低飽和タイプの保護部品について

kijoさん　お疲れ様です。

uPC2400Aのブロック図で説明します。
　負荷側のコンデンサでOut側にIN側より高い電圧が残った場合、出力トランジスタのコレクタからベースに電流が流れます。またベースからエミッタには逆電圧がかかり、数値は明記されていませんが、5V程度でブレークダウンが発生します。
　トランジスタのベースがブレークダウンするとトランジスタのｈFEが徐々に低下し、通常動作時にレギュレータの発熱が大きくなりますます。
　おそらくこのようなことを考えて、出力側から入力側へダイオードを入れていると思われます。

　ルネサスさんの見解を聞きたいですね。

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こんなことも考えられますね。

出力TRのコレクタからベースに電流が流れてしまうと、このTrはコレクタとエミッタが入れ替わったトランジスタとして動作します。HFEは小さいです。結果としてOUTからINに大電流が流れる可能性が発生します。これは、予測可能ですね。

一番難しい問題と思うのは、等価回路が成立するのは設計上想定された動作状態であるときだということです。
ディスクリートで組まれた回路であれば、電位が変わっても回路は変わりません。ところがICでは、例えばINがOUTより高いとしてPN接合の逆バイアスを使って絶縁を行います。このような接合を寄生ダイオードと呼んだりします。実際のICには等価回路にない通常は動作していないパーツが詰め込まれていると考えるべきなのです。
OUTがINより高くなってこのような寄生ダイオードがONするような状況では他にも出来ている寄生トランジスタなどが動作してしまい、素子破損を含む予測できない結果を生じる可能性があります。このような場合の挙動は、製造ロットによっても変化します。つまり長いあいだ生産して問題が出ていなくても、ある日突然不具合がで始める可能性もあるのです。

この予防がダイオードの追加の推奨ではないかと思います。

いろいろと参考になるご教授をありがとうございます。内容が教科書レベルでいまさら恥ずかしい限りです。

私の場合はマイコンを含むロジック回路の電源なので5Vがほとんどです。BC間逆耐圧が5Vならば保護なしでOKです。しかし、データシートからは全電圧でダイオードを要求しているように見えます。また、ラテラルPNPならばBE間の逆耐圧はかなり高いはずです。バーチカルでもラテラル並みと予想します。5Vで降伏するとは思えません。

P拡散抵抗からNエピ層へのパスならば発熱したPN接合の順方向電流をバイパスするのだから、よりVfの小さいショットキーダイオードにすべきと思います。しかし、データシート等にはこの注意書きはありません。PN接合のダイオードを挿入している回路をよく見ます。

NPNのベースにより電位の低いパスは無いと思われるので、出力のPNPのベース電流は引ず、トランジスターがオンすることはないと思われます。

やはり保護ダイオードが必要な理由が見つかりません。漢方薬的なダイオードはセットのコストアップとEMCの潜在的な原因になります。できれば無くしたい。

kijoさん　お疲れ様です。

　5V出力の電源であれば、私も保護用のDiodeはつけなくても良いと思います。
　30年ほど前は、保護用のDiodeの記載はDataSheetには記載がありませんでしたの意で、数十万台製作した量産品で保護Diodeなしのものを作りましたが、不良は発生していません。
　最近の製品でも、顧客指定の回路には5V電源の場合は保護Diodeなしのものが結構あります。
　CQから出されている参考資料ですが、回路図には保護Diodeが記載されていますが、説明はほとんどありません。http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/34/34391/34391_onboard.pdf

　おそらく何らかの問題が発生して、この記載が追加されたものと思われます。正式なアナウンスは無理でしょう。

　Lupin05さんの説明にもありますが、保護用のDiodeをつけた方が無難と思います。

いろいろサイトを確認しましたが、わかり易いものがありました。

複数電源の場合は各々にBの保護ダイオードを付けておく必要があります。Cは出力がゼロを超えて負まで振れる場合の保護回路です。インダクタンス負荷などの駆動回路で必要になります。
http://jp.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=centre/eem_mrtech0809

5V電源側のモータやコイルの誘導負荷をつけた場合は出力側に逆電力が発生しますので、必須です。

ＵＰＣ２４００Ａを設計したもしくは、製品開発を引き継いだ人に聞くのが一番良いと思う。
出来ればの話ですが？
昔、リニアＩＣの設計の勉強をしていた時のことを思うと、聞かないと答えが出ないような気がする。
ダイオードを追加しないといけない理由があるかも？

質問の趣旨が、、変わっていませんか？

英文のデータシートを見ますと、件のダイオードの注釈に次のようにあります。

Need for VO>VIN

これが、５Vのような低い電圧の場合まで適用されるのはおかしいと言われるのであれば、最初の質問と趣旨が変わっていますね。

５Vから１８Vまで種類があるなかで、大部分の品種に推奨されるダイオードが書かれていると考えれば、仮に一部例外があったにしても特に不都合ではないと思いますが、いかがでしょうか？


５Vの場合も必要かどうかというのは、別の問題だと思います。

次の条件で等価回路に加筆しました。

　DC/ACの２電源システムを
　DCで動作させる場合について
　DC電源は５V

加筆したダイオードは前に書いた寄生ダイオードで、コンデンサは数千μFのAC入力用の平滑コンデンサです。

このような寄生ダイオードが存在するなら、個人的には保護ダイオードは入れたくなりますね。寄生ダイオードは拡散抵抗も直列に入るし保護ダイオードはシリコンの接合ダイオードで間に合うと思われます。

これ以上はの検討が必要な場合は、仕事でつかうなら、シリーズ使用書ではなく、個別仕様書や個別の納入仕様書をメーカーから入手することになると思います。それで確認できなければ、使用条件を明示して、商流を通じてメーカーに問い合わせをかけることになります。（私のやり方です。）

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ここまで来ると、Hヤマ様やnorimaki様の書き込みのとうりデザイナあるいはデータシート作成者に聞かないとわからない事とおもいます。

私の通常の商流ではどこの半導体メーカでも汎用品のデータシート作成担当の営業技術あるいはデザイナにお会いすることはできません。ましてやフリーディスカッションなどあり得ません。また、この手の内容に関して営業様経由で内容を伝えることは大変困難です。ユニットサプライヤ様経由もコストダウン⇒プライスダウン⇒プロフィットダウンもあり口を閉ざしてしまいます。最終商品では１銭でも機能や品質を落とさずに安くしなければ中国やタイには勝てないので少し気になります。私は、調達などではなく技術でこの価格ダウンに貢献しなければなりません。

この手の掲示板は通常お会いできない営業技術やデザイナに直接のご意見をいただける場所として期待してます。書き込み内容に矛盾があるようにも感じますが、技術的興味の範囲でとどめますのでよろしくお願いします。

自分でやるしかなさそうですが、三端子レギュレータも逆電圧印加の実験レポートが欲しいですね。

トランジスタに関しては逆トランジスタの試験報告がWeb上にあります。
http://bbradio.web.infoseek.co.jp/rce/rce.html

逆トランジスタは、いろいろなケースで発生することがあり、基本的なところは理解しておく必要があります。