FET Eingang schützen

[Daniel Tschetmotor]

Hallo zusammen, ich hätte da mal ne Frage:
Ich habe einen Buffer Amplifier mit FET-Eingang und den hat es mir
demletzt abgeschossen! Er wird verwendet in einer Sensor-Applikation,
dabei wandelt er hochohmige, breitbandige Signale mit Anstiegszeiten
<1,5ns zur niederohmigen Weiterverarbeitung. Jetzt suche ich eine
Möglichkeit die Eingangsspannung zu begrenzen ohne eine starke Änderung
des Frequenzgang zu bekommen. Die maximale Eingangsspannung des Amps
beträgt +(-)1,3V gegen Masse.
Hat einer von euch ne Idee?
Vielen Dank schon mal, falls die Sache zu unklar ist schreibe ich
genaueres...

 

[MaWin]

Daniel Tschetmotor <me9@privacy.net> schrieb im Beitrag <can87l$h8c$02$1@news.t-online.com>...

Ich habe einen Buffer Amplifier mit FET-Eingang und den hat es mir
demletzt abgeschossen! Er wird verwendet in einer Sensor-Applikation,
dabei wandelt er hochohmige, breitbandige Signale mit Anstiegszeiten
1,5ns zur niederohmigen Weiterverarbeitung. Jetzt suche ich eine
Möglichkeit die Eingangsspannung zu begrenzen ohne eine starke Änderung
des Frequenzgang zu bekommen. Die maximale Eingangsspannung des Amps
beträgt +(-)1,3V gegen Masse.
Hat einer von euch ne Idee?
Vielen Dank schon mal, falls die Sache zu unklar ist schreibe ich
genaueres...

Normalerweise nimmt man (extra) Schutzdioden nach +V und -V

und einen Vorwiderstand, damit auch bei maximaler Eingangsspannung
nicht zu viel Strom ueber die Schutzdioden fliesst.

+-|>|-- +V (gute Dioden, notfalls PAD1)
-R-+------ OpAmp Eingang
+-|<|-- -V

aber damit die Ansteigszeit bei 1.5ns bleibt, darf R nicht zu gross
sein, um gegen die Kapazitaet des OpAmp-Eingangs und der Dioden
anzukommen. Immerhin schadet R nicht weil der Sensor eh hochohmig ist.

Man kann statt der Dioden auch Transistoren nehmen oder kleine MOSFETs

+-- +V
+-|<
-R-+--+--- OpAmp Eingang
+-|<
+-- -V

das schafft mehr Strom, damit kleinerer R erlaubt, bringt dir aber
wohl nichts.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Lars Mueller]

Daniel Tschetmotor wrote:

Möglichkeit die Eingangsspannung zu begrenzen ohne eine starke Änderung
des Frequenzgang zu bekommen. Die maximale Eingangsspannung des Amps
beträgt +(-)1,3V gegen Masse.
Hat einer von euch ne Idee?

Z.B. drei Dioden in Reihe und eine zweite 3er Reihe antiparallel dazu.
Sollte auf ca. 2V begrenzen.

Gruß Lars

 

[Marcel Müller]

Daniel Tschetmotor wrote:

Hallo zusammen, ich hätte da mal ne Frage:
Ich habe einen Buffer Amplifier mit FET-Eingang und den hat es mir
demletzt abgeschossen! Er wird verwendet in einer Sensor-Applikation,
dabei wandelt er hochohmige, breitbandige Signale mit Anstiegszeiten
1,5ns zur niederohmigen Weiterverarbeitung. Jetzt suche ich eine
Möglichkeit die Eingangsspannung zu begrenzen ohne eine starke Änderung
des Frequenzgang zu bekommen. Die maximale Eingangsspannung des Amps
beträgt +(-)1,3V gegen Masse.

Hört sich fast nach Ladungsverstärker für 'nen Teilchendetektor o.ä. an.
Ein paar Details wären schon hilfreich.

Trivial ist die Sache keineswegs. Als erstes wäre zu klären, welche
Energiemengen der Schutz abkönnen soll.
Wir haben seinerzeit eine Kombination aus Funkenstrecke, RC-Glied und
ein paar 1N4148 eingesetzt. Ein paar pF zusätzliche Last gibt es so oder
so. Und 1,5ns sind wenig, sofern die erhalten bleiben müssen. Wie hoch
ist denn die Ladung pro Impuls?


