과전압 보호를위한 제너 다이오드


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디지털 입력 핀의 과전압 보호를 위해 제너 다이오드를 사용하려고합니다.

일반적인 IC 핀의 절대 최대 정격은 (GND-0.3V)에서 (VDD + 0.3)까지입니다.

제너 다이오드를 사용하여 VDD 미만의 전압을 제한 할 수 있습니다. 그러나 일반적인 제너 다이오드의 순방향 전압은 0.7V입니다. 저전압을 -0.3V로 제한하지 않습니다.

내 신호는 1MHz 신호이며 한계 차이이며 지속 시간이 짧기 때문에 무시해도 안전합니까?


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제너와 병렬로 쇼트 키 다이오드를 사용하여 음수 이동을 제한 할 수 있습니다. 트릭은 Vdd와 IC의 절대 최대 값 사이의 0.3V 창에서 켜지는 제너를 찾는 것입니다. 더 중요한 것은 입력 전압 제한을 위반 할까 염려되는 소스는 무엇입니까?
광자

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신호 (양극)에서 VCC (음극)까지 쇼트 키를 사용하여 신호를 VCC + 0.3V로 클램핑 할 수도 있습니다.
John D

신호 최대 / 최소 전압은 얼마입니까?
PDuarte

@PDuarte Signal은 2.5V의 꾸준한 DC 바이어스로 15V의 최대 AC 진폭을 갖습니다
Steve

답변:


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신호 라인의 과전압 보호를 위해 제너 다이오드는 일반적으로 좋지 않은 선택입니다. 여러 가지 구체적인 이유를 제시 할 수 있도록 신청서에 대한 충분한 세부 정보를 제공하지 않았지만 다음 사항을 고려해야합니다.

  1. BZX84C 3.3V 제너는 최대 450pF 정전 용량을 갖습니다. 1MHz 신호가 있는데 회로의 RC 필터 효과로 인해 감쇠 될 수 있습니다.

  2. 제너에는 선명하게 정의 된 전도 전압이 없습니다. 그들은 제너 전압 Vz보다 훨씬 낮은 전압에서 전도하기 시작합니다. 신호의 소스 임피던스가 높거나 과전압의 영향을 제한하기 위해 직렬 저항을 도입 한 경우 문제가됩니다. 이를 방지하기 위해 더 높은 전압 제너를 사용해야 할 수도 있지만, 제너를 포함시키는 목적을 상실합니다.

  3. 고 에너지 과전압 과도 현상이 우려되는 경우 제너는 전혀 사용되지 않습니다. 너무 느리게 반응하여 많은 에너지를 흡수 할 수 없습니다.

일반적으로 신호선의 경우 과도 전압 억제 기가 훨씬 좋습니다.


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과도 전압 억 제기 (TVS)를 고려할 수 있습니다. 기본적으로 다이오드 배열은 과전압 / 과소 전압으로부터 회로를 보호하기위한 것입니다. 이러한 목적을 위해 마이크로 컨트롤러 및 기타 장치와 함께 작동하도록 설계되었으므로 구매시 사용하는 전압 범위를 선택할 수 있습니다 (예 : 3.3V 용으로 설계되었으며 3.5V에서 전체 클램프로 이동).

이러한 장치의 작동 전압 범위 및 공차는 일반적으로 직선형 제너 다이오드보다 좋습니다.

부정적인 보호 기능도 패키지에 포함되어 있습니다. ESD 보호에 매우 효과적입니다. 거기에는 많은 것이 있지만 여기에 하나의 예가 있습니다.

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

TVS 다이오드 회로도

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