Dioda Zenera do ochrony przeciwprzepięciowej

Rozważam zastosowanie diody Zenera do ochrony przed przepięciem dla cyfrowego wejścia pinowego.

Absolutna maksymalna wartość znamionowa dla typowego styku układu scalonego jest podawana od (GND-0,3 V) do (VDD + 0,3).

Mogę użyć diody Zenera do ograniczenia napięcia poniżej VDD. Jednak napięcie przewodzące typowej diody Zenera wynosi 0,7 V. co nie ogranicza niskiego napięcia do -0,3 V.

Mój sygnał to sygnał 1 MHz i czy można go bezpiecznie zignorować, ponieważ jest to różnica marginalna, a czas trwania jest krótki?

— Steve
źródło

Możesz ograniczyć ujemny skok za pomocą diody świecącej równolegle do zenera. Twoja sztuczka polega na znalezieniu zenera, który z pewnością włączy się w oknie 0,3 V między Vdd a absolutną wartością maksymalną układu scalonego. Co ważniejsze, do jakiego źródła podłączasz się, że martwisz się, że narusza ono limity napięcia wejściowego?

— Photon

Możesz również użyć Schottky'ego z sygnału (anody) do VCC (katody), aby zacisnąć sygnał do VCC + 0,3 V.

— John D

Jakie są maksymalne / minimalne napięcia twojego sygnału?

— PDuarte

@PDuarte Signal będzie mieć maksymalną amplitudę prądu przemiennego 15 V przy stałym odchyleniu napięcia stałego 2,5 V

— Steve

Odpowiedzi:

W przypadku ochrony przed przepięciami linii sygnałowych dioda Zenera jest ogólnie złym wyborem. Nie podałeś wystarczająco dużo szczegółów swojej aplikacji, aby podać wiele konkretnych powodów, ale powinieneś rozważyć następujące kwestie:

Zener BZX84C 3,3 V ma pojemność do 450pF. Masz sygnał 1 MHz, który prawdopodobnie zostanie osłabiony z powodu efektu filtra RC w twoim obwodzie.
Zenery nie mają ostro określonego napięcia przewodzenia. Zaczynają przewodzić przy znacznie niższym napięciu niż napięcie Zenera Vz. Staje się to problemem, gdy sygnał ma wysoką impedancję źródła lub jeśli wprowadzono szeregową rezystancję w celu ograniczenia skutków przepięcia. Aby temu zaradzić, może być konieczne użycie zenera o wyższym napięciu, ale to nie wystarcza, aby włączyć zenera.
Jeśli obawiasz się o przepięcia o wysokim napięciu energetycznym, to zenera w ogóle się nie przyda. Reaguje zbyt wolno i nie może wchłonąć dużej ilości energii.

Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku linii sygnałowych tłumik napięcia przejściowego jest znacznie lepszą częścią.

— Steve G.
źródło

Można rozważyć zastosowanie tłumika napięcia przejściowego (TVS). Są to w zasadzie układy diod, które mają na celu ochronę obwodów takich jak twój przed przepięciami nad / pod napięciem. Ponieważ są one zaprojektowane do współpracy z mikrokontrolerami i innymi urządzeniami do tego celu, możesz wybrać zakres napięcia, z którego korzystasz przy ich zakupie (np. Zaprojektowany na 3,3 V i przechodzi w pełny zacisk na 3,5 V).

Operacyjne zakresy napięcia i tolerancje dla tych urządzeń są zwykle lepsze niż proste diody Zenera.

Pakiet obejmuje również ochronę przed negatywnymi skutkami. Działają bardzo dobrze w ochronie ESD. Jest ich wiele, ale oto jeden przykład:

http://www.semtech.com/images/datasheet/uclamp3301d.pdf

— mildild
źródło