Was bedeutet diese Bezeichnung?

[Hochspannung2000]

Hallo,

kurze Frage zum Datenblatt 74HC107:

Die Betriebsspannung is klar,
bei der Eingangsspannnung steht aber was von -0.5 to Vdd + 0.5V

Was bedeuet das?
Kann mir das bitte jemand erklären?

[BernhardS]

Hallo,

die Eingänge sind ja Basis- oder Emitteranschlüsse von Transistoren. Wenn Du eine Spannung anlegst, die deutlich unter dem Massepotential, also im Minusbereich, oder deutlich über der Betriebsspannung dann könnte dieser erste Transistor eventuell durchbrennen.
In der Regel sind an den Eingangsanschlüssen Dioden gegen Masse und gegen die Betriebsspannung geschaltet. Beim Anlegen der falschen Spannung leiten zuerst diese Dioden. Da eine Diode (Silizium) erst bei 0.6-0.7V leitet, kannst Du bist zu 0.5V "falsch" anlegen.
Grundsätzlich kann man über einen entsprechenden Widerstand auch eine höhere Spannung anlegen und der Wirkung der Schutzdioden vertrauen. Falls es schief geht -und es geht oft schief- dann braucht man sich natürlich nicht beim Hersteller beschweren.

Bernnhard

[Hochspannung2000]

das heißt also, die Eingangsspannung darf genau so hoch sein wie die Betriebsspannung?

Edit:

in der zwischenzeit hab ich das natürlich schon ausprobiert.
Resultat: 5V hält das Teil schon aus.

Die komische Schreibweise in diesem Blatt hat mich da etwas durcheinander gebracht...

[ELW 2]

5V geht in der Analogtechnik meist immer.
Aber so habe ich das früher auch gemacht und manchmal immer noch so, probieren geht über studieren :)
Aber mittlerweile Studiere ich bevor ich probiere.

[anders]

Bei der 74HC-Serie gibt es keine Bipolartransistoren wie BernhardS irrtümlich annimmt, sondern die Eingangsanschlüsse sind mit den Gates von N-Kanal- und P-Kanal-MOSFETs verbunden.
Deren sehr dünnes Gateoxid hält nur ein paar Dutzend Volt aus, bevor es durch einen Spannungsdurchschlag zerstört wird.
Da vorher praktisch kein Strom fliesst, reicht eine elektrostatische Aufladung, wie sie beim Hantieren mit den ICs auftritt, vollkommen aus, um solch einen MOSFET zu ruinieren.

Deshalb hat man an jeden Eingangsanschluss zusätzlich ein Paar Schutzdioden integriert, die Überspannungen in die Versorgungsanchlüsse Vss und Vdd ableiten, wenn die Eingangsspannung deren Werte (zuzüglich der Diodenflußspannung) überschreitet.

Da aber den Eingängen, je nach Schaltung, auch mal sehr starke Stromquellen anliegen können, gibt man ausserdem einen Stromwert an, den diese Schutzdioden unbeschädigt vertragen können.

In diese Gruppe der Grenzwerte, die niemals überschritten werden dürfen, gehört auch die 0,5V Spezifikation.
Dementsprechend handelt es sich dabei um die an den Eingängen gerade noch erlaubten Spannungen, bei denen gewährleistet ist, dass diese Schutzdioden auch bei der höchsten erlaubten Temperatur noch nicht leitend werden.
Technologisch bedingt ensteht nämlich bei Herstellung dieser Schutzdioden eine pnpn-Struktur, die die gleichen Eigenschaften hat wie ein Thyristor, dessen A- und K-Anschlüsse mit der Betriebsspannungsanschlüssen des IC verbunden sind.

Dieser parasitäre Thyristor kann schon durch ganz kurzes (weniger als 1µs reicht!) Leitendwerden der Schutzdioden gezündet werden und schliesst dann die Betriebsspannung kurz. Es fliessen dann sehr hohe Ströme und bei einer ausreichend leistungsfähigen Stromversorgung wird das IC glühendheiss und überlebt diesen "Latchup" genannten Zustand i.d.R. auch nicht.
Deshalb muss das Leitendwerden der Schutzdioden im Betrieb vermieden werden, und deshalb lautet die Toleranz auch nur 0,5V und nicht 0,7V, wie sonst bei Dioden üblich.

Den Latchup kann man übrigens auch durch Überspannungen an den Ausgängen des IC herbeiführen.
Deshalb sollte man sich besonders bei Leitungen, die an Steckverbindern aus dem Gerät herausführen gut Überlegen, ob durch Einstecken einer elektrostatisch aufgeladenen Leitung das IC beschädigt werden kann und ob man besondere Vorkehrungen treffen muss um dieser Gefahr zu begegnen.


Obiges gilt auch für andere 74er mit C im Namen, sowie für die 4000er CMOS-Serie.