โซลูชันสรุป:
- ทรานซิสเตอร์เดี่ยวและตัวต้านทาน 3 ตัวจะรับสัญญาณ 0V \ "5V หรือมากกว่า" และสร้างเอาต์พุต 5V / 0V ตัวอย่างค่าตัวต้านทานโหลดสัญญาณมีค่าประมาณ 80 uA ที่ 5V และ 250 uA ที่ 15V สามารถลดได้ถึง 8 uA / 25 uA หากต้องการและลดลงถ้าจำเป็น (แผนภาพรุ่นใหญ่ด้านล่าง)
ตัวต้านทาน 390 โอห์มและซีเนอร์ 4V7 จะทำในสิ่งที่คุณต้องการหากคุณสามารถทนกระแสโหลด 25 mA ได้
การใช้แอมป์สหกรณ์ช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเล็กน้อย แต่โซลูชั่นทรานซิสเตอร์ตัวเดียวน่าจะเพียงพอแล้ว
ไม่อนุญาตให้ไดโอดหนีบ / ป้องกันของ IC ดำเนินการกระแสในระหว่างการทำงานปกติ คุณกำลังเชิญความไม่น่าเชื่อถือและการดำเนินการที่ไม่คาดคิดและอาจไม่เหมาะสมตลอดชีวิตผลิตภัณฑ์ของคุณ การทำเช่นนี้ในระหว่างการทำงานปกติจะเป็นการละเมิดเงื่อนไขแผ่นข้อมูล
- คุณอาจหนีไปด้วย uA ไม่กี่ครั้งหรือแม้กระทั่งสัก 10 ของ uA และคุณอาจคิดว่าคุณใช้มันไปกับการดำเนินการ 100 uA แอปพลิเคชันทุกตัวที่ใช้ไดโอดป้องกันเพื่อพกพากระแสเกินกว่าครึ่งในการดำเนินงานปกติกำลังละเมิดข้อมูลจำเพาะของแผ่นข้อมูลและเชิญเมอร์ฟีไปทานอาหารกลางวัน
ผลลัพธ์ไม่สามารถคาดการณ์ได้ ไม่มีการออกแบบมืออาชีพจะทำเช่นนี้
บันทึกย่อของแอพที่แนะนำว่าปกติแล้วจะไม่เป็นมืออาชีพ
ดูหัวข้อท้ายคำตอบนี้
โซลูชั่นทรานซิสเตอร์เดียว:
อินพุตถูกแสดงเป็น 5-15V แต่ทุกอย่างที่เกี่ยวกับ 4V จะใช้งานได้
เมื่อ vin = 4V Vbase = R2 / (R1 + r2) x 4V = 0.6V
นี่ถือว่าเพียงพอแล้ว แต่ที่ 5V คุณมีไดรฟ์มากพอ
ค่า R1 & R2 ที่แสดงเป็นคำแนะนำ
สามารถใช้ค่าเช่น 100k และ 560 k หากใช้ทรานซิสเตอร์ R3 และ high beta ที่เหมาะสม
เอาท์พุทเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามของอินพุต เช่น Vout ต่ำเมื่อ Vin สูง
R3 สามารถเป็น 10k หรืออะไรก็ได้ที่เหมาะสม
Q1 เพื่อให้เหมาะกับ ฉันใช้ BC337 หรือ SMD เทียบเท่า (BC817?)
ถ้าต้องการกระแสอินพุตที่ต่ำมาก R1 และ R2 สามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากด้วยความระมัดระวัง เช่นกับ R1 = 1 megohm กระแสอินพุตประมาณ 15 uA ที่ 15V และ 5uA ที่ 5 volt หากทรานซิสเตอร์ Q1 มีกระแสเพิ่มขึ้น 100 (ปลอดภัยมากสำหรับ BC337-40) ดังนั้น Icollector = 500 uA ดังนั้นสำหรับการแกว่ง 5V R3> = 10k ดังนั้นบอกว่า 22k ขึ้นไปก็โอเค
ความจริงที่มีค่าอย่างยิ่งที่จะรู้เกี่ยวกับวงเวียนทาน !!!
