Доброго времени суток. Предыстория. Собрал дифференциальный предусилитель для осциллографа, его входной каскад по схеме во вложении, закупил две LSK389 для этого, первую спалил почти сразу, в результате тестов: подал одному из транзисторов пары на затвор прямой ток продолжительное время, после этого в несколько раз вырос фликкер шум, шум сравнивал со вторым транзистором пары. Далее, когда получил плату под это дело, наладил ее, потом впаял туда вторую живую LSK389... Короче я не понял как и когда, но когда я добрался до измерения шума усилителя, там уже был похожий мусор на частотах <1кГц (скрин во вложении). Чтобы убедиться, что виноват LSK389, я вместо него поставил пару биполярных C1815, результаты во вложении. Итак, похоже, я опять испортил JFET.
А теперь главный вопрос. Как этого избежать в дальнейшем? Понятно, что большое напряжение на входе усилителя вызовет прямой ток затворов, это было учтено, на плате есть диоды как между входами усилителя(от дифференциальной перегрузки), так и диоды от синфазной перегрузки, в сочетании с предохранителями они работают правильно. Однако я заметил, что при включении питания, если при этом входы замкнуты на землю есть короткий (5мс) прямой ток затворов, он <20мА, потому что ОУ больше не отдадут. Как перестраховаться? Очевидный вариант - поставить по диоду З-И транзисторов, однако, тут есть моментик: обычные диоды (я рассматриваю биполярные транзисторы в диодном включении из-за малой утечки) имеют прямое падение сравнимое с падением З-И у JFET и спасут ли они JFET ? А шоттки имеют просто недопустимо большую утечку (нужен входной ток <50pA)....
\Барсик/: "...на плате есть диоды как между входами усилителя (от дифференциальной перегрузки), так и диоды от синфазной перегрузки ..." Если вы про схему на JFET_preamp.PNG, то на ней ничего этого нет - голые затворы транзисторов на улицу. А вопрос ваш как раз про схему защиты этих входов. Потрудитесь нарисовать полную схему, а то получается, что обсуждать нечего.
Ну а если без углубления в вашу схему, - то просто взяты не те элементы, и "костылями" вы пытаетесь заставить их стать нормальной схемой входного каскада осциллографа. Примените, например, транзисторы с изолированным затвором, у которых более-менее приличное допустимое обратное напряжение "затвор-исток", и не будет у вас таких проблем.
на первый взгляд могут помочь диоды(переходы транзисторов) от затворов к своим выхододам оу но нужны потенциалы чтоб лучше угадывать.
еще вариант насыщеным транзистором защищать. или диодными полумостами с потенциалами на концах жестко зафиксированными для интересующих токов. но без полной схемы с номиналами резисторов (желательно и диапазонами потенциалов) и имеющимися защитными цепями это все слишком вилами по воде :dont_knоw:
на первый взгляд могут помочь диоды(переходы транзисторов) от затворов к своим выхододам оу но нужны потенциалы чтоб лучше угадывать.
еще вариант насыщеным транзистором защищать. или диодными полумостами с потенциалами на концах жестко зафиксированными для интересующих токов. но без полной схемы с номиналами резисторов (желательно и диапазонами потенциалов) и имеющимися защитными цепями это все слишком вилами по воде :dont_knоw:
вот подробная схема входной части, токи стоков по 3.2мА, напряжения С-И поддерживаются = 1,5 вольта при заземленных (или равных) входах. Макс дифф напряжение на входах = падение на защитном диоде, макс синфазное на практике получилось +-10,5 вольт до срабатывания защиты. На практике на выходах ОУ -0.55 вольт при заземленных входах устройства, но в планах поменять JFETы на JFE2140 от TI, так что это значение вероятно поменяется где то до -0,3 вольта, но это примерно.
\Барсик/: "...на плате есть диоды как между входами усилителя (от дифференциальной перегрузки), так и диоды от синфазной перегрузки ..." Если вы про схему на JFET_preamp.PNG, то на ней ничего этого нет - голые затворы транзисторов на улицу. А вопрос ваш как раз про схему защиты этих входов. Потрудитесь нарисовать полную схему, а то получается, что обсуждать нечего.
Ну а если без углубления в вашу схему, - то просто взяты не те элементы, и "костылями" вы пытаетесь заставить их стать нормальной схемой входного каскада осциллографа. Примените, например, транзисторы с изолированным затвором, у которых более-менее приличное допустимое обратное напряжение "затвор-исток", и не будет у вас таких проблем.
схему приложил, а что касается мосфетов, то они не подходят для малошумящих применений
Добавлено after 2 hours 1 minute 30 seconds: я чот щас подумал, я же наверняка мог поджарить JFET когда устройство не было включено, но на входе был сигнал.... Тогда самым правильным решением будет просто добавить малосигнальные NO реле на входа?
Использование модульных источников питания открытого типа широко распространено в современных устройствах. Присущие им компактность, гибкость в интеграции и высокая эффективность делают их отличным решением для систем промышленной автоматизации, телекоммуникационного оборудования, медицинской техники, устройств «умного дома» и прочих приложений. Рассмотрим подробнее характеристики и особенности трех самых популярных вариантов AC/DC-преобразователей MW открытого типа, подходящих для применения в промышленных устройствах - серий EPS, EPP и RPS представленных на Meanwell.market.
\Барсик/, Половина схемы - цепи защиты, но не спасли? При пайке потенциалы Оператора, жала паяльника, детали, платы выровнены (жёстко, Проводниками)? Речь не о заземлении (формальном).
_________________ Свежий взгляд из прошлого тысячелетия.
\Барсик/, Половина схемы - цепи защиты, но не спасли? При пайке потенциалы Оператора, жала паяльника, детали, платы выровнены (жёстко, Проводниками)? Речь не о заземлении (формальном).
Да вот опять же, думаю, без питания на входа подавал что то, может тогда и испортил транзисторы, надо было сразу шумы измерять после пайки. Ничего специально не выравнивал при пайке, плюс сейчас влажность не то чтобы низкая, статики нет. Я в итоге думаю докинуть по диоду (транзистору) на З-И плюс нормально открытые реле на входа, которые будут включаться только при установившемся PWR_GOOD сигнале.
вообще я слышал про повреждения jfet небольшими прямыми токами но сам с таким не сталкивался ниче не могу сказать мож шумят не fet а монстр-защита ?
мож просто 1k резистор последовательно затвору наляпать и скорректировать чуть уехавшую ачх/фчх на оу ?
и шоттки разве в закрытом состоянии шумят??
а я вот сталкивался ну то есть кроме шума сильно ничего не испортилось: токи затворов неизмеримые, согласование у пары осталось отличное, КОСС усилителя высокий, искажений сигнала нет.
я когда шум измерял, я входа замыкал на землю переключалкой, там в цепи затвора источников шума не может быть, плюс проверял на других транзисторах.
про шоттки все просто, они в норм режиме (до срабатывания в качестве защиты) находятся строго в закрытом состоянии (под обратным смещением) соответственно включенными в параллель затвор-истоку будут тихо сидеть без шума и пыли.
про утроение шума из-за 1к совсем не уверен, счего?
\Барсик/, в вашей схеме нет защиты от входных помех, вы это понимаете? Помеха от входа пройдет в затвор и его 'подожжет'. Собственно, нечто подобное и произошло уже (видимо).
про шоттки все просто, они в норм режиме (до срабатывания в качестве защиты) находятся строго в закрытом состоянии (под обратным смещением) соответственно включенными в параллель затвор-истоку будут тихо сидеть без шума и пыли.
про утроение шума из-за 1к совсем не уверен, счего?
у шоттки, которые я видел, утечка большая, а мне нужна пикоамперная, дело в этом, а не в шуме, вы правы, его нет.