Marcel

 

[Joerg]

Hallo Daniel,

Manfred's Vorschlag mit Diode nach + und Masse, oder nach + und - wenn
bipolare Versorgung dran ist, ist die uebliche Methode. BAV99 bietet
sich an. Circa 3 Cents in Stueckzahlen. Es gibt auch kernige Schottkys
dafuer, ist aber teurer. Naja, unter 50 Cents bleibt es wohl auch dann.

Serienschaltungen von Begrenzerdioden sind nicht immer sinnvoll, weil
die selbst bei kleiner Aussteuerung bereits in die Kennlinie gehen und
das Signal nicht-linear machen.

Viel Erfolg, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Daniel Tschetmotor]

Vielen Dank für die Anregungen, werde mal mit der BAV99 experimenteren.
Hört sich ganz gut an, nur wegen der Linearität muss ich mal messen.

Andere Frageauch wenn sie in der Antwort kommt)

Habt iht zufällig irgendwelche Weblinks oder Buchempfehlungen zum Thema
Schutzbeschaltungen ( allgemein gehalten: also Dioden, Ferrite, usw. )
und deren Berechnung?

MfG und dankbar,
Daniel

 

[Joerg]

Hallo Daniel,

Vielen Dank für die Anregungen, werde mal mit der BAV99 experimenteren.
Hört sich ganz gut an, nur wegen der Linearität muss ich mal messen.

Wenn sie gegen die Versorungen liegt, gibt es da kein Problem solange Du
mindestens 0,6V von den Potentialen wegbleibst. Potenzial? Potennsssial?
Provinzial? Ach, dieses Neudeutsch.

Habt iht zufällig irgendwelche Weblinks oder Buchempfehlungen zum
Thema Schutzbeschaltungen ( allgemein gehalten: also Dioden, Ferrite,
usw. ) und deren Berechnung?

Wuesste ich nicht, aber es ist keine dolle Wissenschaft. Ausser den
Dioden gibt's vielleicht noch einen Serienwiderstand und dessen Groesse
ist ein Kompromiss zwischen Signalverunstaltung und Schutzbereich.
Groesser, und die Chose haelt mehr aus. Aber eben auch mehr
Tiefpasseffekt. Desgleichen die Dioden. Dickere verkraften heftigere
Pulse, aber sie erhoehen auch die Einganskapazitaet.

Ferrite sind sehr gut. Deren Impedanz ueber die Frequenz als Plot gibt
es im Datenblatt. Und Ferritperlen immer schoen mit Kleber sichern,
sonst rappeln sie oder zerbroeseln sogar.

Regards, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Matthias Weingart]

"MaWin" <me@privacy.net> wrote in
news:01c452fa$1a7fc7e0$0100007f@amdk6-300:

ormalerweise nimmt man (extra) Schutzdioden nach +V und -V
und einen Vorwiderstand, damit auch bei maximaler Eingangsspannung
nicht zu viel Strom ueber die Schutzdioden fliesst.

+-|>|-- +V (gute Dioden, notfalls PAD1)
-R-+------ OpAmp Eingang
+-|<|-- -V

Damit werden doch nur zu den internen Dioden externe dazugeschaltet.
Ich würde noch einen Widerstand Richtung OP-Amp einfuegen,
denn sofern die externen Dioden nicht Schottkies sind, haben die eine
ähnliche Kennlinie wie die internen Dioden. Möglicherweise ist die
Kennlinie sogar in Richtung höhere Ströme verschoben.
Damit wirken dann im Falle eines Falles zuerst die internen Dioden und
erst wenn die ausgereizt (und vielleicht schon kapputtt?) sind, kommen
die externen. Das hängt aber auch vom internen Aufbau des Opamps ab.
Manchmal ist da schon der Widerstand integriert (liesst man dann im
Datenblatt z.B.: Eingang spannungfest bis +-40Volt).

M.
--
Bitte auf mwnews2@pentax.boerde.de antworten.

 

[Joerg]

Hallo Matthias,

.... Möglicherweise ist die Kennlinie sogar in Richtung höhere Ströme verschoben.
Damit wirken dann im Falle eines Falles zuerst die internen Dioden und
erst wenn die ausgereizt (und vielleicht schon kapputtt?) sind, kommen
die externen.

Huh? Wenn man aussen dickere Dioden nimmt und deren Kennlinie in

Richtung hoehere Stroeme liegen, dann nehmen diese externen Dioden auch
den Loewenanteil auf. Und wenn innen Schottky ist, muss das aussen auch
der Fall sein. Es sei denn, man spendiert noch einen Widerstand zwischen
Diodenbegrenzer und Chip Eingang.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com