Diodo Zener para proteção contra sobretensão

Estou pensando em usar o diodo Zener para proteção contra sobretensão em um pino de entrada digital.

A classificação máxima absoluta para o pino IC típico é fornecida de (GND-0,3V) a (VDD + 0,3).

Eu posso usar o diodo Zener para limitar a tensão abaixo do VDD. No entanto, a tensão direta do diodo zener típico é de 0,7V. que falha em limitar a baixa tensão a -0,3V.

Meu sinal é de 1 MHz e será seguro ignorar, pois é uma diferença marginal e a duração é curta?

— Steve
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Você pode limitar a excursão negativa com um diodo shottky em paralelo com o seu zener. Seu truque será encontrar um zener que é garantido para ligar na janela de 0,3 V entre Vdd e o valor máximo absoluto do seu IC. Mais importante, com que tipo de fonte você está se conectando e que está preocupado com a violação dos limites de tensão de entrada?

— The Photon

Você também pode usar um Schottky do seu sinal (ânodo) para VCC (cátodo) para fixar o sinal em VCC + 0,3V.

— John D

Quais são as tensões máximas / mínimas do seu sinal?

— PDuarte

@PDuarte Signal terá amplitude máxima AC de 15V com viés DC constante de 2.5V

— Steve

Respostas:

Para proteção contra sobretensão de linhas de sinal, um diodo zener geralmente é uma má escolha. Você não forneceu detalhes suficientes de sua inscrição para que eu fornecesse muitos motivos específicos, mas considere o seguinte:

Um zener BZX84C de 3,3V possui capacitância de até 450pF. Você tem um sinal de 1 MHz, que provavelmente será atenuado devido a um efeito de filtro RC no seu circuito.
Os Zeners não têm uma voltagem de condução bem definida. Eles começam a conduzir a uma tensão muito menor do que a tensão zener Vz. Isso se torna um problema quando seu sinal tem uma alta impedância de fonte ou se você introduziu alguma resistência em série para tentar limitar os efeitos de sobretensão. Para combater isso, pode ser necessário usar um zener de tensão mais alta, mas isso acaba com o propósito de incluir um zener.
Se você está preocupado com transientes de sobretensão de alta energia, um zener não tem nenhuma utilidade. Ele reage muito lentamente e não pode absorver muita energia.

Geralmente, para linhas de sinal, um supressor de tensão transiente é uma parte muito melhor.

— Steve G
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Você pode considerar um supressor de tensão temporária (TVS). Eles são basicamente arranjos de diodos que se destinam a proteger circuitos como o seu contra sobretensões / subtensões. Como eles são projetados para funcionar com microcontroladores e outros dispositivos para esse fim, você pode escolher a faixa de voltagem que está usando quando os compra (por exemplo, projetada para 3,3V e entra em um grampo completo a 3,5V).

As faixas de tensão operacional e as tolerâncias para esses dispositivos geralmente são melhores que os diodos zener diretos.

A proteção negativa também está incluída no pacote. Eles funcionam muito bem para proteção contra ESD. Existem muitos por aí, mas aqui está um exemplo:

http://www.semtech.com/images/datasheet/uclamp3301d.pdf

— mhilden
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