OP Input Pins mit Transienten

Gast #6848299
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Hi zusammen

Ich habe eine OP Schaltung, die unter 10uA Stromverbrauch liegen muss.
Realisiert ist das ganze mit einem TS941A.
R1 = 680k
R2 = 4.7M
R3 = 200k
R4 = 4.7M

Mein Problem entsteht an dem Punkt, dass an den Eingängen von R1 und R3 
(siehe Bild im Anhang) selten Transiente von GND+/-10V für bis zu ca 
250us entstehen (schaltungsbedingt, lässt sich nicht wirklich 
verhindern).
Laut Datenblatt des OPs sind jedoch max VDD-0.3V bzw VCC+0.3V an den 
Input Pins erlaubt.
Da R1 und R3 jedoch sehr hoch sind habe ich die Hoffnung, dass der OP 
dennoch nicht beschädigt wird und ihn die interne ESD Beschaltung 
rettet.

Was ist eure Meinung dazu?
Versuche mache ich sowieso noch, aber nur weil ein OP auf dem Testboard 
das mehrmals überlebt ist es für mich noch keine Bestätigung, dass es 
auch verhält.

Als möglichen Schutz hatte ich noch an eine klassische 
Diodenschutz-Beschaltung gedacht. Doch so ziemlich alle Dioden, die ich 
mir angeschaut habe, hätten einen zu hohen Stromverbrauch zur Folge 
(Leckströme um 5uA pro Diode). Notfalls muss ich dies leider in Kauf 
nehmen.
Eine Filterschalung mit Kondensatoren fällt ins Wasser, da die 
Reaktionszeit wichtig ist.
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Gast #6848319
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> Angesichts der hohen Vorwiderstände würde ich mir bei so kleinen
> Transienten keine Sorgen machen.

Das wuerde ich auch so sehen. Sorgen machen wuerde ich mir aber
um die Sauberkeit der Platine. Welchen Widerstand darf man einem
4.7M parallel schalten damit er noch in der erlaubten Spec bleibt? .-)

Olaf
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #6848325
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Sven schrieb:
> Versuche mache ich sowieso noch, aber nur weil ein OP auf dem Testboard
> das mehrmals überlebt ist es für mich noch keine Bestätigung, dass es
> auch verhält.
Ich würde wegen der hochohmigen Widerstände auch erst mal "nichts" 
machen (immerhin halten die Eingangspins eine ESD Entladung bis 2kV aus, 
da sind also Schutzdioden drin).
Und dann würde ich den Dauertest mit zigtausend solcher 250µs-Impulse 
mit richtig hohen Eingangsspannungen machen. Wenn da bei 10 Geräten z.B. 
mit +-100V auch noch nichts kaputtgeht, dann wäre mir das "gut genug"...
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#6848330
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Sven schrieb:
> Was ist eure Meinung dazu?

Steht alles im DaBla:

https://www.ti.com/document-viewer/TSV914/datasheet/absolute-maximum-ratings-sbos5633734#SBOS5633734
7.1:

"(2) Input pins are diode-clamped to the power-supply rails. Current 
limit input signals that can swing more than 0.5 V beyond the supply 
rails to 10 mA or less."


D.h. interne clamp dioden sorgen für den Effekt, das Du keine externe 
benötigst (da du weit unter 10mA bleibst)
Gast #6848500
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Hey zusammen

Danke erstmal für die vielen Antworten!

Dirk S. schrieb:
> J-FETs als Dioden nehmen,
> die haben einen geringeren
> Leckstrom.

Daran habe ich noch gar nicht gedacht. Vlt nur etwas teuer für diese 
Applikation...

Nichtverzweifelter schrieb:
> Für die Allerweltsdiode 1N4148 gilt aber:
>
> Bei Ureverse=20Volt Leckstrom <25nA. Nanoampere!

Das stimmt! Bin mir dabei nur nicht sicher ob die interne ESD 
Beschaltung eher reagiert als die externen 1N4148. Ein Versuch wärs aber 
Wert!

Mark S. schrieb:
> Angesichts der hohen Vorwiderstände würde ich mir bei so kleinen
> Transienten keine Sorgen machen.

Olaf schrieb:
> Das wuerde ich auch so sehen.

Lothar M. schrieb:
> Ich würde wegen der hochohmigen Widerstände auch erst mal "nichts"
> machen

Das beruhigt mich schonmal, dass da auch mehrere der Meinung sind.

Olaf schrieb:
> Welchen Widerstand darf man einem
> 4.7M parallel schalten damit er noch in der erlaubten Spec bleibt

Guter Einwand, daran hatte ich noch gar nicht gedacht ^^
Glücklicherweise wird das ganze in Produktion noch über Software 
kalibriert, die "Genauigkeit" der Schaltung hat daher nicht allzu hohe 
Anforderungen wie zB der Stromverbrauch.

Lothar M. schrieb:
> Und dann würde ich den Dauertest mit zigtausend solcher 250µs-Impulse
> mit richtig hohen Eingangsspannungen machen. Wenn da bei 10 Geräten z.B.
> mit +-100V auch noch nichts kaputtgeht, dann wäre mir das "gut genug"...

Darauf wird es wohl erstmal hinauslaufen.

Danke euch allen!
Moderator (Firma: Titel) Persönliche Seite #6848528
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Sven schrieb:
> Glücklicherweise wird das ganze in Produktion noch über Software
> kalibriert
Ich möchte da kurz mal das Stichwort "Feuchtigkeit" ins Rennen werfen.

> Bin mir dabei nur nicht sicher ob die interne ESD Beschaltung eher reagiert
> als die externen 1N4148. Ein Versuch wärs aber Wert!
Die externe Begrenzer-Diode käme dann natürlich nicht an den OP-Pin, 
sondern sinnvollerweise vor den R1/R3 an den störenden Eingang.
Gast #6848733
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Lothar M. schrieb:
> Die externe Begrenzer-Diode käme dann natürlich nicht an den OP-Pin,
> sondern sinnvollerweise vor den R1/R3 an den störenden Eingang.

Ganz vorne kann ich sie nicht ansetzen, die würden Verbraten werden. 
Aber mit einem zusätzlichen Vorwiderstand in Serie zu R1 und R3 passt 
das tatsächlich sehr gut.
Danke dir!

Lothar M. schrieb:
> Ich möchte da kurz mal das Stichwort "Feuchtigkeit" ins Rennen werfen.

Meinst du wegen den hohen Widerständen R2 und R4?
Gast #6848763
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Andrew T. schrieb:
> Ebenso das Verhalten bei Temperaturwechsel

Ja, da hast du recht. Der OP ist zwar sehr Temperaturstabil und der 
Temperaturbereich ist eingegrenzt, aber ich denke die Feuchtigkeit 
könnte da tatsächlich was versauen.
Notfalls muss ich mir halt überlegen mit R2 und R4 runter zu kommen, 
zulasten des Stromverbrauchs :/

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