ความจริงชื่นชมเล็กน้อยคืออัตราส่วนระหว่างค่าตัวต้านทานสองค่า N วางแยกกันในระดับตัวต้านทานมาตรฐานนั้นมีค่าคงที่
นี่เป็นนัยในวิธีการเลือกค่าสเกล
ค่าตัวต้านทาน E12 คือ
1
1.2
1.5
1.8
2.2
2.7
3.3
3.9
4.7
5.6
6.8
8.2
(10, 12, 15 ... )
12 ค่าจากนั้นชุดจะเพิ่มขนาดซ้ำเป็น 10 เท่า
ดังนั้น - ค่า 56k และ 10k ที่ฉันได้แสดงสำหรับ R2 และ R1 คือค่าที่แยกจากกัน 8 ค่า เช่นเริ่มต้นที่ 1 ค่าด้านบนและนับขึ้น 9 แห่งและคุณได้รับ 5.6
ใด ๆสองค่า 9 กันมีอัตราส่วนเดียวกัน (ภายในความอดทนของขนาด) และอาจใช้ในการสร้างตัวหารที่เทียบเท่ากัน
เช่นใด ๆ ของ 56k / 10k, 68k / 12k, 82k / 15k 100k / 18k ฯลฯ
ซีเนอร์ไดโอด + ตัวต้านทานจะทำสิ่งที่คุณต้องการตราบใดที่โหลดบนวงจรอินพุตเป็นที่ยอมรับ หากคุณต้องการลดภาระการออกแบบที่ใช้ opamp จะดีกว่า
ในหน้า 350 ของแผ่นข้อมูลจะให้ระดับแรงดันไฟฟ้าสูงและต่ำ ชุดระดับใดขึ้นอยู่กับหมุดป้อนข้อมูลที่คุณใช้ แต่ค่าที่ปลอดภัยที่สุดคือ> = 0.8 x Vdd หรือที่ Vdd = 5V, Vinhi> = 4V
แผ่นข้อมูลยังตั้งข้อสังเกตว่า Vin จะต้องไม่มากกว่า Vdd + 0.3V ABSOLUTE MAXIMUM (แม้ว่าจะไม่ทำงานอย่างถูกต้อง) และในทางปฏิบัติสิ่งใดก็ตามที่เกิน Vdd จะมีความเสี่ยง
คำเตือน:
คำแนะนำของ Curd ในการใช้ diode clamp เพื่อ Vdd เป็นเรื่องธรรมดา แต่มีความเสี่ยงมากเพราะมันจะฉีดกระแสไฟฟ้าเข้าไปใน IC ในสถานที่ที่ผู้ผลิตไม่ได้ตั้งใจในระหว่างการทำงานปกติ ผลลัพธ์จะแตกต่างกันและจะคาดเดาไม่ได้ การใช้ Shottky แทนที่จะเป็นซิลิคอนไดโอดนั้นทำให้มีความเสี่ยงน้อยลง แต่ยังไม่ได้รับคำแนะนำและยังเป็นการฝ่าฝืนแม้แต่สเป็คสูงสุดของผู้ผลิต
ซีเนอร์หนีบ:
วงจรที่เรียบง่ายนี้อาจดีพอ
สิ่งสำคัญคือการตรวจสอบให้แน่ใจว่า Vout ตรงตามข้อกำหนดของคุณตลอดเวลา หลายคนใช้ xx Volt zener diode และคิดว่าพวกเขาจะได้รับ XX volts ที่กระแสต่ำนี่มักจะห่างไกลจากความเป็นจริง เส้นโค้งด้านล่างแสดงแรงดันซีเนอร์ที่มีกระแสสำหรับซีเนอร์ทั่วไป โปรดทราบว่าซีเนอร์ 4V7 ต้องการกระแสประมาณ 1 mA เพื่อขับเคลื่อนไปที่ระดับ 4V ถ้าเราออกแบบขั้นต่ำ 2 mA ควรจะดี สิ่งนี้สร้างผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิด
5V ใน. ฉัน = 2 mA Vzener คาดว่า = 4V2
R = (5V - 4.2) /0.002 A = 0.8 / 0.002 = 400 โอห์ม
กล่าวว่า 390 ohms = ค่าตัวต้านทานมาตรฐาน E12
ที่ 15 V เราคาดว่ากระแสไฟฟ้าจะเป็น ABOUT (15-5) / 400 = 25 mA
25 mA อาจมากกว่าที่คุณต้องการ
ช่วงล่างของ Vin จะช่วยให้ช่วง Imin- Imax ที่ต่ำกว่าและ Vin ต่ำกว่า 5V ไม่กี่โวลต์ข้างบน 5V ก็จะช่วยได้เช่นกัน
กำลังไฟในตัวต้านทาน = V x I = (15-5) x 25 mA = 250 mW = 500 mW ตัวต้านทาน
กระแสแรงดันกระแส Zener V02 x2.jpg
ตัวอย่างแผ่นข้อมูลซีเนอร์
ไดรฟ์ป้องกัน:
หลายคนไม่ทราบหรือไม่สนใจความแตกต่างของแผ่นข้อมูลระหว่างการให้คะแนน "สูงสุดสูงสุด" และเงื่อนไขการใช้งานที่แนะนำ
คะแนนสูงสุดแน่นอนคืออุปกรณ์ที่รับประกันว่าจะอยู่รอดได้โดยไม่มีความเสียหาย ไม่รับประกันการใช้งานที่ถูกต้อง
PIC ที่เกี่ยวข้องอนุญาตให้ Vdd + 0.3V บนพินเป็นระดับสูงสุดอย่างแน่นอน ไม่รับประกันการใช้งานในระหว่างเงื่อนไขนี้
แผ่นข้อมูลส่วนใหญ่ระบุไว้อย่างชัดเจนว่าในช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตการทำงานปกติไม่ควรเกินพื้นดินถึงช่วง Vdd แผ่นข้อมูลนี้อาจมีหรือไม่มีก็ได้ในหลายร้อยหน้า มันยังคงผิดที่จะทำเช่นนั้น
หลายคนคิดว่าการป้องกันกระแสไดโอดนั้นไม่มีมูลความจริง มีเพียงบางคนในวันที่พวกเขาคิดอย่างนั้นและส่วนใหญ่อาจจะมีชีวิตอยู่เพื่อรู้หรือไม่ :-)
โปรดทราบว่าแอปพลิเคชัน Atmel (evil) ที่นี่ ใช้ตัวต้านทาน 1 megohm (เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC!) และบันทึกย่อของแอป Microchip ที่นี่ - มะเดื่อ 10-1 10-2อย่างน้อยก็มีพระคุณที่จะพูดว่า "... กระแสผ่าน แคลมป์ไดโอดควรเก็บเล็ก (ในช่วงไมโครแอมป์) หากกระแสไดโอดแคลมป์มีขนาดใหญ่เกินไปคุณอาจเสี่ยงต่อการล็อคส่วน " Atmels หลายร้อย uA ไม่ได้ "อยู่ในช่วงไมโครแอมป์"
แต่การสลักเป็นปัญหาน้อยที่สุดของคุณ หากคุณ latchup ส่วนหนึ่ง (การกระทำ SCR ที่เกิดจากกระแสลงในสารตั้งต้น IC) IC มักจะกลายเป็นซากบุหรี่และคุณตระหนักว่ามีบางอย่างผิดปกติ
