Форум РадиоКот https://radiokot.ru/forum/ |
|
Защита JFET от прямого тока затвора https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=1&t=198160 |
Страница 1 из 1 |
Автор: | \Барсик/ [ Чт май 29, 2025 18:21:21 ] | ||||
Заголовок сообщения: | Защита JFET от прямого тока затвора | ||||
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)....
|
Автор: | Lexter [ Сб май 31, 2025 02:22:51 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
\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. ![]() |
Автор: | AlexS4 [ Сб май 31, 2025 07:49:11 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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: |
Автор: | \Барсик/ [ Вс июн 01, 2025 20:30:25 ] | ||
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора | ||
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. Добавлено after 2 minutes 15 seconds: \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?
|
Автор: | Динозавр [ Пн июн 02, 2025 19:17:02 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
\Барсик/, Половина схемы - цепи защиты, но не спасли? При пайке потенциалы Оператора, жала паяльника, детали, платы выровнены (жёстко, Проводниками)? ![]() Речь не о заземлении (формальном). |
Автор: | \Барсик/ [ Пн июн 02, 2025 21:19:31 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
\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. |
Автор: | AlexS4 [ Пн июн 02, 2025 21:55:28 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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?? |
Автор: | \Барсик/ [ Вт июн 03, 2025 06:39:03 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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 ![]() я когда шум измерял, я входа замыкал на землю переключалкой, там в цепи затвора источников шума не может быть, плюс проверял на других транзисторах. 1к на входах = утроение шума, низя. про шоттки не понял... |
Автор: | AlexS4 [ Вт июн 03, 2025 11:31:41 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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? ![]() |
Автор: | u37 [ Вт июн 03, 2025 13:15:14 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
\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). |
Автор: | \Барсик/ [ Вт июн 03, 2025 15:47:31 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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. Добавлено after 1 minute 27 seconds: \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. |
Автор: | AlexS4 [ Вт июн 03, 2025 16:05:13 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
а какое усиление получается на jfet каскаде с 820R в стоке? ...я к тому что R35,36 же так же шумят... ![]() |
Автор: | \Барсик/ [ Вт июн 03, 2025 16:23:45 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
а какое усиление получается на jfet каскаде с 820R в стоке? ...я к тому что R35,36 же так же шумят... ![]() ну... усиление раз 10 где то, то есть мы имеем дело уже с эквивалентом 82 ом теплового шума, а не с 820 UPD: упс, не так, исправляюсь: воздействие этих резисторов на приведенный ко входу шум уменьшиться в 10 раз, то есть не 82 ом, а 8,2 ома |
Автор: | u37 [ Вт июн 03, 2025 16:33:49 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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 |
Автор: | \Барсик/ [ Вт июн 03, 2025 16:48:10 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
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. |
Автор: | Динозавр [ Вт июн 03, 2025 19:47:18 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
\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. ![]() |
Автор: | \Барсик/ [ Ср июн 11, 2025 20:04:18 ] | ||
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора | ||
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
|
Автор: | add.ocean [ Чт июн 19, 2025 13:29:24 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Защита JFET от прямого тока затвора |
\Барсик/ писал(а): 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. |
Страница 1 из 1 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |