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Datenblätter lesen

Absolute Grenzwerte und empfohlene Betriebsbedingungen, der Unterschied zwischen typ-Werten und min/max, Ein- und Ausgangspegel und Timing, Wärmewiderstand und Sperrschichttemperatur bis hin zu typischen Kenngrößen von MOSFETs und Operationsverstärkern: das Lesen von Datenblättern, erarbeitet mit Multiple-Choice-Fragen.

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Sperrschichttemperatur →

ADC-SNR und ENOB →

Datenblätter lesen: Kernpunkte

Bei der Auswahl von Bauteilen und beim Schaltungsentwurf ist das Datenblatt die verlässlichste Informationsquelle. Die angegebenen Zahlen dürfen jedoch nicht einfach unbesehen übernommen werden. Grundlegend ist es, zu unterscheiden zwischen den absoluten Grenzwerten, die die Belastungsgrenze gegen Zerstörung angeben, und den empfohlenen Betriebsbedingungen, unter denen die Eigenschaften garantiert sind, zwischen garantierten min/max-Werten und typ-Werten, die nur als Richtwert dienen, sowie die zu jedem Wert gehörenden Messbedingungen wie Temperatur und Versorgungsspannung zu beachten.

Neben Ein- und Ausgangsspannungspegeln und Störabstand, Timing wie Setup- und Hold-Zeit sowie der Berechnung der Sperrschichttemperatur mithilfe des Wärmewiderstands geht es um typische Kenngrößen von MOSFETs, Operationsverstärkern, Spannungsreglern und A/D-Wandlern und um das Lesen von Angaben zur Bestückung wie Gehäuse, ESD-Festigkeit und Feuchtigkeitsempfindlichkeit.

