Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik TLC272 kaputt


von Pedro (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich hab mir jetzt beim herumexperimentieren auf dem Steckbrett schon den 
zweiten TLC272 kaputt gemacht... Er produziert nur noch Hitze.
An der Schaltung (ein einfacher Rechteckgenerator) liegt es aber nicht, 
sie ging ja, nur nach dem Austausch von ein paar Widerständen (100k 
statt 120k oder so, also keine dramatischen Änderungen) war es dann 
vorbei. Mit dem LM358 kommt nach wie vor das erwartete Ergebnis.

Was kann das sein? ESD? Ich denke das Ding hat einen Schutz dagegen?
Ich benutze nur einen OPV und hab den anderen einfach unbeschaltet 
gelassen, muss ich den zweiten irgendwie neutralisieren? Im Datenblatt 
steht: "Unused amplifiers should be connected as grounded unity-gain 
followers to avoid possible oscillation." Was bedeutet das?

danke,
Pedro

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Der TLC272 verträgt nicht so hohe Versorgungsspannung wie der LM358.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Pedro schrieb:
> "Unused amplifiers should be connected as grounded unity-gain
> followers to avoid possible oscillation." Was bedeutet das?

Du sollt den Ausgang mit dem invertirenden Eingang verbinden und den 
nichtinvertierenden auf einen erlaubten Pegel legen.

von roehrenvorheizer (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

so ein CMOS -OPV ist halt empfindlich. Es genügen schon Unterbrechungrn 
in den Versorgungsleitungen. Auch der ESDSchutz hat seine Grenzen.

MfG

von Carsten R. (kaffeetante)


Lesenswert?

Pedro schrieb:
> "Unused amplifiers should be connected as grounded unity-gain
> followers to avoid possible oscillation." Was bedeutet das?

Undefinierte Pegel vermeiden.

Ein möglichst idealer OPV hat eine sehr hohe verstärkung und ist 
entsprechend Empfindlich bei den Eingängen. Jede offene Eingangsleitung 
ist wie eine Antemne mit extremer Verstärkung.

von Klaus R. (klara)


Lesenswert?

Pedro schrieb:
> ich hab mir jetzt beim herumexperimentieren auf dem Steckbrett schon den
> zweiten TLC272 kaputt gemacht... Er produziert nur noch Hitze.

Wenn Du den nicht mit mehr als 16V betreibst, dann ist das schon fast 
unmöglich den zu zerstören.
mfg klaus

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Elektrostaische Aufladungen zerstören gerne die + und - Eingänge des OP. 
Abhilfe schaffen jeweils Dioden in Sperrichtung zum Stromversorgungs 
Plus und Minus-Anschluß des OP.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Dieter schrieb:
> Elektrostaische Aufladungen zerstören gerne die + und - Eingänge des OP.

Dagegen ist der TLC272 recht gut geschützt.

von Ekki L. (loesti)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Elektrostaische Aufladungen zerstören gerne die + und - Eingänge des OP.
>
> Dagegen ist der TLC272 recht gut geschützt.

Habe eben im Datenblatt aber keine entsprechenden Schutzdioden gesehen. 
Eventuell sind die ICs aber auch noch in Ordnung und es hat sich nur der 
freie OP mit seinen offenen Eingängen heiß geschwungen. Also unbenutzte 
Komponenten beschalten wie von Hinz beschrieben und in Zukunft Eingänge 
von solchen FET-OPs schützen wie von Dieter beschrieben oder von Anfang 
an einen geeigneteren OP auswählen.

von der schreckliche Sven (Gast)


Lesenswert?

Ekki L. schrieb:
> heiß geschwungen.

So ein Schmarrn.

von Michael B. (laberkopp)


Lesenswert?

Pedro schrieb:
> Im Datenblatt
> steht: "Unused amplifiers should be connected as grounded unity-gain
> followers to avoid possible oscillation." Was bedeutet das?

Daß du es gefälligst machen sollst, wenn du es nicht besser weisst.

Am Steckbrett rumstecken während ein CMOS Baustein darauf an Spannung 
liegt ist aber immer eine blöde Idee.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Ekki L. schrieb:
> Habe eben im Datenblatt aber keine entsprechenden Schutzdioden gesehen.

Die sind nicht immer eingezeichnet. Das Innenschaltbild ist oft 
vereinfacht.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Michael B. schrieb:
> Am Steckbrett rumstecken während ein CMOS Baustein darauf an Spannung
> liegt ist aber immer eine blöde Idee.

