wer kennt sich aus?
> Darf man Eingang und Ausgang vertauschen?

Normal ja.

> Gibt einen anderen besser geeigneten analogen Umschalter der wie ein
> Relais Wechselkontakt nutzbar ist?

Diese Dinger haben immer etliche Ω Innenwiderstand. Bei digitalen 
Signalen sollte das so ok sein.

Alternative wäre der FST3257 von OnSemi (früher Fairchild). Ist 
pinkompatibel und von 3-5.5V zu gebrauchen, weswegen ich ihn gegenüber 
74CBT/CBTLV bevorzuge.

Wenn das auch nicht reicht:
ADG774 oder ähnliches von Analog Devices. Hat deutlich bessere Werte, 
ist aber auch teurer.

fchk

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

nicht viel Strom. Eine LED mit 0,5mA und einen Mosfet mit 255 Ohm in der 
Gatezuleitung. Also höchtens 20mA im Umschaltmoment.

Ich habe den TI SN74CBT3257DR. Es gäbe noch einen CBT3257C mit 
geringeren Ron. Ob das hilft.

µC Pin Eingang:
> Lege ich an 1B2 5V an, kommen an 1A 4,6V raus >> 0,4V Verlust.

µC Pin Ausgang:
> Lege ich an 1A 5V an, kommen an 1B2 3,8V raus >> 1,2V Verlust.

wo z.Z. nur die 0,5mA LED als Last dran hängt, dafür ist mir das vom 
Gefühl her schon zu viel. Mit 20 Ohm bei 0,5mA dürften nur 10mV 
abfallen. Hier liegt mein Verständnisproblem, warum ich dennoch so viel 
Spannungsverlust habe.

Ich meine selbst wenn Ron je nach Stromrichtung verschieden sein sollte, 
sollte Ron doch die max. 20 Ohm nicht überschreiten. Womit ich 
rechnerrisch nie auf 1,2V Verlust kommen sollte. Selbst die 0,4V sind 
damit nicht erklärbar. Beim µC Eingang fließt ja nun wirklich kaum 
Strom.

http://www.vishay.com/docs/65736/si3932dv.pdf
Der Mosfet ist ein Si3932DV. Der schaltet zwar im Moment auch 5W/0,5A 
sauber durch. Mit nur 3,8V am Gate ist das eigentlich zu wenig um 
wirklich sicher zu schalten. Deswegen bin ich nun verdutzt was hier 
schief läuft.

: Bearbeitet durch User
von Clemens L. (c_l)


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Veit D. schrieb:
> Deswegen bin ich nun verdutzt was hier schief läuft.

Irgendetwas stimmt nicht. Hast du mal den Spannungsabfall über alle 
angeschlossenen Widerstände gemessen? (Irgendwo muss der Strom doch hin 
...)

von Achim S. (Gast)


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Die CBT-Familie benutzt nur einen n-FET als Schalter (nicht ein Passgate 
mit parallel geschalteten n-FET und p-FET). Der niedrige Widerstand gilt 
deshalb nur, solange die Spannungen an Ein- und Ausgang weit genug weg 
von der Versorgung sind. Wenn du die vollen 5V durchschalten willst, 
steigt der Widerstand stark an.

Siehe Seite 11 in http://www.ti.com/lit/ml/scdb006a/scdb006a.pdf

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

demnach ist Ron Richtungsabhängig?

interessantes .pdf
Lese ich morgen genauer durch und messe nochmal alles nach.

Danke.

von Achim S. (Gast)


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Veit D. schrieb:
> demnach ist Ron Richtungsabhängig?

Vor allen Dingen ist Ron spannungsabhängig. Solange die geschalteten 
Spannungen weit genug von Vcc weg sind, wird der im Datenblatt 
angegebene Wert von Ron eingehalten und die Richtungsabhängigkeit ist 
vernachlässigbar.

Wenn die geschaltete Spannung zu nahe an Vcc kommt, dann schnürt der FET 
ab bzw. sperrt irgendwann ganz. Zum niederohmigen Schalten von 5V taugt 
CBT also nicht - egal in welche Richtung. (Bei CB3Q würde der nFET 
dagegen mit einer Ladungspumpe angesteuert, damit kann er auch die 5V 
noch schalten).

Die starke Richtungsabhängigkeit, die du beobachtest, würde ich eher als 
einen Effekt deiner Messanordnung betrachten (oder hast du in beide 
Richtungen genau die gleiche Belastung/genau den gleichen Strom 
gemessen?) Wenn der FET abgeschnürt ist, machen sich kleine 
Stromunterschiede schon in großen Unterschieden in U_DS bemerkbar.

von Peter D. (peda)


