Der TDE1647 ist ein Relais- und Lampentreiber von Thomson Semiconducteurs. Er sperrt bis zu 50V und leitet bis zu 1A. Der Wert, auf den der Kurzschlussstrom begrenzt wird, kann über einen externen Shunt eingestellt werden. Der Baustein enthält außerdem eine Übertemperaturabschaltung.
Das Datenblatt enthält ein Blockschaltbild, das die Funktionsweise des TDE1647 zeigt. Die zwei Eingänge steuern einen Differenzverstärker, der einen Leistungstransistor am Ausgang kontrolliert. Abhängig vom Spannungsabfall über den externen Shunt, leitet ein weiterer Transistor den Basisstrom des Leistungstransistors ab und begrenzt so den Ausgangsstrom. Auch der Übertemperaturschutz kann den Basisstrom ableiten. Das Quadrat mit dem G könnte für die Masseverlust-Schutzschaltung stehen, die der TDE1747 beinhaltet. Der TDE1747 teilt sich mit dem TDE1647 ein Datenblatt.
Das Datenblatt enthält außerdem einen vollständigen Schaltplan des TDE1647 beziehungsweise TDE1747. Am Eingang befindet sich ein klassischer Differenzverstärker (gelb). Die Stromquelle Q10 gehört zu einem Netzwerk von Stromquellen (blau), das auf einer Referenzstromquelle basiert (türkis). Der Strom durch den Differenzverstärker wird allerdings nicht durch Q10 festgelegt, sondern über die Transistoren Q3 und Q4 eingeregelt.
Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers durchläuft zwei Verstärkerstufen (rosa). Die eigentliche Verstärkerstufe besteht aus dem Darlington-Paar Q6/Q9. Der Transistor Q5 leitet den Basisstrom dieses Darlington-Paars ab, wenn er aktiviert wird.
Der graue Schaltungsteil stellt den Übertemperaturschutz dar. An R2 liegt ein konstantes Potential an. Erhöht sich die Temperatur, dann sinkt die Basis-Emitter-Spannung von Q28 und es fließt ein Strom durch R10. Der Stromspiegel Q17 leitet einen proportionalen Strom durch D3 zu Q28 und realisiert so eine Hysterese. Gleichzeitig wird der Transistor Q29 aktiv, der den Strom der Stromquelle Q15 ableitet, ohne den die Endstufe abschaltet.
Das Steuersignal des Ausgangstransistors durchläuft eine überraschend komplexe Schaltung (lila). Es scheint sich hier um die Masseverlust-Schutzschaltung des TDE1747 handelt. Fließt ein Strom durch die Darlington-Transistoren Q6/Q9, so fließt er auch über Q23 und aktiviert darüber die Endstufe. Im Fall eines Masseverlusts ist der Spannungsabfall über diesen Schaltungsteil sehr niedrig. Dann dominiert der Strompfad über Q25 und Q22 und der Strom der Stromquelle Q15 wird abgeleitet, so dass die Endstufe inaktiv bleibt.
Die Ansteuerung der Endstufe erfolgt über den Transistor Q18 (dunkelrot). Die Endstufe (rot) besteht aus einem Sziklai-Paar. Dort fehlt im Schaltplan ein Punkt. Im Überstromschutz (grün) kann Q24 den Basisstrom der Endstufe ableiten.
Das Gehäuse besitzt sechs Pins. Die leistungsführenden Pins sind rechts gruppiert, während die Ansteuerung und das Massepotential links zugeführt werden.
Die Abmessungen des Dies betragen 4,2mm x 2,9mm. Die einzelnen Elemente sind deutlich zu erkennen.
Der Endstufentransistor besteht aus drei Bereichen. Die Breiten der Leitungen sind an die lokalen Stromstärken angepasst. Jeder Bereich besitzt einen Widerstand auf der Emitterseite, der eine gleichmäßige Stromaufteilung garantiert. Bei der Kontaktierung jedes Emitterstreifens zeichnet sich in der Metalllage die Kontur einer Verjüngung ab, die für den einzelnen Transistor einen Emitterwiderstand darstellt. Interessant ist, dass man im obersten Bereich den Emitterstreifen ganz links entfallen hat lassen.
An der oberen Kante befindet sich eine längliche Struktur. Dabei handelt es sich um den Treibertransistor, der als PNP-Transistor verhältnismäßig groß sein muss.
Das Die trägt bereits ein ST-Logo. Das Symbol daneben ist wahrscheinlich ein Verweis auf Thomson Semiconducteurs. 1937 betrieb Thomson, noch unter einem anderen Firmennamen, die erste Fernsehübertragung vom Eifelturm.
An der unteren Kante sind die Revisionen von acht Masken abgebildet. Demnach wurden alle Masken einmal und eine zweimal überarbeitet.
Die Zahlen 1747 zeigen, dass dieses Design auch für den TDE1747 verwendet werden kann. Analysiert man die Schaltung, so zeigt sich, dass der Schaltungsteil, der wahrscheinlich die Masseverlust-Schutzschaltung darstellt, hier vorhanden und aktiv ist. Das bedeutet, dass in diesem TDE1647 tatsächlich ein TDE1747 eingebaut wurde.
P160 könnte eine interne Projektbezeichnung sein.
Analysiert man die Schaltung auf dem Die so finden sich ein paar kleinere Unterschiede zum Schaltplan.
Zeichnet man den Schaltplan entsprechend um, so ergibt sich folgendes Bild.
Der Widerstand R2 zwischen den Widerständen R13 und R14 fehlt auf dem Die. Ebenso fehlt der Widerstand R7 in der Zuleitung von Q23 und Q18. Dafür befindet sich in der Zuleitung zu Q17 ein Widerstand, der im Schaltplan fehlt. Manchmal werden solche Widerstände auch nur als Unterquerungen genutzt und ihr Wert ist irrelevant. Hier scheint es sich allerdings um einen gewollten Widerstand zu handeln.
Q6 wird in der realen Schaltung nicht von Q13, sondern von Q15 versorgt. Zwischen Q15 und Q6 befindet sich eine Diode.
Der Transistor Q24, der den Überstromschutz darstellt, besitzt auf dem Die einen Basiswiderstand. Außerdem befindet sich im Kollektorpfad eine überraschend große Diode. Damit wurde vermutlich die Einsatzspannung des Überstromschutzes justiert.
