WO2000064025A1 - Protective circuit for protecting active components from over- or undervoltage - Google Patents
Protective circuit for protecting active components from over- or undervoltage Download PDFInfo
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Definitions
- the invention relates to a protective circuit for active components against over or. Undervoltage, consisting of a limiting resistor arranged in series in front of the component input to be protected and one or, if necessary, one in each case between the connection point of the limiting resistor and component input on the one hand and the supply potential or the supply potentials on the other hand arranged in the reverse direction.
- CMOS devices for example, mostly have ESD protection diodes at the input, so that in conjunction with an upstream limiting resistor, a simple limitation of the input current below a value specified in the data sheet is sufficient. It is more difficult and not uncommon if the component manufacturer only exceeds or falls below a maximum of the positive or negative supply voltage of 0.3 V.
- the invention is therefore based on the object of specifying a simple and inexpensive protective circuit for such cases.
- a reference potential is available at the connection point of the reference diode and series resistor, which is lower or higher than the higher or lower by the amount of forward voltage of the reference diode deeper supply potential.
- the protective diode or the protective diodes are applied to this reference potential or these reference potentials, so that there is certainly effective protection of the input of the active component against impermissible overvoltages and undervoltage both in the entire temperature range and in a wide range of the limiting current.
- the ratio between the resistance values of the series resistance and the limiting resistance should be selected so that, in the event of a limitation, the current flowing through the limiting resistance and the respective protective diode de electricity has no significant influence on the level of the associated reference potential.
- the limitation takes place at the level of the respective supply potential.
- an Si diode is used as the reference diode and a Schottky diode is used as the protection diode, in order to place the limiting potential below or above the higher or lower supply potential.
- a shift in the limiting potential is achieved.
- a cost-effective further development of the protective circuit according to the invention results from the fact that only a single series circuit comprising a series resistor and reference diode or reference diodes is provided to provide the reference potentials for a plurality of component inputs to be protected, each of which is connected in the manner described above with its limiting resistor and at least one protective diode.
- FIG. 1 a first circuit arrangement with a first embodiment of the invention
- FIG. 2 a second circuit arrangement with a further embodiment of the invention. Best way to carry out the invention
- the circuit arrangement according to FIG. 1 shows an active component B1, for example an operational amplifier, which is connected to a protective circuit 1 according to the invention and is supplied by a higher supply potential Vdd (generally positive) and by a lower supply potential Vss (generally negative or ground).
- Vdd generally positive
- Vss generally negative or ground
- This contains a series circuit comprising a first reference diode D1, a series resistor R1 and a second reference diode D2 between the supply voltages Vdd and Vss.
- the reference diodes D1, D2 are poled in the forward direction.
- the forward current Id flowing through the series circuit D1, R1, D2 generates at the connection points P1 and P2 of
- first or second reference potential Vrefl or Vref2 a first or second reference potential Vrefl or Vref2.
- the first reference potential Vref 1 is reduced by the amount of the forward voltage Vd1 of the first reference diode D1 compared to the higher supply potential Vdd.
- the second reference potential Vref2 is increased by the amount of the forward voltage Vd2 of the second reference diode D2 compared to the lower supply potential Vss.
- a limiting resistor Ri is arranged between the circuit input Ei and the signal input E1 of the component B1, which is to be designed to be significantly higher-resistance than the series resistor R1.
- Limiting resistor Ri is connected to signal input E1, and a protective diode DM or Di2 is arranged at each of the first and second connection points P1 and P2.
- the first protective diode Di1 lies with its cathode at the first connection point P1 having the higher reference potential Vrefl
- the second protective diode Di2 lies with its anode at the second connection point P1 having the lower reference potential Vref2.
- the protective diodes Di1 and Di2 are thus blocked in the non-limiting case and are permeable in the limiting case. Im limiting Trap the forward voltage Vdi1 or Vdi2 drops at the first or second protective diode Di1 or Di2.
- the signal voltage Vs is limited to the range from Vsmin to Vsmax.
- the upper limit for the signal voltage Vs is given as
- the lower limit for the signal voltage Vs results as
- Vsmax Vdd and for the lower limit
- Vsmin Vss, i.e. there is no exceeding or falling short of the supply potentials Vdd and Vss.
