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Thema: IC abgeraucht, warum?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    IC abgeraucht, warum?

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    Hallo zusammen,

    mir ist gestern dummerweise ein analoger Switch IC abgeraucht..bzw. alle, die auf der Platine waren.

    Es handelt sich um das Bauteil ADG452 von Analog Devices.

    Ich beschreibe mal, was passiert ist:

    Da ich analoge Signale von +-15V mit dem Switch schalten will, muss dessen Versorgungsspannung (neben der 0/5V Versorgung für die Logik) eben auch +-15V sein. Dummerweise vergaß ich diesmal die negative Spannung mit anzuschließen.
    Plötzlich stieg der Strom auf der +15V Schiene stark an, bis die Strombegrenzung des Netzgeräts, welche auf ca. 1,5A eingestellt war, einschritt. Das langte aber schon um besagte ICs förmlich zu kochen. Das noch nicht weggeputzte Flussmittel vom löten verdampfte und das Lötzinn schmolz.

    Fazit: Dummerweise da kaputt (auch ein paar Leiterbahnen), wo ich zum flicken leider nicht hinkomme. Ich muss also die Platine komplett neu aufbauen.

    Jetzt ist meine Frage, ob es wirklich daran lag, dass ich "nur" die -15V vergessen hatte anzuschließen, oder ob das z.B 100% auszuschließen sei. Denn hab ich wohl ein Fehler in der Schaltung.

    Folgende Infos vielleicht noch:

    Die +-15V erzeuge ich mittels Reihenschaltung zweier Spannungsausgänge eines Netzteiles.

    Ich hatte keinerlei Probleme mit dem Rest der Schaltung, als ich die bipolare Spannung immer komplett angeschlossen hatte. Die Funktion der abgerauchten ICs konnte ich leider noch nicht testen.

    Im Prinzip ist ja schon offensichtlich, welcher Fehler es war. Nur dachte ich immer das "wegbleiben" einer Spannung kann jetzt nicht so ein Schaden anrichten.

    Ich will nun vermeiden, dass ich die Platine nochmals bestelle und mir das Ding wieder abraucht und doch ein Fehler in der Schaltung ist, wenn ihr z.B sagt, dass das Wegbleiben der -15V absolut nichts anrichten hätte dürfen.


    Bitte um Hilfe.

    Grüße,
    hacker
    Ich würde ja gern die Welt verändern..., doch Gott gibt mir den Quellcode nicht!

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte Avatar von Neutro
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    Hallo hacker,

    es wird vielleicht daran liegen das die IC´s wegen der fehlenden Versorgung agberaucht sind, allerdings bin ich dabei etwas wegen des hohen Stromes verwundert. Meistens ist es so das das IC intern durchschlägt und danach einfach nichts mehr weiter passiert ausser das das IC hinüber ist.
    Ein solches kochen kommt meistens dann zustande wenn die Versorgungsspannung zu hoch ist oder verpolt wurde. Eine andere Möglichkeit wäre wenn die Ausgänge aus irgendeinem Grund direkt nach Masse durchschalten.
    Für eine bessere Analyse würde der Schaltplan und evtl. das Layout hilfreich sein.

    Gruß

    Neutro
    Jemand mit einer neuen Idee ist ein Spinner, bis er Erfolg hat.
    (Mark Twain)

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    @ hacker

    Ich habe zwar sorgfälltig das DB von AGD452 "studiert", aber keinen Grund fürs Abrauchen bei lehlender -VCC gefunden.

    Weil im o.g. DB von Analig Devices kein vereinfachten Schaltplan des Inneren gibt, ist die genaue Analise unmöglich.

    Ich vermute also anderen Fehler als Ursache des Abrauchens und finde eine Überprüfung eines analog Schalters ohne -VCC selber als einzige Möglichkeit deine Frage eindeutig zu beantworten.

    Als einzige Ursache des Abrauchens sehe ich Verwechslung der Versorgungsspannungen +5 V und +15 V an den AGD452.

    MfG

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Hallo,
    ich halte das Abrauchen des IC wegen fehlender -15V auch als unwahrscheinlich. Wenn das IC wirklich so empfindlich sein sollte, dann führe +UB und -UB über Widerstände heran, die so normal vielleicht einen Spannungsabfall von 0,5-1,0 V verursachen, aber im Falle eines Kurzschlusses den Strom deutlich begrenzen.
    Gruss Klaus.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo hacker.

    Es gibt da noch eine mögliche Ursache: Latch Up!
    Dabei werden -glaub ich- die parasitären Dioden zwischen der Schaltung und den Chip-Substrat nicht sperrend und es kommt zu extrem hohen Strömen über die Supply-Leitungen. Tritt auf, wenn Signalleitungen Spannungen abkriegen, bevor der Chip ordentlich versorgt wird; dieser Zustand bleibt auch dann stabil gespeichert, eben "gelatched", wenn die Chipversorgung sauber steht und den Chip bei legitimer VCC verbrennt.

    Das ist auch der Hintergrund für die häufige Warnung bei elektronischen Modulen, sie nur im spannungsfreien Zustand zu stecken oder herauszuziehen.