UPD: а если точнее, то к тому же, из-за утечки появится входной шумовой ток, так что... шоттки будут еще и шуметь
что по шуму резисторов: тепловой шум резистора 1кОм = 4.1nV/rtHz, а входной каскад у меня шумит чуть больше 2nV/rtHz, добавляя резисторы на входа получим итоговую цифру около 6nV/rtHz, я про область белого шума, разумеется. У меня шумовой бюджет 2.5nV/rtHz на 1кГц.
\Барсик/, в вашей схеме нет защиты от входных помех, вы это понимаете? Помеха от входа пройдет в затвор и его 'подожжет'. Собственно, нечто подобное и произошло уже (видимо).
на самом деле нет, не понимаю, будьте добры, расскажите подробнее что вы имеете ввиду.
Берем две основные причины - разряд статики (происходит постоянно) и подключение к цепи с повышенным напряжением. В момент касания (специфика работы "щупа") на входе появляется высокое напряжение. Постоянное или импульсное - не-важно, важно то, что оно появляется резко. У любого объекта в пространстве планеты Земля есть емкость, потому любое прикосновение приведет к подаче существенного напряжения с существенной энергией (заряд конденсатора). Думаю, мысль понятна. Итак, на вход приходит высокое напряжение высокой мощности с очень резким фронтом. Далее, "путь". Положим, пришло на CN2. Это L4 (вещь полезная, но откровенно слабая как "защитный" элемент), F1 (вообще не защита, перемычка), SW пропускаю, "диоды" на Q5-10 и вот тут надо остановиться подробнее. У диода есть такая характеристика, как время включения (я не ошибся в написании). Транзистор в диодном включении еще менее предсказуем по этой характеристике, но BC817 сам по себе не особо медленный ... но и не быстрый. Не могу с ходу проанализировать инверсное диодное включение транзистора, с точки зрения времени включения (вполне вероятно, что будет лучше "стандартного"). Положим, просто бэ переход. В любом случае, воздействие короткого импульса с большой мощности (разряд) приведет с крайне декоративности падения напряжения на "диодах" из BC817, и не только по временам (включение транзистора), но и по причине банально большому току. В suppressor'ах сие хорошо описано, вряд-ли стоит повторяться. Далее сигнал идет на затвор. Во всей цепочке нет токоограничивающих элементов (L4 не в счет, мало). Т.е. фактически, вход соединен напрямую с затвором. Как-бы. Теперь о защите через тиристоры. Видимо, идея в том, что "диоды" на BC817 выливают в 9В и при большом выливе тиристор закорачивает слив в 0В. Тут трудность в том, что подобное построение слишком инерционно и имеет высокое внутреннее сопротивление, R29 уже дает 100 Ом. Тиристор конечно быстрый прибор, но начало импульса (а это уже не десяток наносекунд) просвестит в воздух. Получается, что защиту от импульсов обеспечивает Q7,8, а остальное только для антуража (увлекаюсь) и схема не защиает от синфазной помехи (скажем так, не сразу защищает и не особо усердно). Что можно сделать? 1. Как и было озвучено ранее, создать токоограничивающий элемент (резистор) в пути прохождения сигнала. 2. переделать схему "диодов" для работы не только а НЧ. Самое тупое, что первое приходит в голову, поставить ВЧ конденсатор параллельно тиристору, это если смотреть по схеме. А по трассировке - рядом с "диодами" и землей, не образовывать длинных петель. Возможно, стоит подумать о газоразрядниках. /IMHO
