Rueckstromfestigkeit von Spannungsreglern

Es ist keine im Datenblatt spezifizierte Betriebsart.

Es gab für Linearregler ehedem den Hinweis bei grossen Kapazitäten ( >>100uF ) am Ausgang und schnell abfallender Abschaltspannung eine 1N4001 parallel zu schalten die den Kondensator entlädt.

Vgl üblicher Latchup Bipolar-ICs: Spannung >>0,3V und ausreichend Strom >>10mA zündet parasitären Thyristor. Folgender hoher Strom ( d.h. auch lokale Erwärmung ) demoliert den Chip.

Der Betriebszustand kann bei Programmierung von Controllern über JTAG u.ä. durch das Programmiergerät eintreten, wenn sich auf der Leiterplatte kleiner lokaler Spannungsregler befindet. Der Regler im Programmiergerät ist typisch auf 20...50mA strombegrenzt, demoliert den rückgespeisten Regler auf Leiterplatte selten. Diese unkontrollierte Last sorgt allerdings meist dafür daß die 5V nicht sauber erreicht werden. Manchmal für Breadboards gangbar, eher nicht für Serienprogrammierung.

MfG JRD

Am 03.07.26 um 18:03 schrieb Martin Klaiber:

Kommt sehr stark auf die Umstände an. Buck-Schaltregler mit MOSFET sollten durch die Substratdiode halbwegs rückstromfest sein, bei Boost-Reglern liegt die Gleichrichterdiode in Sperrrichtung im Rückpfad und verhindert Strom in die falsche Richtung. Diese beiden Varianten sollten Spannung "von hinten" einigermaßen schmerzlos wegstecken.

Brisant wird es bei bipolaren Leistungsstufen oder Synchrongleichrichtung.

Spannung alleine tut nichts, Strom tötet. Je nach internem Aufbau des Reglers stellt sich ein tödlicher Strom allerdings von alleine ein.

Hi Hergen,

Diese These ist nicht wirklich wahr, auch wenn bei entsprechend hart eingestellter Strombegrenzung ein "second breakdown" gelegentlich glimpflich ausgeht. Nicht jeder Halbleiter verträgt Avalance. Ein gutes Beispiel ist ein Durchbruch eines Gates. Wenn das durchschlägt, wars das üblicherweise auch schon bei sehr kleinen Energien

Marte

Man kann verschiedene Typen ausprobieren. Die Auswahl ich ja heutzutage ziemlich groß. Ich hatte mal den LM3480 verwendet. Kaputt gegangen war der nicht, wurde aber ziemlich heiß. Dann ist mir der TS5204 übern Weg gelaufen, der bleibt friedlich. Vermutlich ist der CMOS und reicht den Strom einfach zum Eingang durch.

MfG hjs

Danke allen für die Antworten!

Martin

Am 04.07.26 um 00:22 schrieb Marte Schwarz:

bei den meisten bipolaren Prozessen und einigen MOS-Prozessen gibt es eine Isolationswanne im Substrat, die die einzelnen Transistoren, Dioden, Diffusionswiderstände... voneinander trennt. Die muss immer in Sperrichtung sein, d.h., je nach Prozess maximal positiv oder negativ. Wenn die Wanne leitend wird, dann vereinigen sich alle Knoten der Schaltung im wesentlichen zu einem einzigen. Da funktioniert natürlich nix mehr.

Beim 7805 wird erwartet, dass Vin am positivsten ist. Wenn die Eingangs- spannung mal temporär ausfällt und am Ausgang ist ein schon aufgeladener fetter Elko, dann ist das nicht mehr gegeben. Wenn das den 7805 nicht sofort killt, dann passiert das bevorzugt wenn die Eingangsspannung zurückkommt. Man kann sich da schützen, wenn man eine DICKE Diode einbaut, die vom Ausgang auf den Eingang zeigt. Dann kann die Falsch- polung nicht schlimmer ausfallen als ein knapper Diodendrop.

Ich hatte mal strahlungsgehärtete Regler in einer Schaltung, aber auch da stand schon im Datenblatt, dass der Regelverstärker durchaus für ein paar ms ausrasten kann wenn er von einem Ion direkt getroffen wird. Ein FPGA oder sowas mag ein paar ms Rohspannung oder 0V garnicht. Als Abhilfe wurde ein Ausgangskondensator vorgeschlagen der so groß ist, dass der Regler auch im Berserk-Mode für einige ms nicht dagegen anstinken kann. Erlaubt waren nur schaltfeste Tantals. Das geht bei den nötigen Srömen für ein FPGA schnell ins Geld. Und die Diode nicht vergessen!

(Gleich wird jemand gscheithaferln, dass es auch dielektrische Isolaton / silicon on sapphire gibt.)

Gerhard

Wobei ein 7805 mit so einem Fehler schwer zu töten ist, die Spannung ist zu klein. Ein 7812 hingegen stirbt schon eher. Wie erwähnt ist das mit einer 1N4001 problemlos zu verhindern.

Gerrit

Hallo, ich habe einmal ein digitales A-Meter für 12V Gleichstrom zerschossen, wegen internem Rückstrom.

Ich war zu der Zeit noch der fehlgeleiteten Ansicht, mal eben einen Draht zum A-Meter unterbrechen zu können. Es passierte ohne Schauspiel, die Anzeige war schlicht hinüber.

Peter

Was ich grundsätzlich noch nicht verstehe: Nehmen wir mal einen ganz einfachen Spannungsregler an: Einen NPN-Transistor als Längsregler, also Eingang am Kollektor, Ausgang am Emitter und an der Basis eine Z-Diode nach Masse mit etwas Vorspannung vom Eingang. So wie hier:

Der NPN-Transistor sperrt ohne Vorspannung doch in beide Richtungen, oder? Wenn also der Emitter positiver wird als der Kollektor, dann liegt die Basis auf Kollektor-Niveau, also negativer als der Emitter, dann müsste der Transistor eigentlich sperren. Warum fließt dann Strom und wohin fließt er?