    Manche ICs sind LatchUp-frei konstruiert, aber eben nicht alle. Ich hab den Effekt so lange belächelt ("laß sie nur reden ..."), bis ich mir an einem LM324 die Finger verbrannt hab, weil ich ihn aus Faulheit unter Spannung getauscht hatte.

    Gruß
    Christian

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Ich denke das genau wegen der fehlenden -15V die Analogschalter abgeraucht sind wenn nicht ein anderer Schaltungstechnischer Fehler
    vorliegt.

    Bei einen Analogschalter wird Bulk der Internen Mosfets rausgeführt und
    als 2te Steuerelektrode benutzt, gleichzeitig liegt dieser Substratanschluss
    auf der Negativen bzw. Positiven Versorgungspannung.

    Ich könnte mir vorstellen das es zu einen Lachtup gekommen ist und
    die 5V Logikspannung und die 15V Spannung sich gegenseitig kurzgeschlossen haben.

    Bei einen Analogschalter wird bei der Verschaltung mit den Substrat getrickst
    da man sonst im Abhängigkeit zum Ausgangsignal ein wechselndes
    GS-Potenzial hätte und somit wird mit den Bulk Anschluss vorgespannt.
    Wenn nun dieser Anschluss fehlt fängt die Parasitäre Diode An zu leiten,
    in wonach auch immer.

    Da ich den Aufbau nicht kenne kann ich jetzt nicht fest sagen ob das wirklich so sein könnte, es ist nur eine Wage vermutung.
    Wollte aber meinen Gedankengang mit euch teilen.

    Als Test habe ich einen DG418 genauso betrieben und der ist mir aufgeraucht.
    V+=15V,GND=0V,VL=+1.5V

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Ich würde auch auf einen Latchup tippen. Das kann leider passieren, wenn man an einen Eingang einen Spannug anlegt die außerhalb der Versorgungsspannung liegt. Die Abhilfe wurde oben auch schon erwähnt: einfach Widerstände in die Leitungen der Spannungsversorgung. Wenn der Strom begrenzt ist, passiert nichts. Die Analogen Schalter brauchen ja in der Regel auch nicht viel Strom, der Widerstand sollte also nicht stören.

    Ich habe schon ein IC (7406 oder so ähnlich) gesehen, das vermutlich durch Latchup regelrecht explodiert ist. Zum Glück war das Oberteil mit der Bezeichung noch zu finden.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Danke für eure Beiträge.

    Das mit dem Latch-Up hört sich treffend an. Die Schaltung hat mit +-15V ja sauber funktioniert. Erst mit dem Fehlen der neg. Versorgungsspannung fing das ja an.

    Um vielleicht noch auf die Beschaltung einzugehen. Das sind meine zwei Varianten der Beschaltung des ADG452:





    Kann es bei einer der beiden Fälle Probleme geben? Ich könnte mir bei Fall 2 vorstellen, dass wenn mal aus was für einem Grund auch immer 2 Schalter geschlossen sind, das zusammenbinden der Leitungen nicht gesund ist?

    Die Schalter werden von einem µC gesteuert.

    /Edit1

    Die Schalter leiten ja in beide Richtungen, dann tritt obiges Problem auch bei Fall 1 auf?

    An den Eingängen hängen jew. OPs Ausgänge und an den Ausgängen meistens Addierer/Subtrahierer (realisiert ebenfalls mittels Ops)

    /Edit2

    Ich werde 100k Widerstände noch in die Signalleitungen legen.
    Ich würde ja gern die Welt verändern..., doch Gott gibt mir den Quellcode nicht!

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Was möchtest du ganz genau damit machen?

    Und sehe ich das richtig das du mit einen Eingang direkt auf die 12V Versorgungsspannung gehst? Da sollte aufjedenfall ein Widerstand
    hin der den Strom begrenzt damit der Analogschalter nicht aufraucht,
    falls etwas nicht stimmt.
    Allgemein solltest du den Strom in den Eingängen begrenzen damit
    nichts schief geht, das schützt auch den Analogschalter
    wenn dieser mal zu viel Spannung an den Eingang sieht.

    Wenn du keine Widerstände einbaust schaltest du die Signale wenn mal
    was schief geht gegenseitig kurz und das wird den Analogschalter
    auch nicht gefallen.
    Wobei ich aber auch nicht weiß was an F S und Ext hängt.
    Zeig mal am besten deine ganze Schaltung, vielleicht lässt das sich
    ganz einfach umgehen.

    ---
    Wie wäre es mit SMD Relais?
    Es gibt welche die haben 2 Spulen und 2 Wechsler Kontakte - da hat
    man auch keine Probleme mit Bandbreiten,Schalterwiderstände,
    Übersprechungen,Kriechströme.
    Dazu müsstest du aber dein Layout leider verändern.

    http://pdf1.alldatasheet.com/datashe.../TQ2SA-5V.html

    ---


    Liebe Grüße
    Namenlos

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Danke für all die Hilfe. Ich hab mich über diesen Latch-Up mal belesen und die Maßnahmen, die ich für notwendig erachte in eine aktualisierte Version des Schaltplanes eingebaut. Die neue Platine ist schon in der Fertigung.
    Ich würde ja gern die Welt verändern..., doch Gott gibt mir den Quellcode nicht!

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