Alle Fragen zu Datenblätter lesen (50)
  1. Welche Aussage zum Unterschied zwischen den „absoluten Grenzwerten“ und den „empfohlenen Betriebsbedingungen“ im Datenblatt ist richtig?
  2. Auf einer Prototypenplatine wurde ein Überspannungsimpuls festgestellt, bei dem die Versorgungsspannung den absoluten Grenzwert kurzzeitig überschreitet. Das IC funktioniert danach weiterhin normal. Welche Herangehensweise ist angemessen?
  3. Welche Aussage beschreibt das Prinzip des „Deratings“ von Bauteilen zutreffend?
  4. Welche Beschreibung des „typ-Werts (typischer Wert)“ in der Tabelle der elektrischen Eigenschaften ist richtig?
  5. Ein Lastschalter (ein IC zum Ein- und Ausschalten der Versorgung) hat einen Strombegrenzungswert von min 1,0 A, typ 1,5 A und max 2,2 A. Durch die Last sollen maximal 1,2 A fließen. Welche Beurteilung ist richtig?
  6. Am Anfang der Tabelle der elektrischen Eigenschaften steht „sofern nicht anders angegeben Ta = 25 °C, VDD = 3,3 V“. Welcher Hinweis zum Lesen dieser Tabelle ist richtig?
  7. Welche Bedeutung hat ein Parameter, zu dem in einer Fußnote der Tabelle der elektrischen Eigenschaften steht „Durch Design und Charakterisierung garantiert, nicht in der Serienprüfung getestet“?
  8. An den Eingang eines ICs mit den Schwellen VIH(min) = 2,0 V und VIL(max) = 0,8 V wird eine Spannung von 1,4 V angelegt. Wie wird sie bewertet?
  9. Das ausgangsseitige IC hat VOH(min) = 2,9 V und VOL(max) = 0,4 V, das eingangsseitige IC VIH(min) = 2,0 V und VIL(max) = 0,8 V. Wie groß ist der Störabstand für den L-Pegel?
  10. Welches Problem entsteht, wenn der Ausgang eines ICs mit 3,3-V-Versorgung direkt an einen mit 5 V versorgten CMOS-Eingang (VIH(min) = 0,7 × VDD) angeschlossen wird?
  11. Was bedeutet es, wenn ein Eingang im Datenblatt als „5-V-tolerant“ bezeichnet wird?
  12. Was ändert sich, wenn der Pull-up-Widerstand an einem Open-Drain-Ausgang verkleinert wird?
  13. Welches Problem tritt hauptsächlich auf, wenn an einen Ausgang eines CMOS-Logik-ICs viele CMOS-Eingänge angeschlossen werden?
  14. Ein Mikrocontroller mit einem spezifizierten Betriebsstrom von „120 µA/MHz“ wird mit 16 MHz betrieben. Wie groß ist der Betriebsstrom ungefähr?
  15. Was ist der Hauptgrund dafür, dass der Standby-Strom je Temperatur spezifiziert ist, etwa „bei 25 °C typ 0,5 µA, bei 85 °C max 10 µA“?
  16. Welche Beschreibung des „Ruhestroms (IQ)“ eines Linearreglers ist richtig?
  17. Was ist der Hauptgrund dafür, dass im Datenblatt eines ICs mit zwei Versorgungen, 1,0 V für den Kern und 3,3 V für die I/O, die Einschaltreihenfolge vorgeschrieben ist?
  18. Was kann passieren, wenn am Eingang eines nicht versorgten ICs ein 3,3-V-Signal von einer anderen Schaltung anliegt?
  19. Was ist der Hauptgrund dafür, dass ein Datenblatt empfiehlt, „einen 0,1-µF-Keramikkondensator so nah wie möglich an jedem Versorgungsanschluss zu platzieren“?
  20. Die Verzögerung Takt → Ausgang des sendenden ICs beträgt max 6 ns, die Leitungsverzögerung auf der Platine 1 ns und die Setup-Zeit des empfangenden ICs 3 ns. Wie hoch ist die maximal nutzbare Taktfrequenz, wenn der Taktversatz vernachlässigt wird?
  21. Welcher Wert der Verzögerung Takt → Ausgang des sendenden ICs ist zu verwenden, wenn geprüft wird, ob die Hold-Zeit des Empfängers eingehalten wird?
  22. Welche Definition der Signallaufzeit tPLH im Datenblatt eines Logik-ICs ist allgemein üblich?
  23. Was ist der Hauptgrund dafür, dass in den empfohlenen Betriebsbedingungen eines Logik-ICs eine Obergrenze dafür festgelegt ist, wie langsam die Eingangsflanken sein dürfen (z. B. 10 ns/V)?
  24. Was bedeutet es in einem Timing-Diagramm, wenn ein Adress- oder Datenbus als zwei parallele Linien (oben und unten) gezeichnet ist, die sich stellenweise X-förmig kreuzen?
  25. Was ist zu beachten, wenn der im Datenblatt angegebene θJA (Wärmewiderstand Sperrschicht–Umgebung) für die Wärmeauslegung eines realen Geräts verwendet wird?
