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[参考译文] SN74LVC2G17:输入电源高于6.5V、并且有可能限制电流?

Guru**** 2538950 points
Other Parts Discussed in Thread: TL431

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/logic-group/logic/f/logic-forum/856069/sn74lvc2g17-input-supply-above-6-5v-with-current-limit-possible

器件型号:SN74LVC2G17
Thread 中讨论的其他器件:TL431

我们有一个使用具有+3V3电源的 SN74LVC2G17DCK 作为标称逻辑电平转换器的设计。 +5V 输入信号(输入1A、2A)至+3V3信号。 为了提供保护、并且作为输入低通滤波器、在外部输入和缓冲器栅极的输入(1A、2A)之间有一个10k 串联电阻器、在栅极输入和 GND 之间有一个100nF 陶瓷电容器。 一位客户希望向外部输入施加更高的电压-例如12V 甚至24V。 这当然比额定的+6.5V ABS 高。 最大 不过、在数据表中、数据表还提到"如果观察到输入电流额定值、则可能会超过额定电压"。 也就是说、指定了负输入电流限值(负输入电压)-但输入没有正电流限值(这可能会在正输入电源电压较高时发生)。 由于数据表还包括输入的 ESD 额定值、我假设对于更高的输入电压也会提供一些保护。 此外、我们已经对器件进行了一些测试、24V 电流限制似乎不会损坏器件(至少在几天的测试持续时间内不会损坏)。 是否可以在输入端使用24V 电压(电流受限)操作器件?或者这是否不可靠、并且器件最有可能在几周/几个月后损坏 ?

提前感谢您的帮助。

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    Goeran、

    输入和 VCC 之间没有 ESD 钳位二极管、因此没有任何器件会钳制电压、这就是您能够施加更高电压的原因。 这也意味着没有电流可限制。 您正将该24V 电压直接施加到 CMOS 输入的栅极、这肯定会损坏输入结构。

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    好的、我明白了。 不过、如果我测量输入端的电压、它不是24V、而是类似7.x V 的电压。因此、似乎存在某种限制。 这是否会导致电路故障或仍可接受?

    再次感谢。

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    ESD 保护会将过高的正电压钳制到接地端。 但是、您的24V 测试信号的能量远高于 ESD 事件、并且可能损坏器件;其电气特性可能会降级。

    为了保护器件、请使用齐纳/TL431将电压限制在6.5V 以下

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    您好、Goeran、

    这将导致失败。 正如 Clemens 所说、您可能已经遇到了损坏。 如果可以、添加 Clemen 建议的附加功能将电压钳制到更安全的值、从而保护该输入。

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    您好!Dylan、

    非常感谢您迄今为止的+ Clemens 反馈。

    我们很可能会在设计的修订版本中集成更好的保护功能。 或-我们正在考虑将74LVC2G17替换为74HC2G17。 根据我的理解、这个似乎有集成的保护二极管在输入端供电-这样我们就不必更改 PCB /布局-只需更改 BOM。

    不过、关于当前设计:您提到的是与 ESD 事件相比的能量。 ESD 具有更高的电压-这是肯定的、并且在短路放电事件期间也具有更高的电流。 当然、这只是一个很短的事件。 我们在输入端测量的7.x 电压(10k 电阻器的另一端为24V)似乎不会损坏输入晶体管的栅极氧化物-至少在几天/周内应用时不会损坏。 如果10k 不可靠、因为输入端的能量过高、会随时间推移而损坏-是否有一个较高的值(100k 或更高)会相对安全? 只是为了了解我们离安全工作区有多远。

    再次感谢您的帮助。

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    ESD 事件足够短、因此可由电容器吸收(这就是 ESD 保护通常涉及将电流分流到电源轨的原因)。

    仅仅因为栅极氧化物似乎没有被损坏、并不意味着它实际上没有被损坏。 AHC/AHCT 设计人员指南指出:

    必须避免输入电压大于7V、以免损坏输入级的栅极氧化物。 这种损坏不一定是永久性的、但会对电路的预期寿命产生不利影响。 AHC 器件的栅极氧化层 Å 仅200 μ m。 7V 的输入电压对应于栅极氧化层上350kV/cm 的场强。 虽然只在输入电压高于10V 时才会发生氧化物击穿、但电子以大于350kV/cm 的场强越来越多地进入栅极氧化物、从而影响晶体管的特性并导致故障。

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    非常感谢您提供的更多详细信息!