Bei laufendem Motor die Kurbelwelle auswechseln...

von Ekki L. (loesti)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
> So ein Schmarrn.

Gabs den auf der Wiesn? Meinst den können wir jetzt im Forum brauchen?

hinz schrieb:
> Ekki L. schrieb:
>> Habe eben im Datenblatt aber keine entsprechenden Schutzdioden gesehen.
>
> Die sind nicht immer eingezeichnet. Das Innenschaltbild ist oft
> vereinfacht.

Kann sein, glaube ich diesbezüglich aber nicht. Nachgemessen?

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
>> heiß geschwungen.
>
> So ein Schmarrn.

Der Kommentar eines wirklichen Fachmanns :-(

von Pedro (Gast)


Lesenswert?

Die Schaltung wird mit 12V betrieben.

von Dieter (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Ekki L. schrieb:
>> Habe eben im Datenblatt aber keine entsprechenden Schutzdioden gesehen.
>
> Die sind nicht immer eingezeichnet. Das Innenschaltbild ist oft
> vereinfacht.

Das stimmt, aber verlassen würde ich mich nicht, vor allem wenn Du noch 
andere pingleiche ICs reinstecken wolltest. Auf Varianten für niedrigere 
Offsetströme waren Kollegen gestoßen, die diese internen Dioden nicht 
hatten, owohl der OP diese haben müßte. Wer kommt da schon auf die Idee, 
den zusätzlichen Buchstaben der Typbezeichnung diese Bedeutung 
zuzumessen?


Autor: der schreckliche Sven (Gast)
>Ekki L. schrieb:
>> heiß geschwungen.

>So ein Schmarrn.

Auf dem Steckbrett hatte ich auch schon mal kapazitive Einkopplungen, so 
dass der OP in lustige Schwingungen hoher Frequenz verfiel. Da hatte 
Murphy's Law wieder zugeschlagen.

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

Aus dem Datenblatt, S.2
"The device inputs and outputs are designed to withstand–
100-mA surge currents without sustaining latch-up."

Im Klartext: Wenn man im laufenden Betrieb an den Eingängen rumfummelt, 
kann ein interner parasitärer Thyristor zünden und die Betriebsspannung 
kurz schließen. Wenn die Stromversorgung deutlich mehr als 100mA liefern 
kann, fällt dieser Thyristor nicht ab und der Strom fließt solange, bis 
das IC durchlegiert ist.

Wenn man einen TLC oder sonstigen CMOS-Schaltkreis dagegen schützen 
will, helfen strombegrenzende Widerstände von wenigen 10 Ohm in der 
Versorgungsleitung. Das hat sich bei unseren hausinternen Prüfadaptern 
über die Jahre bewährt.

Näheres findet sich unter den Stichworten "CMOS latch-up"

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


Lesenswert?

Was Mark schreibt gibt es. Im Netz latching parisitic zu finden.

Siehe auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Latch-Up-Effekt

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Mark S. schrieb:
> interner parasitärer Thyristor

Oft gebildet aus den ESD-Schutzdioden.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

So einen Latchup hatte ich auch mal.

Und weil die Versorgungsdrähte so dünn waren, war hinterher der 
AT90S2313 noch funktionstüchtig. Aber gut warm!

Mit Wärme und Gestank lernt der Elektroniker sein Fach!

MfG

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


Lesenswert?

Mark S. schrieb:
> Aus dem Datenblatt, S.2
> "The device inputs and outputs are designed to withstand–
> 100-mA surge currents without sustaining latch-up."
>
> Im Klartext: Wenn man im laufenden Betrieb an den Eingängen rumfummelt,
> kann ein interner parasitärer Thyristor zünden und die Betriebsspannung
> kurz schließen. Wenn die Stromversorgung deutlich mehr als 100mA liefern
> kann, fällt dieser Thyristor nicht ab und der Strom fließt solange, bis
> das IC durchlegiert ist.

Ähhm. Nein. Das steht da nicht.

Was da steht: Man darf bis 100mA durch die Schutzdioden an den Ein- bzw. 
Ausgängen jagen, ohne daß der parasitäre Thyristor zündet. Da der 
Haltestrom eines Thyristors immer mindestens so groß ist wie der 
Zündstrom (aber i.d.R. deutlich größer) hilft die Begrenzung des Stroms 
aus der Versorgung natürlich auch. Aber besser ist es, zu verhindern, 
daß es überhaupt zum Latchup kommt.

