integrerade kretsar

[Camro]

Hej

På nittiotalet konstruerade jag logik med cmos-kretsar. Några av dessa var känsliga för matningsspänningsbortfall då det låg kvar spänning på någon ingång.

Frågan: Vad kallas denna egenskap? Är mest intresserad av A/D omvandlare om denna egenskap fortfarande finns kvar, generellt?

Mvh Tommy

[Micke_s]

De flesta kretsar idag har nog clamp-dioder. Om det är något speciellt så tycker man det borde stå i manualen.

[Icecap]

"Alla" kretsar har begränsningar för spänningar på in- och utgångar. Ofta är det "inte lägre än GND - X V" och "inte högre än VDD + X V".

Om matningen slås av måste man se till att ingångarna fortfarande uppfyller kraven.

[Camro]

Frågan kanske var lite otydligt ställd, så jag gör ett nytt försök

Tar ett exempel med A/D omvandlare. Kretsen matas med spänningen x. Mäter signalen y som är från en separat källa. Alla spänningar ligger inom specifikationen. Nu inträffar det otrevliga: signalen y ligger kvar (separat källa), matningsspänningen x till kretsen faller bort. Förr så var det inte ovanligt att ic´n förstördes. Är denna egenskap något som hör till historien? Fallet med A/D-omvandlare är mest aktuellt för mig.

Mvh Tommy

[Icecap]

Vad som händer beror på hur du har kopplat OCH vilken krets du avser.

[TomasL]

Troligen så förstörs kretsen, då ingångarna i regel är clampade mot matningarna på ett eller annat sätt.
Om det till exempel i databladet står att max inspänning på pinne 1 är VDD+ 0,5 V så innebär det i cverklighetewn att Pinne 1 aldrig får ha högre spänning än 0,5V över spänningen på VDD.
Så, ponera.
Du har en matningspänning VDD = 5V då blir maximal spänning på pinne 1 i detta fallet 5,5 V, men om nu VDD av någon orsak faller ner till 0V så innebär det att Pinne 1 bara får ha 0,5 V osv.
Allt detta står i databladet för kretsen i fråga, en del klarar det en del inte.

[Nerre]

För att förtydliga: Inuti kretsen sitter det oftast "bakvända" dioder mot matningen. Om matningen försvinner så kortsluts alltså insignalen i princip genom dessa dioder så de brinner sönder (och kan ta annat med sig).

Har man en serieresistans på signalen kan de klara sig.

[ie]

Nja, det är väl inte nödvändigtvis sant. Att matningsspänningen försvinner är ju inte samma sak som att du "matar" den med 0V. Försvinner matningsspänningen så sitter ju dioderna mot "tomma luften". Så det beror väl på övriga kretsen vad som "syns" på matningen.

Edit: I praktiken så blir ingången - Vdiod den nya matningsspänningen. Sen beror det på hur mycket kretsen och omkringliggande drar om dioden tål det eller inte.

[Icecap]

Och svaret på frågan är: kopplar man fel blir det så! Kopplar man rätt händer inget.

[Nerre]

Försvinner matningsspänningen så sitter ju dioderna mot "tomma luften".

Nej, dioderna sitter mot allt som matas av matningen, d.v.s. alla Vcc-ingångar, alla pull-up-motstånd etc.

[TomasL]

Exakt, och det kan ju bli en hel del last.

[ie]

Nej, dioderna sitter mot allt som matas av matningen, d.v.s. alla Vcc-ingångar, alla pull-up-motstånd etc.

Ja, det var det jag skrev (och förtydligade i ändringen), som kommentar på att du skrev att det i princip blir en kortslutning.

[RoPa]

@Camro (Tommy), fenomenet heter (eller kallades för) latchup
Dokument från Fairchild

Enkelt kan man säga att i äldre CMOS utgjordes substratet en diod mot hela kretsen och om den framspändes så blev hela substratet ledande = kortis mellan alla pinnar på hela kretsen (för mer korrekt beskrivning se länkarna). Vanligaste resultatet av det var att den "lyfte på locket", så att säga. Idag har man en annan design på kislet så att de blir "latch up safe". Det måste inte bli katastrofal kortis och den släpper om man stänger av kretsen (gör den helt spänningslös).

Det fenomenet är ovanlig idag men en titt i databladet kan vara en bra idé...

Jag konstruerad ett mätinstrument i början på 90 talet med en 12 bitars CMOS A/D som matades med +/- 5V.
Den var Military grade och inte helt billig... den hade egenskapen att om spänningsmatningen inte kom igång helt synkront så fick den katastrofal latchup. lösningen blev att göra en extern diskret speglande späningsbegränsare som styrdes av -5V och begränsade +5V ledningen till samma spänning som den negativa.
Både -5V och +5V skapades genom swicthning av +Vbat men -5V startade lite långsammare vilket gjorde att den kom något efter +5V. Kretsen skulle dessutom bara spänningssättas under mätcykeln för att därefter somna och spara batteri, så den slogs av och på upprepade gånger så att säga.

[qx5]

Hur blir det med brus om man klampar mätsignalen direkt mot Vcc och GND (eller V+/V-) ?

[TomasL]

I AD-omvandlare har man i regel en separat matning till de analoga delarna.