TTL出力の保護について

質問

お世話になります。

TC7WZ14FUを使用して24mA TTL出力の回路設計をしています。
現在、過電圧保護（30V程度）および短絡保護について検討しているのですがアドバイスを頂けないでしょうか

○過電圧保護について
・TC7WZ14FUの出力定格を超えないように、ダイオードによりクランプし、ダイオードに順方向電流が流れたらポリスイッチで信号ラインを断絶させる。

○短絡保護
・短絡により出力電流が流れすぎた場合、電源の電流制限回路（トランジスタを用い出力40mAで制限）が動作させる。

上記で検討しているのですが、チャンネル数が多いため部品数をもう少し押さえたいと思っております。
なにか良い解決方法がありましたらお教えください。

よろしくお願い致します。

回答No.3

mink6137

TC7WZ14FUはCMOS出力回路なので、PMOSとNMOSのボディーダイオード（最大定格50mA）を
過電圧クランプダイオードとして利用できます。
従って、出力に過電流制限抵抗を付加するだけでOKです。
抵抗の電力定格にご注意下さい。

回答No.2

cyclone3

こんにちは。

用途と保護の目的が、まだ今ひとつ見えないのですが、相手がTTLなら深く考えすぎでは？
と思っております。

TC7WZ14FUの出力を5VとGNDの両方にシリコンダイオードでクランプし、出力端子に直列で150Ω程度を付加してはいかがでしょうか？
簡単な回路ですよ。

過電圧（実は過電流ですが）保護にはダイオードでクランプし、過電流出力には抵抗でドロップさせます。
負荷は今の時代ですからCMOSかLSTTL（Ｉil＝0.16ｍＡ）程度ですよね？

ダイオードを接続している5V系はクランプ電位ですので、コントロールロジック電源とは別系統にして三端子レギュレータ等で供給してやれば、電流シャットダウンも可能ですし、万が一の場合にはコントロールロジック系にはダメージを与えません。
シリコンダイオードのクランプ電圧を気にされるようなら、ショットキーよりもクランプ電位を変化させた方が、安価で切れも良く丈夫な回路になります。

付加が24V制御系で強烈なサージ保護対策なら、他の方法をお勧めしますが、相手がTTL等ならこんな簡単な保護回路が普通のテクニックです。

参考までに

回答No.1

mink6137

通常、TTL出力回路の外側に保護回路を付けることはしないですが、
特殊な使い方を想定されているのでしょう？
下記を明らかにして下さい。
・TC7WZ14FUの電源電圧範囲
・TC7WZ14FUの負荷の種類
・TC7WZ14FUの電源電圧範囲

なお、ポリスイッチは熱時定数で動作するので、
マイクロ秒レベルで破壊する半導体の保護には不適です。

お礼

早速の回答ありがとうございます。
外部出力用で、誤接続の保護を目的としております。
電源範囲は5V-GND
接続先はTTL入力のICになると思いますが、特定のものはございません。
汎用性を持たせるため、24mAの出力電流を持たせております。