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Ähhm. Nein. Das steht da nicht.
habe ich auch nicht behauptet. Aber meine Schlußfolgerung - eingeleitet 
durch "Im Klartext" steht bitte wo im Widerspruch zu Deinen 
Ausführungen?

von Mark S. (voltwide)


Lesenswert?

Die Verhinderung des Latchup ist zwar erstrebenswert, jedoch in der 
Praxis problematisch. Die Strombegrenzung mit Serienwiderständen von 
z.B. 1kOhm würde den Eingang gegen Triggerung schützen gegen Impulse von 
100V - was gegen ESD kaum ausreichen dürfte. Entsprechend höhere 
Widerstände verschlechtern dann natürlich das Rauschverhalten.
Bei Analoganschlüssen die direkt zur Außenwelt gehen, z.B. 
Verstärkereingänge, schalte ich grundsätzlich Reihenwiderstände von 
1..10kOhm zwischen.
Ansonsten ist Fummeln an den Analogeingängen von CMOS-Schaltkreisen bei 
bestromter Schaltung eben "calling for problems".

: Bearbeitet durch User
von Pungent Stench (Gast)


Lesenswert?

Christian S. schrieb:
> Mit Wärme und Gestank lernt der Elektroniker sein Fach!

"Heat and stench are usual at the bench?"

Na ja, den Großteil lernt man schon ohne magischen Rauch. (Wäre ja
schlimm, wenn man allein dadurch lernte.) Allerdings sind solcherlei
Vorkommnisse zugegeben schon den besonders einprägsamen Lerninhalten
zuzuordnen...  :)

von hinz (Gast)


Lesenswert?

Pungent Stench schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> Mit Wärme und Gestank lernt der Elektroniker sein Fach!
>
> "Heat and stench are usual at the bench?"
>
> Na ja, den Großteil lernt man schon ohne magischen Rauch. (Wäre ja
> schlimm, wenn man allein dadurch lernte.) Allerdings sind solcherlei
> Vorkommnisse zugegeben schon den besonders einprägsamen Lerninhalten
> zuzuordnen...  :)

Man muss es nur miterlebt haben, besser nicht in verantwortlicher 
Position.

Ich denk da immer noch an eine Schubkarre voll Thyristoren im 
Hockeypuckformat...

von Pungent Stench (Gast)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Thyristoren im Hockeypuckformat...

Vermutlich würdest Du meine Babys nicht mal "Leistungselektronik" 
nennen.
Bei mir war das Maximum eine H-Brücke aus 4 x 5 parallelen 600V 50A 
FETs.
Den Trafo fand ich aber schon beeindruckend damals, 4x UU93/152/30 aus
(iirc) 3C81, SpuKö aus LP geklebt. Wie schwer der war, weiß ich nimmer.
Die Litze zu biegen war schweißtreibendst, ob Du es glaubst, oder nicht,
weshalb ich der Meinung bin, der Name ist berechtigt.

hinz schrieb:
> besser nicht in verantwortlicher Position.

Ach so - Du warst es nicht, aber hast die Schläge kassiert?  :)

von der schreckliche Sven (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Ekki,
Hallo Manfred,

Erklärt mir bitte anhand des Schaltbildes, wie sich der TLC272 
"heißschwingt".

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

hinz schrieb:

> Bei laufendem Motor die Kurbelwelle auswechseln...

Naja, Reifenwechsel an einem fahrendes KFZ hat es
immerhin schon gegeben.

von Ekki L. (loesti)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
> Hallo Ekki,
> Hallo Manfred,
>
> Erklärt mir bitte anhand des Schaltbildes, wie sich der TLC272
> "heißschwingt".

Hallo schrecklicher Sven,

Liefer uns doch dazu bitte noch die relevanten Parameter, insbesondere 
von N3 bis N5, sowie den geometrischen Aufbau.

von Ekki L. (loesti)


Lesenswert?

... Spaß beiseite, abgesehen davon, daß jeder Op mit offenem Ein- und 
Ausgang zum schwingen neigt und deshalb jeder Hersteller bei 
Mehrfach-Ops ins Datenblatt schreibt, daß unbenutze Einheiten 
entsprechend zu beschalten sind ist die Sache doch gerade bei einem so 
extrem unsymmetrischen Aufbau wie diesem relativ verständlich. Geht das 
Gate von N3 und N4 von low auf high, so geht N4 on, N5 ist aber immer 
noch on, da er über den Invertierer N3 erst verzögert off geht. Strom 
wird dann nur limmitiert durch R6, fehlt nur noch eine kapazitive 
Mitkopplung auf die offenen Gateanschlüsse bzw. Kanäle von P1/P2. Da 
findet sich wohl eine passende Frequenz - kann er sich das so auch 
ungefähr vorstellen? Oder ist es wieder wie...

der schreckliche Sven schrieb:
> So ein Schmarrn.

von Gurt (Gast)


Lesenswert?

Ich kenne es auch das der 272 abraucht und bei mir war das immer 
versehentlich zu hohe Spannung. Eine 9V positiv, eine negativ und er ist 
tot.
Rumfummeln bei laufendem Motor ist sicher auch keine gute Idee

von Thomas S. (thom45)


Lesenswert?

Hallo Mark,

Mark S. schrieb:
> Aus dem Datenblatt, S.2
> "The device inputs and outputs are designed to withstand–
> 100-mA surge currents without sustaining latch-up."
>
> Im Klartext: Wenn man im laufenden Betrieb an den Eingängen rumfummelt,
> kann ein interner parasitärer Thyristor zünden und die Betriebsspannung
> kurz schließen. Wenn die Stromversorgung deutlich mehr als 100mA liefern
> kann, fällt dieser Thyristor nicht ab und der Strom fließt solange, bis
> das IC durchlegiert ist.
>
> Wenn man einen TLC oder sonstigen CMOS-Schaltkreis dagegen schützen
> will, helfen strombegrenzende Widerstände von wenigen 10 Ohm in der
> Versorgungsleitung. Das hat sich bei unseren hausinternen Prüfadaptern
> über die Jahre bewährt.

Das ist eine gute Idee mit den 10-Ohm-Widerständen, wobei man dann auf 
keinen Fall vergessen darf zwischen +Ub und GND und -Ub und GND, direkt 
bei den IC-Speiseanschlüssen, ein Keramik-Kondensator (Kerko) von 
üblichrweise 100 nF zu schalten, damit keine HF-bedingten Instabilitäten 
(um es hier kurz anzudeuten) entstehen.

Da besonders beim Experimentieren die Opamp-Eingänge sensibel sind auf 
Latchups, kann man auch direkt an den Eingängen je ein etwa 
1k-Widerstand schalten, bevor man die Eingangsbeschaltung anschliesst.

Dieser 1k-Widerstand ist nicht Teil der Schaltungsfunktion und hat 
deshalb keine störende Wirkung, ausser man übertreibt es und erhöht den 
Wert allzusehr, dass parasitäre Kapaziten wirken können.

So kann bei nicht all zu hohen Überspannungsimpulsen kaum ein 
Latchup-Effekt auftreten. Und wenn doch, um ganz sicher zu gehen, bei 
jedem Eingang noch eine Si-Diode direkt nach +Ub und -Ub in Sperrichtung 
schalten. Bei einer Überspannung nach +Ub oder -Ub leitet dann nur eine 
dieser beiden Dioden nennenswert und schützen so die Eingänge.

Passend zu diesem Thema den folgenden Elktronik-Minikurs:
   "Überspannungsschutz von empfindlichen Verstärkereingängen"
      http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/ovprot.htm

Im Gegensatz zu den digtalen CMOS-ICs haben die CMOS-Opamps, jedenfalls 
von denen hier die Rede ist, keine interne Latchup-Schutzschaltung.

Gruss
Thomas

von Lurchi (Gast)


Lesenswert?

Latchup ist ein Möglichkeit den OP oder eine ähnliche Schaltung zu 
zerstören. Das geht ggf. so weit, dass das Gehäuse aufplatzt, wenn das 
Netzteil genügend Leistung liefern kann.

Die Dioden als ESD Schutz wirken erst richtig, wenn auch die Versorgung 
mit Kondensator angeschlossen ist.

Ein Kondensator, der beim Einstecken noch genügend Ladung hat kann auch 
schon mal was kaputt machen.

Solange es nur ein TLC272 oder LM358 ist hält sich der Verlust in 
Grenzen, solange es nicht der letzte war.

von Thomas S. (thom45)


Lesenswert?

