IC-Peripherie

Beim Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) wird ein empfindliches elektronisches Bauteil (Load) durch einen parallel geschalteten Ableitpfad (VDR) geschützt, der dann leitend wird, wenn die Durchbruchspannung des Schutzelements (VDR) erreicht wird. Auf diese Weise gelangt die Überspannung (Transient) nicht bis zur empfindlichen Last (Load), so dass die Schwelle zum Systemversagen überschritten würde, sondern sie wird auf die Klemmspannung (Clamping Voltage) "geklemmt".

Die verschiedenen Datenübertragungsstandards wie RS232, CAN, USB, Ethernet usw. arbeiten mit unterschiedlichen Frequenzen und Datenraten. Die Tabelle zeigt die jeweils empfohlenen Kapazitätswerte für den ESD-Schutz. 

Bei der Auswahl passender PCB-Ferrite kann die Online-Simulationsplattform RedExpert von Würth Elektronik unterstützen. RedExpert ist in der Lage, die für Ihre Anwendung erforderliche Impedanz auf der Grundlage von Frequenz, DC-Vorspannung, Systemimpedanz und erforderlicher Dämpfung zu berechnen.

Sollten in Ihrer Anwendung hohe Spitzenströme auftreten, dann sollten Sie ein Ferrit aus der Serie der Multilayer Power Suppression Beads mit sehr niedrigem Rdc und einem Nennstrom von bis zu 10,5 A einsetzen.

Bei der Signalfilterung auf Datenübertragungsleitungen muss das Impedanzverhalten von SMT-Ferriten über der Frequenz berücksichtigt werden, damit man die auftretenden Störungen und nicht das Nutzsignal dämpft.

Das Frequenz-/Impedanz-Diagramm zeigt die Eigenresonanzfrequenzen der MLCC-Kondensatortypen mit 100 nF, 10 nF und 1 nF. Die Eigenresonanzfrequenzen steigen mit abnehmenden Kondensatorkapazitäten.

Die Kapazität eines Kondensators ist typischerweise auch von einer gleichzeitig angelegten Gleichspannung (DC Bias) abhängig und kann mit zunehmender Gleichspannung deutlich geringer ausfallen. Aus dem DC-Bias-/Kapazitätsdiagramm ist deutlich erkennbar, dass mit zunehmender Miniaturisierung des Bauteils der Nominalwert von 470 nF absinkt (rote Kurve).

Für Anwendungen mit hoher mechanischer Beanspruchung empfiehlt es sich, Soft-Termination-Kondensatoren einzusetzen. Diese verfügen über eine Terminierung mit Ag-Polymer/Ni/Si und minimieren das Risiko, dass Risse auftreten.

Kondensatoren sollten ihre Kapazität möglichst über die Temperatur hinweg konstant halten. Dies erfüllen drei der eingesetzten Materialien NP0, X7R und X5R deutlich besser als Y5V, wie im Diagramm gut zu erkennen ist. NP0 weist über einen weiten Betriebstemperaturbereich praktisch keine Veränderungen in der Kapazität auf.

Eine typische Oszillatorschaltung besteht aus dem Schwingquarz und den zwei Lastkondensatoren C1 und C2. Um die kapazitive Last zu bestimmen ist auch die Streukapazität der Leiterplatte und des IC-Pins zu berücksichtigen.

Layoutbetrachtungen zur Realisierung einer Oszillatorschaltung: Die Massefläche sollte unter dem Quarz sein und mit seinem Gehäuse verbunden sein. Keine Vias auf der Leiterbahn zum Quarz unterbringen. Kritische Signale sollten so weit wie möglich entfernt von der Oszillatorschaltung untergebracht werden. 

Die Power-Module aus der MagI3C-Serie gibt es als DC/DC-Wandler mit fester oder variabler Ausgangsspannung oder als LED-Treiber. Die DC/DC-Wandler mit integriertem Spannungsregler-IC, Leistungsinduktivität und manchmal Kondensatoren lassen sich mit maximal 7 Design-Stufen implementieren.

Die Eigenerwärmung der Induktivität hängt vom Layout und der Umgebung ab. Breitere Leiterbahnen und eine größere Kupferdicke erhöhen den Fluss der von der Induktivität abgeleiteten Wärme. Dadurch kann die Induktivität mit höheren Strömen betrieben werden. Das Datenblatt erklärt die spezifischen Messbedingungen.