Warum werden solche Dioden dann nicht schon bei der Herstellung des Reglers eingebaut? Zu teuer? Zu groß?

Danke, Martin

Am 09.07.26 um 14:39 schrieb Martin Klaiber:

Nein. Es gibt eine Durchbruchspannung, bei der der Transistor auch ohne Basisstrom leitend wird. Und in verkehrter Polung ist diese ganz erheblich niedriger als in korrekter Polung.

Bei einer integrierten Schaltung kommen durch den Produktionsprozess dann noch unzählige parasitäre Dioden hinzu, welche die an der falschen Seite eingespeiste Spannung an nicht vorgesehene Stellen gelangen lassen, und schnell irgend eine Form von Latchup auslösen (=alles wird irgendwie leitend). Ist in diesem Moment dann noch etwas Strom dahinter (dicker Ausgangskondensator) ist das ein Todesurteil für den Regler.

Eine DICKE Diode verbraucht mächtig Chipfläche und hat zudem eine hohe Kapazität, welche ggf. die Regeleigenschaften verschlechtert.

Ok, das erklärt dann alles. Danke.

Das mit der Chipfläche hatte ich mir auch schon gedacht. Aber würde eine extern angeschlossene Diode die Regeleigenschaften nicht genauso verschlechtern?

Martin

Eine 1n4004 kostet 5 Cent @ 1000, für sich alleine getestet, in Epoxy verpresst und verpackt. Das macht's Kraut nicht fett. Die Chipfläche kann es da wohl nicht sein. Möglicherweise ist der ganze Chip padbound; d.h. die Bonding- Pads bestimmen die minimale Chipgröße.

Die Regeleigenschaften dürften zuerst bei richtig hohen Frequenzen leiden. Dort wirken aber die Abklatschkondensatoren schon recht gut.

Die On-Chip-Diode würde wohl wie das meiste sonst auf dem Chip mit mit mindestens einem ihrer Enden an der großen Vereinigungs- party in der versagenden Isolationswanne teilnehmen.

Gerhard

Am 09.07.2026 um 17:21 schrieb Gerhard Hoffmann:

Naja, diskrete Dioden und Analog-IC laufen schon in deutlich verschiedenen Prozessen und kommen häufig auch aus verschiedenen Fabs. Die Flächenkosten sind daher schlecht vergleichbar.

Wenn man mal gesehen hat, wie jemand mit einer EUR-Palette (aus HOLZ!!! =8-o ) in einem "Rein"raum fährt, dann wir einem der Unterschied schon recht deutlich....

Am 09.07.26 um 17:29 schrieb Eric Bruecklmeier:

Ach, iwo!

Der allererste 7805 bei Digikey kostet 19ct @ 1000 von Onsemi; möchte nicht wissen was das als CE (China Export) kostet; das kommt doch aus keinem anspruchsvollem Prozess!

Schon bei unseren popeligen Analog-Arrays AEG-B1000 vor 45 Jahren waren die Ausgangstreibertransistoren kleiner als die Pads.

Gerhard

Am 09.07.2026 um 18:07 schrieb Gerhard Hoffmann:

Doch, genau so. Das war mein Geschäft, ich weiß von was ich spreche.

Schon alleine wegen der Anzahl der Masken kostet ein popeliger Analogprozeß mindestens Faktor 4 mehr als ein diskreter. Wenn man anfängt die Sägerahmen zu optimieren, um Fläche zu sparen, dann baut man sich ganz sicher keine 1N4001 zusätzlich ein, um nicht erlaubte Betriebszustände abzufangen. Vermutlich wäre bei den üblichen Margen der Gewinn dann vollständig weg.

Am 09.07.26 um 17:21 schrieb Gerhard Hoffmann:

Bitte nicht vergessen, das wir beim 78xx von einem Produkt aus den frühen 70er Jahren (Designphase wahrscheinlich zurück reichend in die

Ja, das könnte auch ein Grund sein. In einem bipolaren Prozess ist das ja gar keine echte Isolation, sondern auch wieder nur ein PN-Übergang, der unter normalen Betriebszuständen in Sperrrichtung bleibt und in nicht-normalen Zuständen halt auch mal nicht.

Am 09.07.26 um 18:59 schrieb Hergen Lehmann:

Korrektur: Der 78xx hatte schon eine Bandgap-Referenz. Auch anspruchsvoll zur damaligen Zeit.

Dieser Artikel:

Am 09.07.26 um 18:42 schrieb Eric Bruecklmeier:

Wenn man bei Digikey die 7805 nach aufsteigenden Preisen sortiert, dann bringt der billigste 7805 gerade noch 1 oder 2 cent mehr als die 1N4004.

Die Diode muss keinen großen Strom tragen können; sie muss nur weniger DurchflussSpannung haben als die Wannendiode damit diese sicher nicht in Vorwärtsrichtung kommt. Eine popelige Schottkydiode wäre von der Belastung her genauso gut.

cheers, Gerhard

Am 09.07.26 um 20:24 schrieb Gerhard Hoffmann:

Der 7805 ist mehr als 50 Jahre alt! Es ist vollkommen sinnfrei, heutige Preise für diesen Restpostenartikel zu vergleichen.

Doch, muss sie. Wenn sich der Eingangs-Elko schneller entlädt als der Ausgangs-Elko, speist letzter unter Umständen über die Diode in mehrere andere Powerrails ein.