El rol de los resistores en serie para la protección contra ESD

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Cuando se necesita proteger un transistor o un pin de E / S de un procesador, entonces se puede colocar un diodo TVS entre el conector y el transistor. También se puede colocar una resistencia en serie (R1) entre el conector y el diodo TVS para proteger el diodo. Sin embargo, ¿es útil tener una resistencia (2) entre el diodo y el transistor? El circuito se muestra arriba.

Si es así, ¿cuál es la función de R2? Además, ¿cuál es la resistencia recomendada para R2? A menudo no es fácil simplemente aumentar el valor de la resistencia, ya que puede degradar la integridad de la señal. ¿Es suficiente 47 ohmios, o debería ser también de 100 ohmios o más?

    
pregunta Nownuri

2 respuestas

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R2 se usa normalmente para proteger la entrada de los -0.7 voltios que el diodo de sujeción permitirá si la tensión de entrada es negativa. R2 reduce la corriente (+ o -) que puede fluir desde el diodo de pinza que está fuera del rango para ese pin de entrada. R2 también puede ser de 100 ohmios, pero R1 ayuda a proteger el diodo de sujeción contra fuertes picos de voltaje al limitar la corriente que debe descender independientemente de la polaridad.

Los valores de R1 plus R2 son solo un problema si la velocidad de datos es superior a 50 a 100 MHZ. Combinado con la capacitancia de entrada del IC, crea una constante de tiempo. Normalmente, R1 + R2 solo aumenta el tiempo de subida / caída de una señal digital.

Sin embargo, el uso de las resistencias y el diodo de sujeción implica que la señal proviene de una fuente distante, suponiendo que un cable de tierra común se conecta a cualquier dispositivo de entrada. En un lugar ruidoso con cables largos, este diseño está justificado, incluso si se trata de un cable blindado. Podría ayudar si la entrada del IC tuviera entradas de activación Schmitt para limpiar el ruido.

Para una fuente en la misma placa de circuito o una placa hija montada , dicha protección adicional es un desperdicio de dinero y espacio . Las entradas del disparador Schmitt eliminarán el ruido suave.     

respondido por el Sparky256
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El rol de los resistores R1 y R2 es limitar las corrientes ESD para un nivel adicional de protección ESD.

El R1 limita la corriente de pico en el diodo TVS. Cuando se aplica un evento ESD de 15 kV, el pico actual en el TVS será de 15,000 / 100 = 150 A. Un diodo de TVS típico (como Littlefuse SP4020 , desglose de 3.3V) tiene una resistencia dinámica de aproximadamente 0,4 ohmios, por lo que el pico resultará en una amplitud máxima de aproximadamente 60 V. Esto podría estar dañando las partes internas de GPIO del IC conectado.

Todos los circuitos integrados tienen un anillo interno de protección contra ESD, generalmente utilizando "diodos de sujeción" , y tienen límites eléctricos obvios. La segunda resistencia R2 limitará el pico de corriente de ESD a 60/100 = 600 mA, y es menos probable que este pulso corto destruya el GPIO del IC.

Los valores de las resistencias obviamente dependen del ancho de banda de la señal en ese GPIO en particular. Las capacitancias del pin / paquete degradarán la señal, y los valores generalmente son una compensación entre la integridad de la señal aceptable y el nivel requerido de protección contra ESD. Es posible que no necesite resistencias en absoluto si su producto tiene un blindaje diseñado adecuadamente.

    
respondido por el Ale..chenski

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