ESD-Schutzdioden - wie prüfen?

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Ralph A. Schmid, dk5ras

Guest
Moin,

ich habe eine etwas empfindliche HF-Baugruppe (SDR) nach etwas
negativen Erfahrungen (hat mich 150 EUR zzgl. der verkackten Zeit
gekostet) mit ESD-Schutzdioden an den HF-Ports ausgestattet. So
winzige 0402-Krümelchen, müssen bis 6 GHz taugen, da wird die Luft
schnell dünn :)

Nun stellt sich die Frage, wie prüft man idealerweise ab und an am
Eingang, ob sie noch leben? Hochohmigst die Durchbruchspannung anlegen
und den Strom ansehen? Danach kommt ein C im dreistelligen pF-Bereich,
da wäre dann erst mal dessen "Durchbruchspannung" zu prüfen, um nicht
die dahinterliegende Mimik mit der Prüfung zu killen :)


-ras

--
Ralph A. Schmid
http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/ http://www.kabuliyan.de/
 
Ralph A. Schmid, dk5ras <ralph@schmid.xxx> wrote:
Joerg <news@analogconsultants.com> wrote:

IMHO gibt es bei HF nur einen gescheiten Schutz: Das erste Bauelemente
hinter dem Stecker oder bei festverdrahteten Sachen hinter der Antenne
muss eine Spule nach Masse sein.

Im Prinzip absolut meine Meinung, und würde ich auch so machen, aber
ich brauche eine Spule, die von 50-6000 MHz mit der HF nix Böses
macht.
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Was ist mit gestaffelten Spulen? An der heissen Leitung eine kleine (0402
oder kleiner) Induktivtaet, die auch noch bei den hohen Frequenzen hohe
Guete hat und dann eine oder mehrere Induktivitaeten fuer immer tiefere
Bereiche.

Tschuess
--
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
 
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:
On 18.03.2015 21:55, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:

Wenn die Spannung bei einer Prüfung zu hoch für den Kondensator ist,
dann kann ihn die Diode auch im Enrstfall nicht schützen. Ich gehe doch
davon aus, dass Du Dioden ausgewählt hast, die im Bereich von ein paar
Volt begrenzen. Dann kannst Du sie auch so vermessen. Im Prinzip haben

Eher paar zig Volt. Es gab da nicht viel Auswahl, da die Kapazität der
Diode möglicht klein sein sollte. Genau zwei Typen kamen in Frage und
waren auch zu bekommen.

So was ginge nicht:
Würth 82306050029
VARISTOR 5.0VDC .2pF ESD 0603
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Im Datenblatt steht 150 Volt Triggerspannung. Das Teil bietet dann nur ESD
Schutz, aber keine Schutz gegen Ueberspannung bis 100 Volt am Eingang...

--
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

Institut fuer Kernphysik Schlossgartenstrasse 9 64289 Darmstadt
--------- Tel. 06151 162516 -------- Fax. 06151 164321 ----------
 
Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Moin,

ich habe eine etwas empfindliche HF-Baugruppe (SDR) nach etwas
negativen Erfahrungen (hat mich 150 EUR zzgl. der verkackten Zeit
gekostet) mit ESD-Schutzdioden an den HF-Ports ausgestattet. So
winzige 0402-Krümelchen, müssen bis 6 GHz taugen, da wird die Luft
schnell dünn :)

Nun stellt sich die Frage, wie prüft man idealerweise ab und an am
Eingang, ob sie noch leben?
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Gar nicht, weil defekte Dioden im weitaus überwiegenden Maße vollen
Durchgang haben? Explosionsfall ausgenommen, aber da ist die Diagnose
auch nicht so das Problem.
 
Am 18.03.2015 um 13:05 schrieb Ralph A. Schmid, dk5ras:
Moin,

ich habe eine etwas empfindliche HF-Baugruppe (SDR) nach etwas
negativen Erfahrungen (hat mich 150 EUR zzgl. der verkackten Zeit
gekostet) mit ESD-Schutzdioden an den HF-Ports ausgestattet. So
winzige 0402-Krümelchen, müssen bis 6 GHz taugen, da wird die Luft
schnell dünn :)

Nun stellt sich die Frage, wie prüft man idealerweise ab und an am
Eingang, ob sie noch leben? Hochohmigst die Durchbruchspannung anlegen
und den Strom ansehen? Danach kommt ein C im dreistelligen pF-Bereich,
da wäre dann erst mal dessen "Durchbruchspannung" zu prüfen, um nicht
die dahinterliegende Mimik mit der Prüfung zu killen :)
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Bei mir defekte *immer* durchlegiert, das merkt man dann meist recht
schnell ;-)

Gruß
Gerd
 
Edzard Egberts <ed_09@tantec.de> wrote:

Gar nicht, weil defekte Dioden im weitaus überwiegenden Maße vollen
Durchgang haben?
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Das ist halt die Frage...sind ja eher kleinere Entladungen, und auch
nur Winzdiödchen. Nicht, daß die nur hochohmig werden und sich leise
verabschieden. Für normale Dioden stimme ich Dir da vorbehaltlos zu,
aber ich habe keinen Blassen, was das genau für eine Diodentechnik ist
in diesen Suppressor-Dingern, und wenn ich den Namen der Technologie
nachschlage, weiß ich immer noch nix zu deren Verhalten, da das eh
wieder irgendwas Exotisches ist.

Explosionsfall ausgenommen, aber da ist die Diagnose
auch nicht so das Problem.
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Das passiert wohl eher nicht, wenn mal einer statisch geladen an die
Antenne grapscht oder so :)


-ras

--
Ralph A. Schmid
http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/ http://www.kabuliyan.de/
 
Joerg <news@analogconsultants.com> wrote:

Von japanischen Firmen wie Murata gibt es Ferritperlen-Serien, die bis
hoch in den GHz Bereich spezifiziert sind. Die habe ich als
"Blitzschutz" in einer HF Puls-Echo Schaltung bis 5GHz verwendet. Kann
ich bei Bedarf raussuchen. Diese Anlagen sitzen draussen, oben auf
grossen kesselfoermigen Behaeltern, u.a. in Gegenden, die man hier als
"Tornado-Alley" bezeichnet. Wenn da ein Gewitter anrueckt, heulen die
Sirenen und die Leute rennen zu unterirdischen Bunkern.
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Murata BLM15GG471 koennte da hilfreich sein...
--
Uwe Bonnes bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

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On 18.03.2015 20:05, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Moin,

ich habe eine etwas empfindliche HF-Baugruppe (SDR) nach etwas
negativen Erfahrungen (hat mich 150 EUR zzgl. der verkackten Zeit
gekostet) mit ESD-Schutzdioden an den HF-Ports ausgestattet. So
winzige 0402-Krümelchen, müssen bis 6 GHz taugen, da wird die Luft
schnell dünn :)

Nun stellt sich die Frage, wie prüft man idealerweise ab und an am
Eingang, ob sie noch leben? Hochohmigst die Durchbruchspannung anlegen
und den Strom ansehen? Danach kommt ein C im dreistelligen pF-Bereich,
da wäre dann erst mal dessen "Durchbruchspannung" zu prüfen, um nicht
die dahinterliegende Mimik mit der Prüfung zu killen :)


-ras
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Wenn die Spannung bei einer Prüfung zu hoch für den Kondensator ist,
dann kann ihn die Diode auch im Enrstfall nicht schützen. Ich gehe doch
davon aus, dass Du Dioden ausgewählt hast, die im Bereich von ein paar
Volt begrenzen. Dann kannst Du sie auch so vermessen. Im Prinzip haben
die Dinger eine Kennlinie ähnlich einer Zenerdiode, nur meistens mit
flacherem Zenerknick. Sie schalten halt wesentlich schneller.
Aber es reicht, wenn Du die Kennline im Bereich der Breakdown-Spannung
misst. Wenn dahinter wirklich erstmal nur ein C sitzt, tust Du auch
sonst niemandem was böses damit an.