- Vsmin> Vss i.e. a safe limitation below or above the higher or lower supply potential Vdd or Vss.
- the signal voltage Vs at the first component input E1 results from the input voltage Vi present at the circuit input Ei by multiplication by the division ratio of the resistance value one Leakage resistance R2 arranged between the connection point P3 and Ground and the sum of the resistance values of the limiting resistance Ri and the leakage resistance R2.
- a voltage divider connected to the second component input E2 of the comparator B2, consisting of the series-connected divider resistors R3 and R4, with which the comparison voltage for the switching threshold of the signal voltage Vs is determined.
- the forward current Id flowing through the series circuit R1, D2 generates a reference potential Vref2 at the connection point P2 of the series resistor R1 and the reference diode D2, which is higher than the lower supply potential Vss by the amount of the forward voltage Vd2 of the reference diode D2.
- the limiting resistor Ri and the second protective diode D2 connected to it and on the anode side to the connection point P2 limit the signal voltage Vs to a lower limit Vsmin, which does not fall below the lower supply potential Vss.
- the present invention is not limited to the embodiments described above, but also encompasses all embodiments having the same effect in the sense of the invention.
- the invention can be modified in such a way that instead of a single reference diode D1 or D2, a series connection of several diodes polarized in the same direction is used or a Z-diode is used.
- Another inexpensive modification is that a common series connection consists of Series resistor R1 and reference diode (s) D1, D2 are provided for a plurality of component inputs which are individually connected in the usual manner with limiting resistor and protective diode (s).
- Vrefl Vref2 reference potential
Landscapes
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Abstract
Description
B e s c h r e i b u n g Description
Schutzschaltung für aktive Bauelemente gegen Über- bzw. UnterspannungProtection circuit for active components against overvoltage or undervoltage
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für aktive Bauelemente gegen Überbzw. Unterspannung, bestehend aus einem vor dem zu schützenden Bauelementeeingang seriell angeordneten Begrenzungswiderstand sowie einer bzw. erforderlichenfalls jeweils einer zwischen dem Verbindungspunkt von Begrenzungswiderstand und Bauelementeeingang einerseits und dem Versorgungs- Potenzial bzw. den Versorgungspotenzialen anderseits in Sperrrichtung angeordneten Schutzdiode.The invention relates to a protective circuit for active components against over or. Undervoltage, consisting of a limiting resistor arranged in series in front of the component input to be protected and one or, if necessary, one in each case between the connection point of the limiting resistor and component input on the one hand and the supply potential or the supply potentials on the other hand arranged in the reverse direction.
Stand der TechnikState of the art
Im aligemeinen sind am Eingang aktiver Bauelemente - wie Operationsverstärker, Komparatoren oder Gatter - Spannungen größer als die positive Versorgungsspannung bzw. kleiner als die negative Versorgungsspannung (gegebenenfalls Ground) nicht erlaubt. In der Praxis kommt es aber nicht selten vor, dass Spannungen außerhalb des zulässigen Bereichs, z.B. bei Pegelumwandlung von CMOS in TTL, eingangsseitig zu einem solchen Baustein gelangen können. In diesen Fällen müssen Schutzmaßnahmen getroffen werden. Verschiedene aktive Bauelemente verhalten sich hierbei unterschiedlich. CMOS-Bausteine z.B. besitzen meistens ESD-Schutzdioden am Eingang, so dass im Zusammenwirken mit einem vorgelagerten Begrenzungswiderstand eine einfache Begrenzung des Eingangsstromes unter einem Wert, der im Datenblatt angegeben wird, ausreicht. Schwieriger und nicht selten ist es, wenn der Bauelementehersteller nur eine maximale Über- bzw. Unterschrei- tung der positiven bzw. negativen Versorgungsspannung von 0,3 V zulässt. Die einfachste und relativ häufig vom Bauelementehersteller empfohlene Lösung ist, wie vorstehend beschrieben extern zwei Schutzdioden zu beschälten. Dabei wird allerdings übersehen, dass es kaum Dioden gibt, die eine Durchlassspannung kleiner als 0,3 V über dem gesamten Temperaturbereich und erforderlichenfalls auch für größere Ströme vorweisen. Selbst Schottky-Dioden genügen nicht den gestellten Anforderungen.In general, at the input of active components - such as operational amplifiers, comparators or gates - voltages greater than the positive supply voltage or smaller than the negative supply voltage (possibly ground) are not permitted. In practice, it is not uncommon for voltages outside the permissible range, for example when converting levels from CMOS to