  26. Ein IC mit der maximalen Sperrschichttemperatur Tj(max) = 125 °C und θJA = 50 °C/W wird bei einer Umgebungstemperatur Ta = 85 °C betrieben. Wie hoch ist die zulässige Verlustleistung höchstens?
  27. Welche Kombination verwendet man als Wärmewiderstand von der Sperrschicht zur Umgebung, wenn die Sperrschichttemperatur eines Leistungsbauelements mit Kühlkörper abgeschätzt wird?
  28. Wie wird der im Datenblatt angegebene ψJT (thermischer Kennwert Sperrschicht–Gehäuseoberseite) richtig verwendet?
  29. Bei einem Gehäuse beträgt die zulässige Verlustleistung bis 25 °C Umgebungstemperatur 1,0 W; darüber nimmt sie linear ab und erreicht bei 150 °C 0 W. Wie hoch ist die zulässige Verlustleistung bei 75 °C Umgebungstemperatur?
  30. Ein Silizium-Leistungs-MOSFET hat laut Datenblatt RDS(on) = 10 mΩ (Tj = 25 °C, VGS = 10 V). Welche Herangehensweise ist für den Betrieb bei etwa Tj = 125 °C richtig?
  31. Welche Aussage über einen MOSFET mit VGS(th) = 1,0 bis 2,5 V (ID = 250 µA) ist richtig?
  32. Ein MOSFET mit einer Gesamtgateladung Qg = 50 nC wird mit 10 V Gate-Spannung und 100 kHz Schaltfrequenz angesteuert. Wie groß ist die für die Gate-Ansteuerung benötigte Leistung ungefähr?
  33. Wie liest man das Diagramm des sicheren Arbeitsbereichs (SOA) eines Leistungs-MOSFETs richtig?
  34. Welche Aussage über die Sperrverzögerungszeit trr im Datenblatt einer Diode ist richtig?
  35. Bis zu welcher Frequenz kann ein Operationsverstärker mit einer Anstiegsrate (Slew Rate) von 0,5 V/µs eine Sinusschwingung mit 10 V Amplitude (Spitzenwert) ungefähr verzerrungsfrei ausgeben?
  36. Mit einem Operationsverstärker mit einer Eingangsoffsetspannung von max 2 mV wird ein nichtinvertierender Verstärker mit 100-facher Verstärkung aufgebaut. Welcher Richtwert gilt für die maximale Fehlerspannung, die bei 0 V am Eingang am Ausgang auftreten kann?
  37. Im Datenblatt eines mit einfacher 5-V-Versorgung betriebenen Operationsverstärkers ist der Gleichtakteingangsbereich mit „0 V bis (V+ − 1,5 V)“ angegeben. Welche Aussage ist richtig?
  38. Bei einem LDO mit 3,3 V Ausgangsspannung ist die Dropout-Spannung mit max 300 mV (bei 500 mA Ausgangsstrom) spezifiziert. Welche Eingangsspannung ist mindestens nötig, um bei 500 mA die Ausgangsspannung zu halten?
  39. Am Eingang eines LDO mit einer PSRR (Versorgungsspannungsunterdrückung) von 60 dB bei 1 kHz liegt eine Welligkeit von 1 kHz mit 100 mV Amplitude. Welcher Richtwert gilt für die am Ausgang auftretende Welligkeit?
  40. Welche Bedingung hängt am engsten mit der Garantie „keine fehlenden Codes (no missing codes)“ im Datenblatt eines A/D-Wandlers zusammen?
  41. Für einen 16-Bit-A/D-Wandler ist ein SINAD (Signal-Rausch-und-Verzerrungs-Verhältnis) von 74 dB spezifiziert. Wie groß ist die effektive Bitzahl (ENOB) ungefähr?
  42. Welche Aussage zur üblichen Pin-Nummerierung bei Gehäusen wie QFP oder SOP ist richtig?
  43. Wie wird das große freiliegende Pad (Exposed Pad) auf der Unterseite eines QFN-Gehäuses üblicherweise behandelt?
  44. Im Datenblatt steht „ESD-Festigkeit: HBM ±2 kV, CDM ±500 V“. Welche Interpretation dieser Werte ist richtig?
  45. Wie ist ein SMD-Bauteil mit der Kennzeichnung MSL 3 (Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe 3) richtig zu handhaben?
  46. Was bedeutet „RoHS-konform“ bei elektronischen Bauteilen?
  47. Was ist der Hauptzweck, die Revisionshistorie (Revision History) eines Datenblatts zu prüfen?
  48. Welche Beschreibung des Inhalts der u. a. für Mikrocontroller bereitgestellten Dokumente namens „Errata“ ist richtig?
  49. Wie sind die Diagramme der „typischen Kennlinien (Typical Characteristics)“ im Datenblatt richtig zu behandeln?
  50. Welcher Wert kommt in einem Diagramm mit logarithmisch geteilter horizontaler Achse dem Punkt genau in der Mitte zwischen den Teilstrichen 10 und 100 am nächsten?

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