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Latchup und CMOS in der heute modernen IC-Welt... (Elektronik)

verfasst von schaerer(R)  E-Mail, Kanton Zürich (Schweiz), 24.09.2016, 11:48 Uhr

» » Ich stelle fest, Du hast noch nicht begriffen worum es bei den
» Clampdioden
» » geht, wenn CMOS-Strukturen geschützt werden sollen.
»
» Doch doch, das weiß ich! Ich stelle fest dass Du noch nicht begriffen hast,
» dass ich schon weiß, was clamping-Dioden sind! Hier ging es ja nicht um
» CMOS, sondern um die Beschaltung des TDA7492 und an dessen Ausgänge eine
» Lautsprecher-Ein- bzw. Ausschalt - Schutzschaltung.
Jaaaaaa und aus was bestehen denn die digitalen Ein- und Ausgangsfunktionen von allen modernen ICs?

Das sind in der Regel Kombinationen aus N-Channel- und P-Channel-MOSFETs. Man nennt dies auch komplementäre MOSFET-Schaltungen, abk. eben CMOS (C = complementary). CMOS = Complementary metal-oxide-semiconductor.

» ABER: Bei dem class-D-Verstärker TDA7492 ist der Lautsprecher nicht gegen
» gnd, wie bei einem analogen Verstärker und mit einem Elko ausgekoppelt,
» sondern an 2 Anschlüssen des TDA7492, deren Bezug zu welchem Potential
» eigentlich mir sich nicht erschliest aus der Schaltung, also wo soll ich da
» clamping - Dioden jetzt anbringen???
Ja, so wie es Du gezeichnet hast, ist okay.

» An jedem Ausgangspin des TDA7492 gegen
» + und gnd jeweils mit clamping-dioden?? Da steht im Datenblatt nix drüber
» drin, dass man Clampen soll!?!
Das Datenblatt ersetzt nicht die Grundlagenkenntnisse über CMOS-Schaltungen und dazu gehört auch die Kenntnis zum Thema Latchup.

Es ist gut möglich, dass die IC-interne CMOS-Schaltung selbst gegen Latchup geschützt ist. Nur was heisst das? Selbst dann, wenn ich auf Nummer sicher gehe, treffe ich noch die doch sehr einfachen Massnahmen, die ich hier zu vermitteln versuche.

Besonders dann, wenn im Datenblatt diesbezüglich keine Details angegeben sind, bin ich besonders kritisch und bereit zusätzliche Massnahmen zu treffen.

Eingangsschutzschaltungen bei digitalen Familien-CMOS-Bausteinen sind recht gut als Dioden-Widerstands-Dioden-Netzwerke realisiert. Ein kleiner Hinweis findet man im Wiki im Kapitel "Eigenschaften":
. . . . https://de.wikipedia.org/wiki/Complementary_metal-oxide-semiconductor

Da braucht es in der Regel keine weiteren Schutzmassnahmen, ausser man steuert ein CMOS-Eingang durch eine lange Leitung, die eine willkommene Antenne zum Empfangen von Störimpulsen mit hohen Spannungsspitzen ist. Da empfehlen sich weitere Massnahmen, wie z.B. dieses Bild zeigt:

Quelle: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pullr.htm

» » Es geht darum, dass in keinem Moment des Betriebszustandandes CMOS-Ein-
» » oder CMOS-Ausgänge höhere Spannung als +Ub oder niedrigere Spannung als
» -Ub
» » haben darf. Das gilt bei Dual-Supply.
» »
» » Speist man mit Single-Supply gilt das genau gleich für +Ub und GND.
» »
» » Der Grund ist der: Wenn am Ein- oder Ausgang die Spannung höher wird als
» » der ANSCHLUSS von +Ub oder niedriger wird als der ANSCHLUSS von GND
» » (Single-Supply) oder -Ub (Dual-Supply), besteht Latchup-Gefahr!
» »
» » Beim Latchup zündet ein parasitärer Thyristor (kreuzgekoppelte
» » PNP/NPN-Transistoren) zwischen den Betriebsspannungsanschlüssen. Das
» » erzeugt einen blitzartigen Kurzschluss und das IC ist den ewigen
» » Jagdgründen der Elektronen. Diese parasitären Thyristoren entstehen beim
» » CMOS-Herstellungsprozess und sind unvermeidlich.
» »
» » Hast Du das jetzt so verstanden?
»
» Heißt das jetzt, dass ich bei single supply nur eine Diode brauche, die
» anodenseitig am Ausgang liegt und Kathodenseitig auf +Ub?
»
» So habe ich es jetzt mal gezeichnet, habe auch im Inet gesucht, passt diese
» Schaltung jetzt hier?
»

Ja, das ist okay.

Was mir dabei gerade auffällt, Du hast das LRC-Netzwerk aus der Appplicationnote im Datenblatt Figure 28 nicht gezeichnet. Aber Du baust das schon ein, oder?

» Warum ist im Datenblatt nichts über eine solche Schaltungsmaßnahme
» angegeben?
Weil das Datenblatt vielleicht voraussetzt, dass der Lautsprecher immer angeschlossen ist und weil das Datenblatt kein Grundlagenkurs über die Kriterien von MOS- und CMOS-Schaltungen ist.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

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Lautsprecherschutz - matzi682015(R), 18.09.2016, 23:15 (Elektronik)
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - schaerer(R), 18.09.2016, 23:53
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - matzi682015(R), 19.09.2016, 00:02
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - matzi682015(R), 19.09.2016, 00:26
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - Wolfi, 19.09.2016, 07:36
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - otti(R), 19.09.2016, 08:10
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - schaerer(R), 19.09.2016, 11:34
BUMM oder Plobb, - die Ursache... - matzi682015(R), 19.09.2016, 23:50
BUMM oder Plobb, und Spital als Vorbild (OT-Extrablatt) - schaerer(R), 20.09.2016, 11:10
BUMM oder Plobb, und Spital als Vorbild (OT-Extrablatt) - matzi682015(R), 21.09.2016, 01:04
Das Latchup-Problem !!! - schaerer(R), 21.09.2016, 08:26
Das Latchup-Problem !!! - matzi682015(R), 24.09.2016, 00:30
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