TTL, to reach such a module on the input side. In these cases, protective measures must be taken. Different active components behave differently. CMOS devices, for example, mostly have ESD protection diodes at the input, so that in conjunction with an upstream limiting resistor, a simple limitation of the input current below a value specified in the data sheet is sufficient. It is more difficult and not uncommon if the component manufacturer only exceeds or falls below a maximum of the positive or negative supply voltage of 0.3 V. The simplest and relatively frequently recommended solution by the component manufacturer is to peel two protective diodes externally, as described above. However, it is overlooked that there are hardly any diodes that have a forward voltage of less than 0.3 V over the entire temperature range and, if necessary, also for larger currents. Even Schottky diodes do not meet the requirements.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Schutzschaltung für derartige Fälle anzugeben.The invention is therefore based on the object of specifying a simple and inexpensive protective circuit for such cases.
Ausgehend von einer Schutzschaltung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.Starting from a protective circuit of the type mentioned in the introduction, the object is achieved according to the invention by the characterizing features of the independent claim, while advantageous developments of the invention can be found in the dependent claims.
Durch die zwischen höherliegendem und tieferliegendem Versorgungspotenzial befindliche serielle Anordnung aus leitender Referenzdiode und Reihenwiderstand und erforderlichenfalls weiterer durchlässiger Referenzdiode steht am Verbindungspunkt von Referenzdiode und Reihenwiderstand ein Referenzpotenzial zur Verfügung, das um den Betrag der Durchlassspannung der Referenzdiode tiefer bzw. höher als das höher- bzw. tieferliegende Versorgungspotenzial liegt. An dieses Referenzpotenzial bzw. diese Referenzpotenziale wird die Schutzdiode bzw. werden die Schutzdioden angelegt, so dass mit Sicherheit sowohl im gesamten Temperaturbereich als auch in einem weiten Bereich des Begrenzungsstromes ein wirksamer Schutz des Einganges des aktiven Bauelementes vor unzulässigen Über- bzw. Unterspannungen besteht. Das Verhältnis zwischen den Widerstandswerten von Reihenwiderstand und Begrenzungswiderstand ist so zu wählen, dass im Begrenzungsfall der durch den Begrenzungswiderstand und die jeweilige Schutzdiode fließen- de Strom keinen maßgeblichen Einfluss auf die Höhe des zugehörigen Referenzpotenzials nimmt.Due to the serial arrangement between the higher and lower supply potential consisting of a conductive reference diode and series resistor and, if necessary, a further permeable reference diode, a reference potential is available at the connection point of the reference diode and series resistor, which is lower or higher than the higher or lower by the amount of forward voltage of the reference diode deeper supply potential. The protective diode or the protective diodes are applied to this reference potential or these reference potentials, so that there is certainly effective protection of the input of the active component against impermissible overvoltages and undervoltage both in the entire temperature range and in a wide range of the limiting current. The ratio between the resistance values of the series resistance and the limiting resistance should be selected so that, in the event of a limitation, the current flowing through the limiting resistance and the respective protective diode de electricity has no significant influence on the level of the associated reference potential.
Sind die jeweilige Schutz- und Referenzdiode von gleicher Art, dann findet die Begrenzung auf dem Niveau des jeweiligen Versorgungspotenzials statt. Für bestimmte Fälle ist es von Vorteil, wenn als Referenzdiode eine Si-Diode und als Schutzdiode dagegen eine Schottky-Dioden verwendet wird, um das Begrenzungspotenzial unterhalb bzw. oberhalb des höherliegenden bzw. tieferliegenden Versorgungspotenzials zu legen. Ebenso wird bei Verwendung gleich- artiger Dioden als Schutzdiode und in Reihenschaltung als Referenzdiode oder bei Verwendung einer Z-Diode als Referenzdiode eine Verlagerung des Begrenzungspotenzials erreicht.If the respective protection and reference diodes are of the same type, then the limitation takes place at the level of the respective supply potential. In certain cases it is advantageous if an Si diode is used as the reference diode and a Schottky diode is used as the protection diode, in order to place the limiting potential below or above the higher or lower supply potential. Likewise, when using similar diodes as a protective diode and in series connection as a reference diode or when using a Zener diode as a reference diode, a shift in the limiting potential is achieved.