--
Reinhardt
 
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:

Wenn die Spannung bei einer Prüfung zu hoch für den Kondensator ist,
dann kann ihn die Diode auch im Enrstfall nicht schützen. Ich gehe doch
davon aus, dass Du Dioden ausgewählt hast, die im Bereich von ein paar
Volt begrenzen. Dann kannst Du sie auch so vermessen. Im Prinzip haben
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Eher paar zig Volt. Es gab da nicht viel Auswahl, da die Kapazität der
Diode möglicht klein sein sollte. Genau zwei Typen kamen in Frage und
waren auch zu bekommen.

die Dinger eine Kennlinie ähnlich einer Zenerdiode, nur meistens mit
flacherem Zenerknick. Sie schalten halt wesentlich schneller.
Aber es reicht, wenn Du die Kennline im Bereich der Breakdown-Spannung
misst. Wenn dahinter wirklich erstmal nur ein C sitzt, tust Du auch
sonst niemandem was böses damit an.
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Ja, eh, nur eben der C muß das abkönnen, und ich sollte die Spannung
eher allmählich erhöhen und nicht hart zuschalten.


-ras

--
Ralph A. Schmid
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On 2015-03-18 5:05 AM, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Moin,

ich habe eine etwas empfindliche HF-Baugruppe (SDR) nach etwas
negativen Erfahrungen (hat mich 150 EUR zzgl. der verkackten Zeit
gekostet) mit ESD-Schutzdioden an den HF-Ports ausgestattet. So
winzige 0402-Krümelchen, müssen bis 6 GHz taugen, da wird die Luft
schnell dünn :)

Nun stellt sich die Frage, wie prüft man idealerweise ab und an am
Eingang, ob sie noch leben? Hochohmigst die Durchbruchspannung anlegen
und den Strom ansehen? Danach kommt ein C im dreistelligen pF-Bereich,
da wäre dann erst mal dessen "Durchbruchspannung" zu prüfen, um nicht
die dahinterliegende Mimik mit der Prüfung zu killen :)
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Man kann mit sehr geringem Strom reinmessen, doch das zeigt auch schon
die Problematik: Einem gepfefferten ESD Puls der Sorte PICH .. *AUA*
halten die nicht stand.

IMHO gibt es bei HF nur einen gescheiten Schutz: Das erste Bauelemente
hinter dem Stecker oder bei festverdrahteten Sachen hinter der Antenne
muss eine Spule nach Masse sein. Ich mache das meist so, dass es als
Tiefpass ausgelegt wird. Dann komme ich mit der kleinstmoeglichen
Induktivitaet aus und man hat auch noch guten Schutz gegen
Gewitterentladungen in der Naehe. Sowas wird in kommerziellen Geraeten
immer wieder und wieder falsch gemacht. Hat aber auch was gutes, da mir
das Auftraege bringt. Allerdings recht langweilige.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
Joerg <news@analogconsultants.com> wrote:

IMHO gibt es bei HF nur einen gescheiten Schutz: Das erste Bauelemente
hinter dem Stecker oder bei festverdrahteten Sachen hinter der Antenne
muss eine Spule nach Masse sein.
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Im Prinzip absolut meine Meinung, und würde ich auch so machen, aber
ich brauche eine Spule, die von 50-6000 MHz mit der HF nix Böses
macht.


-ras

--
Ralph A. Schmid
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On 18.03.2015 21:55, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:

Wenn die Spannung bei einer Prüfung zu hoch für den Kondensator ist,
dann kann ihn die Diode auch im Enrstfall nicht schützen. Ich gehe doch
davon aus, dass Du Dioden ausgewählt hast, die im Bereich von ein paar
Volt begrenzen. Dann kannst Du sie auch so vermessen. Im Prinzip haben

Eher paar zig Volt. Es gab da nicht viel Auswahl, da die Kapazität der
Diode möglicht klein sein sollte. Genau zwei Typen kamen in Frage und
waren auch zu bekommen.
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So was ginge nicht:
Würth 82306050029
VARISTOR 5.0VDC .2pF ESD 0603

Kostet bei Digikey gerade mal 0.94€. Die geben zwar nur bis 1.8GHz an,
aber so linear, wie die Kennlinie ist, würde ich die auch noch weiter
extrapolieren.

--
Reinhardt
 
Ralph A. Schmid, dk5ras schrieb:
Joerg <news@analogconsultants.com> wrote:

IMHO gibt es bei HF nur einen gescheiten Schutz: Das erste Bauelemente
hinter dem Stecker oder bei festverdrahteten Sachen hinter der Antenne
muss eine Spule nach Masse sein.

Im Prinzip absolut meine Meinung, und würde ich auch so machen, aber
ich brauche eine Spule, die von 50-6000 MHz mit der HF nix Böses
macht.
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Hm. Wenn ich dich jetzt trollen wollte, würde ich schreiben: "Dann kauf
dir doch eine."

Holger

--- news://freenews.netfront.net/ - complaints: news@netfront.net ---
 
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:

So was ginge nicht:
Würth 82306050029
VARISTOR 5.0VDC .2pF ESD 0603
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Hmmm...0.2pF sind nicht uninteressant. Bei Mouser habe ich nix in der
Art gefunden.

Kostet bei Digikey gerade mal 0.94¤. Die geben zwar nur bis 1.8GHz an,
aber so linear, wie die Kennlinie ist, würde ich die auch noch weiter
extrapolieren.
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Das ist anzunehmen, klappt sicher.

Danke für den Tip, ist gemerkt!


-ras

--
Ralph A. Schmid
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http://www.bclog.de/ http://www.kabuliyan.de/
 
Uwe Bonnes <bon@hertz.ikp.physik.tu-darmstadt.de> wrote:

Was ist mit gestaffelten Spulen? An der heissen Leitung eine kleine (0402
oder kleiner) Induktivtaet, die auch noch bei den hohen Frequenzen hohe
Guete hat und dann eine oder mehrere Induktivitaeten fuer immer tiefere
Bereiche.
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Auf sowas würde es wohl rauslaufen, habe auch bereits mal an eine
Serienschaltung zweier Induktivitäten gedacht.


-ras

--
Ralph A. Schmid
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On 2015-03-18 7:48 AM, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Uwe Bonnes <bon@hertz.ikp.physik.tu-darmstadt.de> wrote:

Was ist mit gestaffelten Spulen? An der heissen Leitung eine kleine (0402
oder kleiner) Induktivtaet, die auch noch bei den hohen Frequenzen hohe
Guete hat und dann eine oder mehrere Induktivitaeten fuer immer tiefere
Bereiche.

Auf sowas würde es wohl rauslaufen, habe auch bereits mal an eine
Serienschaltung zweier Induktivitäten gedacht.
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Sollte man aber versuchen, als Maeander zu legen, damit das ganze
moeglichst wenig resoniert. Hier hilft ein Analyzer ganz gut. Meiner
geht nur bis 4.4GHz, doch wenn bis dahin keine Achterbahn eingesetzt
hat, ist es normalerweise auch weiter oben ok.

Von japanischen Firmen wie Murata gibt es Ferritperlen-Serien, die bis
hoch in den GHz Bereich spezifiziert sind. Die habe ich als
"Blitzschutz" in einer HF Puls-Echo Schaltung bis 5GHz verwendet. Kann
ich bei Bedarf raussuchen. Diese Anlagen sitzen draussen, oben auf
grossen kesselfoermigen Behaeltern, u.a. in Gegenden, die man hier als
"Tornado-Alley" bezeichnet. Wenn da ein Gewitter anrueckt, heulen die
Sirenen und die Leute rennen zu unterirdischen Bunkern.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
On 2015-03-18 8:16 AM, Uwe Bonnes wrote:
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:
On 18.03.2015 21:55, Ralph A. Schmid, dk5ras wrote:
Reinhardt Behm <rbehm@hushmail.com> wrote:

Wenn die Spannung bei einer Prüfung zu hoch für den Kondensator ist,
dann kann ihn die Diode auch im Enrstfall nicht schützen. Ich gehe doch
davon aus, dass Du Dioden ausgewählt hast, die im Bereich von ein paar
Volt begrenzen. Dann kannst Du sie auch so vermessen. Im Prinzip haben

Eher paar zig Volt. Es gab da nicht viel Auswahl, da die Kapazität der
Diode möglicht klein sein sollte. Genau zwei Typen kamen in Frage und
waren auch zu bekommen.

So was ginge nicht:
Würth 82306050029
VARISTOR 5.0VDC .2pF ESD 0603

Im Datenblatt steht 150 Volt Triggerspannung. Das Teil bietet dann nur ESD
Schutz, aber keine Schutz gegen Ueberspannung bis 100 Volt am Eingang...
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TVS und aehnliches kann man im HF-Bereich eh nicht nehmen. Sie haben
zuviel Toleranz und ein zig-GHz Transistor kann bereits kaputt oder
teilweise beschaedigt sein, wenn Reverse Vbe kurzfristig bis 3-5V
gegangen ist. Auf einmal geht die Rauschzahl rauf oder der Verstaerker
veraendert sich von 10dB auf -10dB.

--
Gruesse, Joerg

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On 2015-03-18 9:59 AM, Uwe Bonnes wrote:
Joerg <news@analogconsultants.com> wrote:

Von japanischen Firmen wie Murata gibt es Ferritperlen-Serien, die bis
hoch in den GHz Bereich spezifiziert sind. Die habe ich als
"Blitzschutz" in einer HF Puls-Echo Schaltung bis 5GHz verwendet. Kann
ich bei Bedarf raussuchen. Diese Anlagen sitzen draussen, oben auf
grossen kesselfoermigen Behaeltern, u.a. in Gegenden, die man hier als
"Tornado-Alley" bezeichnet. Wenn da ein Gewitter anrueckt, heulen die
Sirenen und die Leute rennen zu unterirdischen Bunkern.

Murata BLM15GG471 koennte da hilfreich sein...
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Ja. Gerade mal nachgesehen, die BLM15HB221SN1D habe ich beim letzten
Design benutzt.

Deshalb braucht man das:

https://www.youtube.com/watch?v=JYgyBeyn4ZA

In Kalifornien habe ich so einen Sturm nur einmal erlebt und danach war
in der Nachbarschaft etliches an Elektronik hinueber.

Der haerteste Fall, den ich zum Re-Design reinbekam, zeigte Ausfallraten
von 30%/Jahr, fast immer nach solchen Wetterereignissen. Nach dem
Re-Design mit Hochpassfilter, welches als erstes eine Drossel nach Masse
hat, sank die Ausfallrate auf 0.5%/Jahr und das waren meist Faelle wie
"Ist der Traktor druebergerollt" oder "Den ganzen Mast haben wir nach
dem Tornado nicht mehr wiedergefunden".

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
 
Am 18.03.2015 um 18:26 schrieb Joerg:
"Den ganzen Mast haben wir nach dem Tornado nicht mehr
wiedergefunden".
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Kann man sich hier kaum vorstellen, aber externer Shelter ist dort
höchst sinnvoll.
Auch deutsche Dachziegeln düften "etwas" überfordert sein und wenns Dach
weg ist wirds lustig.



Butzo
 
Am 18.03.2015 23:16 schrieb Klaus Butzmann:

Auch deutsche Dachziegeln düften "etwas" überfordert sein und wenns Dach
weg ist wirds lustig.
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Die haben eine Sicke zum Festnageln. Bei uns macht das keiner, aber
Österreichern und Schweizern ist diese Technik durchaus bekannt.


Patrick
 
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