ปัญหาของกระแสไดโอดในร่างกายคือเมื่อคุณไม่ได้รับความเสียหายจากการสูบบุหรี่ในทันที สิ่งที่เกิดขึ้นคือ IC ไม่เคยถูกออกแบบมาเพื่อรับกระแสระหว่างพินอินพุทและวัสดุพิมพ์ - เลเยอร์หมวกที่ IC วางอยู่ เมื่อคุณยก Vin> Vdd กระแสเอฟเฟ็กต์ที่ไหลออกมาจาก ICV ให้เหมาะสมกับภูติภูติภูมิลำเนานั้นไม่รู้ว่า iC ไม่รู้ตัวและผู้ออกแบบไม่ได้และไม่สามารถออกแบบได้ เมื่อถึงที่นั่นคุณก็มี potentia ขนาดเล็กติดตั้งที่ไม่เคยมีมาก่อนและกระแสสามารถไหลกลับเข้าสู่โหมดวงจรที่อยู่ติดกันของโหนดที่อยู่ติดกันไม่ได้หรือแม้กระทั่งในสถานที่ที่อยู่ห่างออกไป เหตุผลนี้ยากที่จะสมัครสมาชิกและปักหมุดเนื่องจากมันไม่ได้ออกแบบและไม่สามารถออกแบบได้ ผลกระทบหนึ่งคือการ iject กระแสลงในโหนลอยที่ไม่มีเส้นทางผลลัพธ์ที่เป็นทางการ พวกเขาอาจทำหน้าที่เป็นประตูสำหรับ FETs - เป็นทางการหรือไม่ได้ตั้งใจซึ่งจะเปิดหรือปิดส่วนของวงจรของคุณ ส่วนไหน เมื่อไหร่? บ่อยแค่ไหน? นานแค่ไหน? ยากแค่ไหน? คำตอบ - ผู้ที่สามารถบอกได้ / ไม่มีใครสามารถบอกได้ - ผู้ออกแบบไม่สามารถออกแบบได้
ถาม: สิ่งนี้เกิดขึ้นจริงหรือไม่
ตอบ: ใช่แล้ว!
ถาม: ฉันเคยเห็นมันเกิดขึ้นหรือไม่?
ตอบ: ใช่
ฉันเริ่มต้นสิ่งที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นสงครามครูเสด 1+ ทศวรรษเพื่อให้ผู้คนตระหนักถึงเรื่องนี้ (แม้ว่าฉันควรจะรู้ตัวดีถึงเรื่องนี้) หลังจากถูกกัดโดยมันมาก
ฉันมีวงจรซีเรียลแบบอะซิงก์ที่ค่อนข้างเรียบง่ายที่ทำให้ฉันไม่มีความขัดแย้ง การดำเนินการของตัวประมวลผลไม่ต่อเนื่องหรือกึ่งสุ่ม บางครั้งรหัสผิดพลาดและไม่ใช่เวลาอื่น ไม่มีอะไรเสถียร ปัญหา? แน่นอนว่าการนำไดโอดร่างกาย ฉันคัดลอกวงจรอย่างง่ายจากบันทึกการใช้งานที่มาพร้อมกับผลิตภัณฑ์แล้วเราก็ออกไป
ถ้าคุณทำอย่างนี้โดยไม่ได้ตั้งใจจะกัดคุณ
หากคุณทำด้วยความระมัดระวังและความชาญฉลาดและการออกแบบมันอาจไม่กัดคุณ แต่อาจ
นี่คล้ายกับการดึงเส้นกึ่งกลางเข้าสู่การจราจรต่อเนื่องเพื่อแซง - ทำด้วยความระมัดระวังและไม่บ่อยเกินไปและปล่อยให้สิ่งที่อาจจะดีพอที่คุณจะไม่ตาย ถ้าคุณทำคุณอาจจะไม่แปลกใจ :-) ดังนั้นจึงเป็นการนำไดโอดร่างกาย ช่วง microamp ของไมโครชิพ "อาจโอเคไฟหลักขนาด 1 เมกะohmจาก Atmel เป็นอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นรอให้เหมาะกับตัวเอง