Eine kostengünstige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schutzschaltung ergibt sich dadurch, dass nur eine einzige Reihenschaltung aus Reihenwiderstand und Referenzdiode bzw. Referenzdioden zur Bereitstellung der Referenzpotenziale für mehrere, jeweils in vorstehend geschilderter Weise mit ihrem Begrenzungswiderstand und wenigstens einer Schutzdiode beschaltete zu schützende Bauelementeeingänge vorgesehen wird.A cost-effective further development of the protective circuit according to the invention results from the fact that only a single series circuit comprising a series resistor and reference diode or reference diodes is provided to provide the reference potentials for a plurality of component inputs to be protected, each of which is connected in the manner described above with its limiting resistor and at least one protective diode.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgen- den, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigenFurther details and advantages of the invention result from the following exemplary embodiments explained with reference to figures. Show it
Figur 1 : eine erste Schaltungsanordnung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung; Figur 2: eine zweite Schaltungsanordnung mit einer weiteren Ausführungs- form der Erfindung. Bester Weg zur Ausführung der ErfindungFigure 1: a first circuit arrangement with a first embodiment of the invention; FIG. 2: a second circuit arrangement with a further embodiment of the invention. Best way to carry out the invention
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 zeigt ein mit einer erfindungsgemäßen Schutzschaltung 1 beschaltetes aktives Bauelement B1 , beispielsweise Ope- rationsverstärker, das von einem höherliegenden Versorgungspotenzial Vdd (i.a. positiv) und von einem tieferliegenden Versorgungspotenzial Vss (i.a. negativ oder Ground) versorgt wird. Um die Signalspannung Vs am Bauelementeeingang E1 innerhalb eines weiten Bereiches der am Schaltungseingang Ei anliegenden Eingangsspannung Vi auf einen zulässigen Spannungsbereich zu begrenzen, ist die nachfolgend erläuterte Schutzschaltung 1 vorgesehen.The circuit arrangement according to FIG. 1 shows an active component B1, for example an operational amplifier, which is connected to a protective circuit 1 according to the invention and is supplied by a higher supply potential Vdd (generally positive) and by a lower supply potential Vss (generally negative or ground). In order to limit the signal voltage Vs at the component input E1 to a permissible voltage range within a wide range of the input voltage Vi present at the circuit input Ei, the protective circuit 1 explained below is provided.