Lurchi schrieb:

> Latchup ist ein Möglichkeit den OP oder eine ähnliche Schaltung zu
> zerstören. Das geht ggf. so weit, dass das Gehäuse aufplatzt, wenn das
> Netzteil genügend Leistung liefern kann.

So ist es. Es entsteht ein Kurzschluss von zwei kreuzgekoppelten 
Transistoren in der Funktion als parasitärer Thyristor. Die (innere) 
Stromverstärkung dieses Thyristors begrenzt den Strom. Kann das Netzteil 
mehr als dieser Grenzwert liefern, steigt die Spannung über dem 
Thyristor. Die dadurch erzeugte hohe Verlustleistung hat die 
entsprechend thermischen Folgen.

> Die Dioden als ESD Schutz wirken erst richtig, wenn auch die Versorgung
> mit Kondensator angeschlossen ist.

Je nach Applikation empfiehlt es sich ein Dioden-Widerstandsnetzwerk zu 
realisieren, so ähnlich wie man dies bei den Schaltungen an den 
Eingängen von digitalen CMOS-ICs (z.B. CD4xxxx-Serie) sieht.

> Ein Kondensator, der beim Einstecken noch genügend Ladung hat kann auch
> schon mal was kaputt machen.

Ich erinnere mich, ist mir auch schon mal passiert.

> Solange es nur ein TLC272 oder LM358 ist hält sich der Verlust in
> Grenzen, solange es nicht der letzte war.

Ja, nur der LM358 (bzw. LM324) ist ein BJT und hat deshalb keine 
parasitären Thyristoren. Ein Latchupeffekt ist als Zerstörungsgrund 
nicht möglich.

Gruss
Thomas

von der schreckliche Sven (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ekki L. schrieb:
> Liefer uns doch dazu bitte noch die relevanten Parameter,

Hier, bitteschön.
Die Stromaufnahme steigt für ca. 1µS auf 2,2mA.

Ich hatte jetzt mal Zeit und Muße, dem Schwingungsverhalten von 
unbeschalteten OPVs auf den Grund zu gehen. Und was soll ich berichten?

Da ist nichts.
Total tote Hose.

Wie soll es auch anders sein?
Bipolare Eingänge bekommen keinen Basisstrom = Verstärker tut nichts.
J-FET Eingänge sind auf Durchgang geschaltet = Verstärker tut nichts.

Einzige Ausnahme ist der TLC272. Einmal macht der Ausgang eine halbe 
"Schwingung", und bleibt dann unverrückbar an Plus oder Minus. Das 
dauert einige Sekunden. Ein anderes Mal schwingt er ein bißchen mit 
50Hz. Diese Schwingung kann aber aufhören.
Irgend eine "wilde Schwingung" konnte ich nicht provozieren.
Und selbst wenn es so wäre, bliebe es ohne Wirkung.
Für mich ist die Diskussion hier beendet. Aber ich melde mich bei 
Gelegenheit wieder:

der schreckliche Sven schrieb:
> Ekki L. schrieb:
>> heiß geschwungen.
>
> So ein Schmarrn.

von Thomas S. (thom45)


Lesenswert?

der schreckliche Sven schrieb:
> Ekki L. schrieb:

> Einzige Ausnahme ist der TLC272. Einmal macht der Ausgang eine halbe
> "Schwingung", und bleibt dann unverrückbar an Plus oder Minus. Das
> dauert einige Sekunden. Ein anderes Mal schwingt er ein bißchen mit
> 50Hz. Diese Schwingung kann aber aufhören.
> Irgend eine "wilde Schwingung" konnte ich nicht provozieren.

Das Problem bei offenen Eingängen bei einem LinCMOS-Opamp ist, dass 
diese MOSFET-Gate-Eingänge so es extrem hochohmig und sensibel sind, 
dass elektrische Felder in der Nähe, die immer da sind, dafür sorgen, 
dass der Opampausgang immer wieder in den Bereich geht, wo eine sehr 
hohe Verstärkung wirkt. Die Folge davon ist, das die Ausgangsspannung 
rauf und runter sich bewegt, eben ja nach E-Feldsituation.

Bei JFET-Eingängen ist das genau so. Vielleicht etwas weniger 
ausgeprägt.

Bei BJT-Eingängen ist diese selbe E-Feldwirkung bestenfalls sehr 
schwach, ausser vielleicht beim LM858, bzw. LM324, bei denen es an den 
Eingängen PNP-Darlingtons hat.

Gruss
Thomas

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.