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von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

heute alles nochmal ordentlich nachgemessen. Messpunkte eingezeichnet.
Die "Trennlinie" bitte ignorieren, hat keine Bedeutung.
1
alles Ausgänge programmiert
2
3
mit Jumper alles "Ausgang": (R46 10k zusätzliche Last)
4
MP1: 4,96V
5
MP2: 3,79V
6
MP3: 3,79V (was nicht über CBT3257 läuft 4,95V)
7
MP4: 2,01V (was nicht über CBT3257 läuft 3,16V)
8
9
rechnerisch LED 10,11,12 Strom 0,35mA, alle anderen LEDs 0,56mA
10
11
ohne Jumper:
12
MP1: 4,98V
13
MP2: 3,83V
14
MP3: 3,83V (was nicht über CBT3257 läuft 4,97V)
15
MP4: 2,05V (was nicht über CBT3257 läuft 3,18V)
16
17
-----------------------------------------------------------
18
19
alles Eingänge programmiert
20
21
mit Jumper alles "Eingang":
22
MP5: 4,99V (vom Spannungsregler an Buchse K4 angelegt)
23
MP6: 4,51V
24
MP2: 4,51V
25
MP1: 4,08V
26
MP3: 4,51V (bei allen)
27
MP4: 2,72V (bei allen)
28
29
-----------------------------------------------------------

Die .pdf Info deckt sich genau mit meinen Messwerten. Der CBT kann 
wirklich nicht mehr ausgeben und ist wie ihr schon sagtet auch 
Spannungsabhängig.

Der vorgeschlagene 74HCT4053 sieht schon einmal gut aus. Der wird laut 
Diagramm ca. 90 Ohm mit 5V haben. Was ich nicht rauslesen kann ist, wie 
weit er an die Versorgungsspannung überhaupt rankommt oder ob es hier 
auch größere Limitierungen gibt. VEE lege ich mit auf GND?
Ob HC oder HCT spielt keine weitere Rolle?

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

ein TI 74HCT4053 ist besorgt und auf einem Steckbrett vermessen. Sieht 
sehr gut aus. :-)  Alle Ausgänge wurden mit ca. 10mA (510 Ohm) belastet. 
Habe den "3. Umschalter" zum Test verwendet.
1
S2 = LOW
2
Cn = 4,98V Eingang
3
C0 = 4,51V Ausgang
4
--------------------
5
C0 = 4,98V Eingang
6
Cn = 4,50V Ausgang
7
8
================================
9
10
S2 = HIGH    
11
Cn = 4,98V Eingang
12
C1 = 4,49V Ausgang
13
--------------------
14
C1 = 4,98V Eingang
15
Cn = 4,49V Ausgang


nimmt man 5,1kOhm als Ausgangslast
1
S2 = HIGH    
2
Cn = 4,99V Eingang
3
C1 = 4,95V Ausgang
4
--------------------
5
C1 = 5,01V Eingang
6
Cn = 4,96V Ausgang

Was ich allerdings aus dem TI Datenblatt nicht entnehmen kann ist der 
dauerhaft zulässige Strom. Ich lese nur etwas von einem Maximum Rating 
+/-20mA. Auch ein Ptot oder ähnliches sehe ich nicht. Kann mir wer etwas 
dazu sagen?

von Clemens L. (c_l)


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Veit D. schrieb:
> Was ich allerdings aus dem TI Datenblatt nicht entnehmen kann ist der
> dauerhaft zulässige Strom.

So ein Chip hat viele Pins. Welchen Strom meinst du? Für die 
Ausgangskanäle (DC switch current) gilt jeweils ± 25 mA.

> Auch ein Ptot oder ähnliches sehe ich nicht.

Du musst dir aus TJMAX, RΘJx und deinem Kühlkonzept selbst ausrechnen, 
wie viel Leistung du verbraten darfst.

Siehe auch Semiconductor and IC Package Thermal Metrics 
http://www.ti.com/lit/pdf/spra953

: Bearbeitet durch User
von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

hatte mich in der Zeile vertan. Dann sind +/- 25mA das Maximum Rating. 
Nur das soll man ja nie dauerhaft ausreizen. Ich meine den Strom den ich 
dauerhaft über die "Schalter-Pins" hin und her fließen lassen kann.
Also zum Bsp.
Cn <-> C0
Cn <-> C1

Beim Atmel µC sind zum Bsp. 40mA das Maximum Rating. Dauerhaft zulässig 
aber nur 20mA pro Pin unter Einhaltung des Gesamtstromes aller Pins von 
200mA.

von Clemens L. (c_l)


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Veit D. schrieb:
> Dann sind +/- 25mA das Maximum Rating. Nur das soll man ja nie dauerhaft
> ausreizen.

Bei 25,001 mA könnte der Chip explodieren; so lange du die Grenze nicht 
überschreitest, darfst du beliebig nahe heran.

> Beim Atmel µC sind zum Bsp. 40mA das Maximum Rating. Dauerhaft zulässig
> aber nur 20mA pro Pin

Nein, für 20 mA ist das Verhalten garantiert. Bei mehr als 20 mA könnte 
der Spannungsabfall sehr groß werden, aber unter 40 mA geht er nicht 
kaputt, auch  nicht bei dauerhafter Belastung.

> unter Einhaltung des Gesamtstromes aller Pins von 200mA.

Ein µC hat keine Schalter, die zwei Pins verbinden; der Strom aller 
Ausgänge muss entweder durch VCC oder GND fließen, deshalb auch das 
Gesamt-Limit.

Beim 4053 sind alle Kanäle unabhängig und können auch gleichzeitig ihren 
Maximalstrom vertragen.

von Veit D. (devil-elec)


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Hallo,

gut zu wissen. Danke für die Information.

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