Diese enthält zwischen den Versorgungsspannungen Vdd und Vss eine Reihenschaltung aus einer ersten Referenzdiode D1 , einem Reihenwiderstand R1 und einer zweiten Referenzdiode D2. Die Referenzdioden D1 , D2 sind in Durchlassrichtung gepolt. Der durch die Reihenschaltung D1 , R1 , D2 fließen- de Durchlassstrom Id erzeugt an den Verbindungspunkten P1 und P2 vonThis contains a series circuit comprising a first reference diode D1, a series resistor R1 and a second reference diode D2 between the supply voltages Vdd and Vss. The reference diodes D1, D2 are poled in the forward direction. The forward current Id flowing through the series circuit D1, R1, D2 generates at the connection points P1 and P2 of
Reihenwiderstand R1 und erster bzw. zweiter Referenzdiode D1 bzw. D2 ein erstes bzw. zweites Referenzpotenzial Vrefl bzw. Vref2. Das erste Referenzpotenzial Vref 1 ist gegenüber dem höherliegenden Versorgungspotenzial Vdd um den Betrag der Durchlassspannung Vd1 der ersten Referenzdiode D1 vermindert. Das zweite Referenzpotenzial Vref2 ist gegenüber dem tieferliegenden Versorgungspotenzial Vss um den Betrag der Durchlassspannung Vd2 der zweiten Referenzdiode D2 erhöht. Zwischen Schaltungseingang Ei und dem Signaleingang E1 des Bauelementes B1 ist ein Begrenzungswiderstand Ri angeordnet, der wesentlich hochohmiger als der Reihenwiderstand R1 auszulegen ist. Zwischen dem dritten Verbindungspunkt P3, in dem derSeries resistor R1 and first or second reference diode D1 or D2 a first or second reference potential Vrefl or Vref2. The first reference potential Vref 1 is reduced by the amount of the forward voltage Vd1 of the first reference diode D1 compared to the higher supply potential Vdd. The second reference potential Vref2 is increased by the amount of the forward voltage Vd2 of the second reference diode D2 compared to the lower supply potential Vss. A limiting resistor Ri is arranged between the circuit input Ei and the signal input E1 of the component B1, which is to be designed to be significantly higher-resistance than the series resistor R1. Between the third connection point P3, in which the
Begrenzungswiderstand Ri mit dem Signaleingang E1 verbunden ist, und dem ersten bzw. zweiten Verbindungspunkt P1 bzw. P2 ist je eine Schutzdiode DM bzw. Di2 angeordnet. Die erste Schutzdiode Di1 liegt mit ihrer Kathode an dem das höherliegende Referenzpotenzial Vrefl aufweisenden ersten Verbin- dungspunkt P1 , und die zweite Schutzdiode Di2 liegt mit ihrer Anode an dem das tieferliegende Referenzpotenzial Vref2 aufweisenden zweiten Verbindungspunkt P1. Damit sind die Schutzdioden Di1 und Di2 im nichtbegrenzen- den Falle gesperrt und im begrenzenden Falle durchlässig. Im begrenzenden Falle fällt an der ersten bzw. zweiten Schutzdiode Di1 bzw. Di2 die Durchlassspannung Vdi1 bzw. Vdi2 ab.Limiting resistor Ri is connected to signal input E1, and a protective diode DM or Di2 is arranged at each of the first and second connection points P1 and P2. The first protective diode Di1 lies with its cathode at the first connection point P1 having the higher reference potential Vrefl, and the second protective diode Di2 lies with its anode at the second connection point P1 having the lower reference potential Vref2. The protective diodes Di1 and Di2 are thus blocked in the non-limiting case and are permeable in the limiting case. Im limiting Trap the forward voltage Vdi1 or Vdi2 drops at the first or second protective diode Di1 or Di2.
Die Signalspannung Vs wird auf den Bereich von Vsmin bis Vsmax begrenzt. Die Obergrenze für die Signalspannung Vs ergibt sich alsThe signal voltage Vs is limited to the range from Vsmin to Vsmax. The upper limit for the signal voltage Vs is given as
Vsmax = Vrefl + Vdi1 = Vdd - Vd1 + Vdi1. Die Untergrenze für die Signalspannung Vs ergibt sich alsVsmax = Vrefl + Vdi1 = Vdd - Vd1 + Vdi1. The lower limit for the signal voltage Vs results as
Vsmin = Vref2 - Vdi2 = Vss + Vd2 - Vdi2. Bei Verwendung von Si-Dioden gleichen Typs für alle Dioden D1 , D2, DM , Di2 ergibt sich für die ObergrenzeVsmin = Vref2 - Vdi2 = Vss + Vd2 - Vdi2. Using Si diodes of the same type for all diodes D1, D2, DM, Di2 results in the upper limit
