Input Clamp Dioden bei Logik Famile LVC ?

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
anscheinend hat die Logik Familie LVC nur Clamp Dioden gegen Ground. 
Eine Power Clamp Diode gegen VCC gibt es wohl nicht. Siehe hierzu:

TI, Understandingand Interpreting Standard-LogicDataSheets

http://www.ti.com/lit/an/szza036c/szza036c.pdf

Auf Seite 25 werden die I/O Clamping Circuits schematisch dargestellt. 
Es werden die Familien mit Clamp Dioden aufgeführt. Einen Absatz danach:

If there are no clamp diodes between the device inputs and the VCC supply,the  positive absolute maximum ratingis a limitation of the processtechnology and is specified as an absolute voltage(forexample,5.5 V).

The TI logic families without clamp diodes in the inputs are: ABT,ABTE,ALS,ALVT,AUC,AVC,BCT,FB, GTLP,GTL,LS, LV, LVC,LVCZ,LVT,(CY)FCT,SSTV,and VME.

Im Datenblatt des SN74LVC8T245 gibt es noch einen entscheidenden 
Hinweis.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc8t245-q1.pdf, Seite 2

IIK Input clamp current: Vi<0 : -50 mA
IOK Output clamp current: Vo<0 : -50 mA

Die Angaben zu Vi>0 und Vo>0 fehlen also.

Gut, ich weiß das LVC bis 5,5V im Input verträgt und daß obwohl VCC z.B. 
nur 1,8V beträgt.

Was ist mit dem ESD - Schutz? Der Eingang ist hochohmig und der Output 
ist tristate - fähig. Gibt es dann doch einen minimalen ESD - Schutz?
mfg Klaus

[Bauform B. (bauformb)]

Nexperia erwähnt den ESD-Schutz immerhin noch im Werbetext. In meinen 
Stücklisten steht gelegentlich "nur von Nexperia!"...

Die 74LV (ohne C) von Nexperia haben, im Gegensatz zu ti, auch noch 
beide Dioden (bis ±20mA). 74LV ist aber deutlich langsamer als 74LVC. 
Man muss wirklich das Kleingedruckte lesen :(

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
vielen Dank für die interessanten Antworten. Ich werde mal direkt nach 
ESD-Schutz im Zusammenhang mit LVC suchen.


Gefunden:
ESD Protection Exceeds 2000 V PerMIL-STD-883,
Method 3015;
Exceeds 200 VUsing Machine Model (C = 200 pF, R = 0)

Wo finde ich da die Definitionen?

mfg Klaus

[Clemens L. (c_l)]

Klaus R. schrieb:
> Was ist mit dem ESD - Schutz? Der Eingang ist hochohmig und der Output
> ist tristate - fähig. Gibt es dann doch einen minimalen ESD - Schutz?

Beides schließt eine Diode zu GND nicht aus. Und für positive Spannungen 
könnte es eine 5-V-Zener sein.

Für LVC ist das nicht genau dokumentiert, aber wahrscheinlich ähnlich 
wie AHC, das in http://www.ti.com/lit/pdf/scla013 beschrieben wird:
> Figure 12 shows protective circuits used for advanced high-speed CMOS
> devices. To meet the requirements outlined previously, the protective
> circuit is constructed in two stages. The input is first protected by
> a thyristor consisting of transistors Q2 and Q3. This provides coarse
> protection. If the input voltage rises above about 15 V, transistor Q1
> breaks down and fires the thyristor. The latter then short circuits the
> high currents. Resistors R1 and R2 have values of only a few ohms.
> Therefore, the holding current of the thyristor is several tens of mA.
> When the current is reduced again at the end of the discharge, the
> thyristor is extinguished. Transistors Q4, Q5, and Q6 operate as fine
> protection and are intended principally to protect the input from
> excessive voltages. When there are overvoltages at the input, these
> transistors are driven into breakdown and limit the voltage, while
> resistor R3 limits the current.
>
> A two-stage protection circuit also is to be found at the output of the
> circuit. The previously mentioned thyristor (Q11, Q12, and Q13) provides
> coarse protection. Diodes D1 and D2 limit the voltages at the output to
> tolerable levels.

[Maxim B. (max182)]

Klaus R. schrieb:
> Hallo,
> anscheinend hat die Logik Familie LVC nur Clamp Dioden gegen Ground.
> Eine Power Clamp Diode gegen VCC gibt es wohl nicht.

Selbstverständlich. Mit Dioden gegen Vcc könnte IC kaum Vin <= 5,5 V bei 
Vcc 3 V ertragen.
Wer mehr Schutz braucht, sollte darüber selbst denken. Z.B. BAS40-04 + 
Widerstand bringt garantiert mehr Schutz als ohne.

[Wolfgang (Gast)]

Statt über irgendwelche nebulösen Hinweise in den Datenblätter rum zu 
orakeln, könnte man einfacher mal die Eingangs Kennlinie nach messen.

Oder geht es bei der Frage um den Stempel für irgendeinen Papierstapel?

