Bisakah saya (ab) menggunakan transistor sebagai dioda perlindungan ESD?

9

The MIDI spesifikasi menunjukkan dioda switching cepat untuk melindungi optocoupler yang LED terhadap ESD yang bisa melebihi tegangan kebalikannya:

Input MIDI, disorot dioda

Tapi ini satu-satunya dioda yang digunakan; Saya dapat menyederhanakan BOM jika saya bisa menggantinya dengan beberapa komponen yang sudah digunakan di tempat lain di sirkuit. Jadi mengapa tidak menggunakan persimpangan PN dari transistor keperluan umum?

Dibandingkan dengan 1N4148 , 2N3904 memiliki voltase balik mundur yang lebih kecil, tetapi ini tidak menjadi masalah dalam aplikasi ini karena klem LED memiliki voltase seperti itu. Parameter lain seperti kapasitansi atau arus maksimum dapat dibandingkan. Jadi ini sepertinya transistor akan bekerja, bukan?

BJT sebagai dioda - pilihan

Dan persimpangan mana yang harus digunakan, basis / emitor, basis / kolektor, atau keduanya? Dan apa yang harus dilakukan dengan persimpangan yang tidak digunakan?

CL.
sumber

Jawaban:

5

Ya, tidak ada masalah. Cukup hubungkan kolektor ke pangkalan dan gunakan itu sebagai dioda. Tidak ada penyalahgunaan yang terlibat. Dioda, bahkan LL4148, sedikit lebih kasar daripada transistor yang terhubung dioda tetapi itu seharusnya tidak menjadi masalah di sini.

Berikut ini adalah sedikit overshoot dalam respon dengan LED terbuka dan 2N3904 terhubung seperti yang saya sarankan (+/- 10V input melalui resistor 220R), 10ns naik turun waktu disimulasikan dalam LTSpice dengan ukuran langkah maksimum 1ns:

masukkan deskripsi gambar di sini

Spehro Pefhany
sumber
3

Sejujurnya saya belum mencobanya. Jadi saya akan pergi "pada teori."

trr

Lihatlah gambar 35 dalam lembar data OP77 dari Analog. Anda akan melihat sesuatu seperti apa yang Anda bicarakan. Namun, mereka menggunakan persimpangan BC, mungkin karena tegangan kerusakan yang lebih besar. (Sambungan BE biasanya tidak mentolerir banyak - 5 atau 6 volt, sering.)

20kV

jonk
sumber
3

Laporan aplikasi Ferranti Aplikasi Transistor E-Line membahas berbagai koneksi dioda (hlm. 70):

Menggunakan ZTX300 (BCW10) sebagai Diode

Tiga metode koneksi yang mungkin dijelaskan:

  1. Kolektor / Pangkalan (dengan emitor terhubung ke pangkalan).
    Sambungan ini menghasilkan dioda dengan waktu pemulihan sedang, kapasitansi kecil, dan tegangan balik tinggi yang ditentukan oleh persimpangan basis-kolektor.
  2. Base / Emitter (kolektor terhubung ke basis).
    Dioda memiliki waktu pemulihan yang singkat, kapasitansi kecil, dan tegangan balik yang rendah menentukan sambungan basis-emitor.
  3. Base / Emitter (kolektor terhubung ke emitor).
    Dioda memiliki waktu pemulihan balik yang lama, kapasitansi besar, dan tegangan balik rendah yang ditentukan oleh sambungan basis-emitor.

Transistor sebagai koneksi dioda

Method of   Recovery Time nSec.        Capacitance pF
Connection  IF=IR=10mA. R=50Ω    at zero   at reverse voltage
                                 voltage   -10V      -5V
----------  -------------------  -------  --------  --------
 1            89                   7        3
 2             2.7                 7                  3.5
 3           244                  13                  5.5

Waktu pemulihan yang dikutip adalah interval antara pulsa input negatif yang mencapai 10% dari nilai akhir dan arus balik yang mencapai 10% dari nilai maksimumnya.

Grafik menunjukkan variasi kapasitansi dengan tegangan balik.

variasi kapasitansi dengan tegangan balik

Jadi koneksi 2 akan memberikan perilaku yang paling mirip dengan 1N4148.

CL.
sumber
0

Saya pikir alternatif paling dioda adalah nomor skematik 2, konfederasi yang harus diambil adalah bahwa Anda harus menggunakan resistor antara Emitter dan pangkalan untuk melindungi transistor.

kld_rm
sumber
Lindungi dari apa? Mengapa dioda tidak membutuhkan perlindungan yang sama?
CL.
Biasanya baik dioda dan transistor memerlukan resistor pembatasan arus karena mereka dapat meledak melalui efek Jul.
kld_rm
@ kld_rm Saya pikir Anda mungkin ingin menguraikan "Efek-Jul" apakah Anda maksud dengan Efek Joule ?
Sam
@ Sam ya saya lakukan, saya daging efek Joule. Terima kasih
kld_rm
Kami biasanya hanya mengatakan I2R (atau kerugian resistif) daripada efek joule, para insinyur menyingkat semuanya, itu sebabnya Anda lebih mungkin mendengar insinyur yang lebih tua memanggil resistor 3,3 kilo ohm, resistor 3 'kay' 3, atau yang mereka butuhkan 10 'mike' atau 100 'engah' topi, kita terlalu malas untuk menggunakan kata-kata penuh;)
Sam