Vsmax = Vdd und für die UntergrenzeVsmax = Vdd and for the lower limit
Vsmin = Vss, also keine Über- bzw. Unterschreitung der Versorgungspotenziale Vdd und Vss. Bei Verwendung von Si-Dioden für die Referenzdioden D1 , D2 Durchlassspannungen Vd1 , Vd2 ca. 0,65 V) und von Schottky-Dioden für die Schutzdioden DM , Di2 (Durchlassspannungen VdM , Vdi2 ca. 0,3 V) ergibt sich für die ObergrenzeVsmin = Vss, i.e. there is no exceeding or falling short of the supply potentials Vdd and Vss. When using Si diodes for the reference diodes D1, D2 forward voltages Vd1, Vd2 approx. 0.65 V) and Schottky diodes for the protective diodes DM, Di2 (forward voltages VdM, Vdi2 approx. 0.3 V), this results in Upper limit
Vsmax < Vdd und für die UntergrenzeVsmax <Vdd and for the lower limit
Vsmin > Vss, also eine sichere Begrenzung unterhalb bzw. oberhalb des höherliegenden bzw. tieferliegenden Versorgungspotenzials Vdd bzw. Vss.Vsmin> Vss, i.e. a safe limitation below or above the higher or lower supply potential Vdd or Vss.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zeigt ein mit einer abgewandelten erfindungsgemäßen Schutzschaltung 2 beschaltetes aktives Bauelement B2, z.B. einen Komparator B2 (LM239), der von einem höherliegenden Versorgungspotenzial Vdd (+24 V) und von einem tieferliegenden Versorgungspotenzial Vss (Ground) versorgt wird. Außerdem ist ein mittleres, zwischen Vdd und Vss liegendes Versorgungspotenzial Vcc (+5 V) vorgesehen. Im nichtbegrenzen- den Fall ergibt sich die Signalspannung Vs an dem ersten Bauelementeeingang E1 aus der am Schaltungseingang Ei anliegenden Eingangsspannung Vi durch Multiplikation mit dem Teilungsverhältnis des Widerstandswertes eines zwischen dem Verbindungspunkt P3 und Ground angeordneten Ableitwiderstandes R2 und der Summe der Widerstandswerte von Begrenzungswiderstand Ri und Ableitwiderstand R2. Zwischen dem mittleren Versorgungspotenzial Vcc und Ground ist weiterhin ein mit dem zweiten Bauelementeeingang E2 des Komparators B2 verbundener Spannungsteiler, bestehend aus den in Reihe geschalteten Teilerwiderständen R3 und R4, angeordnet, mit dem die Vergleichsspannung für die Schaltschwelle der Signalspannung Vs festgelegt wird. Durch die Beschaltung der ersten Schutzdiode DM gegen das mittlere Versorgungspotenzial Vcc wird die Signalspannung auf eine Obergrenze Vsmax begrenzt, die weit unterhalb des höherliegenden Versorgungspotenzials Vdd liegt. Zwischen den Versorgungsspannungen Vdd und Vss ist eine Reihenschaltung aus einem Reihenwiderstand R1 und einer Referenzdiode D2 angeordnet, die in Durchlassrichtung gepolt ist. Der durch die Reihenschaltung R1 , D2 fließende Durchlassstrom Id erzeugt an dem Verbindungs- punkt P2 von Reihenwiderstand R1 und Referenzdiode D2 ein Referenzpotenzial Vref2, das gegenüber dem tieferliegenden Versorgungspotenzial Vss um den Betrag der Durchlassspannung Vd2 der Referenzdiode D2 höher liegt. Somit begrenzen der Begrenzungswiderstand Ri und die mit ihm verbundene und anodenseitig zum Verbindungspunkt P2 geführte zweite Schutzdiode D2 die Signalspannung Vs auf eine Untergrenze Vsmin, die nicht das tieferliegende Versorgungspotenzial Vss unterschreitet. Bei Verwendung von Si-Dioden für die Schutzdioden DM , Di2 und die Referenzdiode D2 (Durchlassspannungen VdM , Vdi2, Vd2 = 0,65 V) ergibt sich somit für die Signalspannung Vs mit den in Fig. 2 konkret angegebenen Versorgungspotenzialen eine Obergrenze Vsmax = +5,65 V und eine Untergrenze Vsmin = 0 V.2 shows an active component B2, for example a comparator B2 (LM239), which is connected to a modified protective circuit 2 according to the invention and is supplied by a higher supply potential Vdd (+24 V) and a lower supply potential Vss (ground). In addition, a medium supply potential Vcc (+5 V) is provided between Vdd and Vss. In the non-limiting case, the signal voltage Vs at the first component input E1 results from the input voltage Vi present at the circuit input Ei by multiplication by the division ratio of the resistance value one Leakage resistance R2 arranged between the connection point P3 and Ground and the sum of the resistance values of the limiting resistance Ri and the leakage resistance R2. Between the mean supply