Берем две основные причины - разряд статики (происходит постоянно) и подключение к цепи с повышенным напряжением. В момент касания (специфика работы "щупа") на входе появляется высокое напряжение. Постоянное или импульсное - не-важно, важно то, что оно появляется резко. У любого объекта в пространстве планеты Земля есть емкость, потому любое прикосновение приведет к подаче существенного напряжения с существенной энергией (заряд конденсатора). Думаю, мысль понятна. Итак, на вход приходит высокое напряжение высокой мощности с очень резким фронтом. Далее, "путь". Положим, пришло на CN2. Это L4 (вещь полезная, но откровенно слабая как "защитный" элемент), F1 (вообще не защита, перемычка), SW пропускаю, "диоды" на Q5-10 и вот тут надо остановиться подробнее. У диода есть такая характеристика, как время включения (я не ошибся в написании). Транзистор в диодном включении еще менее предсказуем по этой характеристике, но BC817 сам по себе не особо медленный ... но и не быстрый. Не могу с ходу проанализировать инверсное диодное включение транзистора, с точки зрения времени включения (вполне вероятно, что будет лучше "стандартного"). Положим, просто бэ переход. В любом случае, воздействие короткого импульса с большой мощности (разряд) приведет с крайне декоративности падения напряжения на "диодах" из BC817, и не только по временам (включение транзистора), но и по причине банально большому току. В suppressor'ах сие хорошо описано, вряд-ли стоит повторяться. Далее сигнал идет на затвор. Во всей цепочке нет токоограничивающих элементов (L4 не в счет, мало). Т.е. фактически, вход соединен напрямую с затвором. Как-бы. Теперь о защите через тиристоры. Видимо, идея в том, что "диоды" на BC817 выливают в 9В и при большом выливе тиристор закорачивает слив в 0В. Тут трудность в том, что подобное построение слишком инерционно и имеет высокое внутреннее сопротивление, R29 уже дает 100 Ом. Тиристор конечно быстрый прибор, но начало импульса (а это уже не десяток наносекунд) просвестит в воздух. Получается, что защиту от импульсов обеспечивает Q7,8, а остальное только для антуража (увлекаюсь) и схема не защиает от синфазной помехи (скажем так, не сразу защищает и не особо усердно). Что можно сделать? 1. Как и было озвучено ранее, создать токоограничивающий элемент (резистор) в пути прохождения сигнала. 2. переделать схему "диодов" для работы не только а НЧ. Самое тупое, что первое приходит в голову, поставить ВЧ конденсатор параллельно тиристору, это если смотреть по схеме. А по трассировке - рядом с "диодами" и землей, не образовывать длинных петель. Возможно, стоит подумать о газоразрядниках. /IMHO
Спасибо большое за подробное объяснение, добавлю защиту от статики.
\Барсик/, ---Ничего специально не выравнивал при пайке, плюс сейчас влажность не то чтобы низкая, статики нет.---
Кроме статики есть импульсные наводки из сети на длинные провода (петли) заземления + всякие резисторы в браслетах. Это о формальном заземлении через розетку и т.д.
_________________ Свежий взгляд из прошлого тысячелетия.
Короче апдейт, оказывается шумели SMD резисторы в стоках JFET, так что LSK389 жив и здоров, однако всем спасибо за рекомендации касательно защит. Прикладываю плотность напряжения шума с другими резисторами в стоках
апдейт, оказывается шумели SMD резисторы в стоках JFET, так что LSK389 жив и здоров, однако всем спасибо за рекомендации касательно защит.
\Барсик/ писал(а):
Как перестраховаться? Очевидный вариант - поставить по диоду З-И транзисторов, однако, тут есть моментик: обычные диоды (я рассматриваю биполярные транзисторы в диодном включении из-за малой утечки) имеют прямое падение сравнимое с падением З-И у JFET и спасут ли они JFET ?
тема JFET на входе и его защиты вроде бы проработана очень давно. Диоды ставятся для защиты перехода от обратного напряжения выше предельного. И диоды лучше обратно сместить. Для ограничения прямого тока перехода затвора, ставят резистор сколько не жалко 100-200-500К. А параллельно ему ставят конденсатор для пропускания ВЧ, раз в 100-1000 больше емкости ЗИ, но чтобы прошедший заряд не сжег переход. Скажем 1000пФ.
Ксати раньше, в аналоговую эпоху, MOSFET в этом месте никогда не применяли. Видимо что-то в параметрах не подходило. Сейчас не знаю.
Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 14
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете добавлять вложения
Вход
Регистрация
Правила
FAQ
Поиск