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Ich verstehe die Frage nicht. Gegentakt-Ausgänge kann man gar nicht 
ohne Clamping-Diode bauen. Und am Eingang fehlt die Diode nach Vcc 
absichtlich. Eben damit man diese Steine als Pegelwandler einsetzen 
kann. ESD Schutz muß man da natürlich extern vorsehen.

[Klaus R. (klara)]

Clemens L. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Was ist mit dem ESD - Schutz? Der Eingang ist hochohmig und der Output
>> ist tristate - fähig. Gibt es dann doch einen minimalen ESD - Schutz?
>
> Beides schließt eine Diode zu GND nicht aus. Und für positive Spannungen
> könnte es eine 5-V-Zener sein.

Ich möchte mich da eher Clemens anschließen. In den Datenblätter zu LVC 
- Typen findet man in der Tat Angaben zum EDS - Schutz.

Klaus R. schrieb:
> ESD Protection Exceeds 2000 V PerMIL-STD-883,
> Method 3015;
> Exceeds 200 VUsing Machine Model (C = 200 pF, R = 0)

Ich finde keine Angaben dazu wie der Schutz umgesetzt ist. Nach den 
Begriffen zu Suchen bringt auch nichts. Man stößt quasi immer auf die 
Unmengen von Datenblätter, die diese Begriffe beinhalten.

Allerdings bin ich dabei relativ schnell auf das TI ESD Protection Guide 
gekommen. Als beste Lösung für einen LVDS ESD Schutz preist TI den 
TPD1E05U06 und TPD2E2U06 an.
http://www.ti.com/lit/sg/sszb130c/sszb130c.pdf
mfg klaus

[Clemens L. (c_l)]

Klaus R. schrieb:
> Wo finde ich da die Definitionen?

In diversen (meist kostenpflichtigen) Standards:
JESD625: "Requirements for Handling Electrostatic Discharge Sensitive 
(ESDS) Devices", MIL-STD 883D, Method 3015.9: "Military Standard for 
Test Methods and Procedures Microelectronics: ESD Sensitivity 
Classification", ANSI/ESDA/JEDEC JS-001: "Electrostatic Discharge (ESD) 
Sensitivity Testing Human Body Model", JESD22-C101: "Field-Induced 
Charged Device Model Test Method for Electrostatic Discharge Withstand 
Thresholds of Microelectronic Components", IEC 61000-4-2: "Testing and 
Measurement Techniques – Electrostatic Discharge Immunity Test"

Alle Test werden sowohl mit positiven als auch mit negativen Entladungen 
durchgeführt. Wenn ein Chip keine Diode zu Vcc hat, dann braucht er 
etwas anderes für positives ESD.

[Clemens L. (c_l)]

Wolfgang schrieb:
> Statt über irgendwelche nebulösen Hinweise in den Datenblätter rum zu
> orakeln, könnte man einfacher mal die Eingangs Kennlinie nach messen.

Manche Hersteller sind so nett und haben das schon gemacht:
http://www.ti.com/lit/pdf/szza008
http://www.ti.com/lit/pdf/szza010
http://www.ti.com/lit/pdf/szza012

(Dieser Graph ist mit Vcc = 3.3 V.)

[Klaus R. (klara)]

Hallo Clemens,
vielen Dank. Das Input-Diagramm des SN74LVC244A zeigt das ab +8V sich 
ein Durchbruch abzeichnet. Für die LVC - Typreihe sind +6,5V als 
absolutes Maximum vorgegeben und +5,5V als höchste Arbeitsspannung. Das 
passt zum aktuellen LVDS ESD - Schutz, dem TPD1E05U06 & Co, der bei 6,5V 
den DC Breakdown hat.

Aber dieser externe ESD - Schutz ist ja für die ganz großen Störungen 
gedacht. Die Angaben der Datenblätter mit

ESD Protection Exceeds 2000 V PerMIL-STD-883,
Method 3015;
Exceeds 200 VUsing Machine Model (C = 200 pF, R = 0)

zeigen ja, es muß ein gewisser ESD - Schutz schon integriert sein.

"Exceeds 200 VUsing Machine Model (C = 200 pF, R = 0)" interpetiere ich 
da so, 200 pF werden mit 200 V geladen und dann in der Schaltung 
entladen. Ob das dann auch direkt am Input-PIN sein darf?
mfg Klaus

[Clemens L. (c_l)]

Klaus R. schrieb:
> es muß ein gewisser ESD - Schutz schon integriert sein

Aber der ist meist nur für ESDs gedacht, die während der automatischen 
Verarbeitung (z.B. in einer Pick&Place-Maschine) auftreten können.

> Ob das dann auch direkt am Input-PIN sein darf?

Diese Messungen werden direkt an den Pins durchgeführt.

[Klaus R. (klara)]

Hallo Clemens,
mein Bauchgefühl sagte mir das auch. Aber es wird nirgendwo klar 
beschrieben. Man könnte doch sagen, Ableitströme bis z.B. 10 mA sind 
zulässig. Mit der Angabe "200V über 200pF ableiten" könnte man ja auch 
etwas anfangen, aber die Definitionen dieser Test werden ja dem 
gewöhnlichen Volk vorenthalten.

Dann werden wir mal jeden Kabelzugang mit ESD Dioden schützen.
mfg Klaus