potential Vcc and ground there is also a voltage divider connected to the second component input E2 of the comparator B2, consisting of the series-connected divider resistors R3 and R4, with which the comparison voltage for the switching threshold of the signal voltage Vs is determined. By connecting the first protective diode DM against the average supply potential Vcc, the signal voltage is limited to an upper limit Vsmax, which is far below the higher supply potential Vdd. A series circuit comprising a series resistor R1 and a reference diode D2 is arranged between the supply voltages Vdd and Vss and is polarized in the forward direction. The forward current Id flowing through the series circuit R1, D2 generates a reference potential Vref2 at the connection point P2 of the series resistor R1 and the reference diode D2, which is higher than the lower supply potential Vss by the amount of the forward voltage Vd2 of the reference diode D2. The limiting resistor Ri and the second protective diode D2 connected to it and on the anode side to the connection point P2 limit the signal voltage Vs to a lower limit Vsmin, which does not fall below the lower supply potential Vss. When using Si diodes for the protective diodes DM, Di2 and the reference diode D2 (forward voltages VdM, Vdi2, Vd2 = 0.65 V), an upper limit Vsmax = + results for the signal voltage Vs with the supply potentials specified in FIG. 2 5.65 V and a lower limit Vsmin = 0 V.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So lässt sich die Erfindung beispielswei- se dahingehend abwandeln, dass statt einer einzelnen Referenzdiode D1 bzw. D2 eine Reihenschaltung mehrerer in gleicher Richtung gepolter Dioden verwendet wird oder eine Z-Diode Verwendung findet. Eine weitere, kostengünstige Abwandlung besteht darin, dass eine gemeinsame Reihenschaltung aus Reihenwiderstand R1 und Referenzdiode(n) D1, D2 für eine Mehrzahl von in üblicher Weise mit Begrenzungswiderstand und Schutzdiode(n) individuell beschalteten Bauelementeeingängen vorgesehen ist.The present invention is not limited to the embodiments described above, but also encompasses all embodiments having the same effect in the sense of the invention. For example, the invention can be modified in such a way that instead of a single reference diode D1 or D2, a series connection of several diodes polarized in the same direction is used or a Z-diode is used. Another inexpensive modification is that a common series connection consists of Series resistor R1 and reference diode (s) D1, D2 are provided for a plurality of component inputs which are individually connected in the usual manner with limiting resistor and protective diode (s).
Bezugszeichenliste:Reference symbol list:
1;2 Schutzschaltung1; 2 protection circuit
B1;B2 aktive BauelementB1; B2 active component
D1;D2 ReferenzdiodeD1; D2 reference diode
DM;Di2 SchutzdiodeDM; Di2 protection diode
E1;E2 BauelementeeingangE1; E2 component input
Ei SchaltungseingangEgg circuit input
Id DurchlassstromId forward current
P1;P2;P3 VerbindungspunktP1; P2; P3 connection point
R1 ReihenwiderstandR1 series resistance
R2 AbleitwiderstandR2 leakage resistance
R3;R4 TeilerwiderstandR3; R4 divider resistance
Ri BegrenzungswiderstandRi limiting resistance
Vd1; Vd2; VdM; Vdi2 DurchlassspannungVd1; Vd2; VdM; Vdi2 forward voltage
Vi EingangsspannungVi input voltage
Vs SignalspannungVs signal voltage
Vcc; Vdd; Vss VersorgungspotenzialVcc; Vdd; Vss supply potential
Vrefl; Vref2 Referenzpotenzial Vrefl; Vref2 reference potential
Claims
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| AU43976/00A AU4397600A (en) | 1999-04-14 | 2000-04-01 | Schutzschaltung fur aktive bauelemente gegen uber- bzw. unterspannung |
Applications Claiming Priority (2)
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| DE1999116685 DE19916685A1 (en) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | Protective circuit for active component such as operational amplifier, includes series circuit with series resistance and reference diodes connected between supply potentials |
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Family Applications (1)
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