Richi´s Lab

ST Microelectronics TDE1737

TDE1737

Der TDE1737 ist ein Relais- und Lampentreiber wie der TDE1647. Während der TDE1647 eine Highside-Endstufe enthält, besitzt der TDE1737 eine Lowside-Endstufe. Die Sperrspannung beträgt bis zu 50V, der Strom darf auf bis zu 1A ansteigen.

 

TDE1737 Datenblatt Blockschaltbild

Das Datenblatt enthält ein Blockschaltbild, das die Funktionsweise des Bausteins zeigt. Am Eingang befindet sich ein Differenzverstärker, der den Endstufentransistor steuert. Ein Übertemperaturschutz kann in diese Ansteuerung eingreifen. Der Kreis mit dem G steht wahrscheinlich für eine Masseverlust-Schutzschaltung, die beim TDE1737 eher eine Unterspannungsabschaltung ist. Die Überstrombegrenzung kann extern mit dem Shunt Rsc eingestellt werden.

 

TDE1737 Datenblatt Schaltplan Analyse

Der Differenzverstärker am Eingang (gelb) ist ähnlich aufgebaut wie im TDE1647. Hier fehlt allerdings die gemeinsame Stromquelle. Der Strom durch die Zweige wird nur über die Transistoren Q3/Q4 eingestellt. Die Arbeitspunkteinstellung (blau) und Referenzstromerzeugung (türkis) sind ansonsten genauso dargestellt wie im TDE1647.

Der Ausgang des Differenzverstärkers durchläuft zwei Verstärkerstufen (rosa). Die zweite Verstärkerstufe erinnert an einen Darlington-Transistor. Q6 ist allerdings als Diode verschaltet. Die hohe Stromverstärkung eines Darlington-Transistors war hier anscheinend nicht wünschenswert. Der Spannungsabfall über Q6 ist allerdings notwendig, damit sich Q9 sauber abschalten lässt.

Solange der Transistor Q9 inaktiv ist, steuert der Strom der Stromquelle Q15 die Endstufe aus, die aus einem Darlingtontransistor besteht (rot). Der Transistor Q24 (grün) leitet als Überstromschutz den Basisstrom der Endstufe ab, wenn zuviel Spannung über den externen Shunt abfällt.

Der Übertemperaturschutz des TDE1737 (grau) basiert auf der Referenzspannung der Referenzstromerzeugung (türkis). Erhöht sich die Temperatur, so fällt die Basis-Emitter-Spannung von Q18 und es fließt ein Strom durch Q18, Q21 und Q17. Der Stromspiegel Q17 steuert dann Q16 aus und leitet darüber den Basisstrom der Endstufe ab.

Die restlichen Elemente (lila) scheinen eine ähnliche Funktion darzustellen wie die Schutzschaltung vor Masseverlust im TDE1647. Masseverlust ist bei einem Lowsidetreiber weniger kritisch. Die Schaltung könnte den TDE1737 allerdings vor zu niedrigen Versorgungsspannungen schützen, bei denen eine ordnungsgemäße Funktion nicht mehr garantiert werden kann. Erst wenn die Spannung zwischen Vcc und GND hoch genug ist, dass D2 leitend wird, leitet Q23 den Strom aus der Stromquelle Q15 ab und deaktiviert so den Transistor Q22, der ansonsten wie der Transistor Q16 die Endstufe inaktiv hält.

 

TDE1737 Die

TDE1737 Die

Die Abmessungen des Dies betragen 2,1mm x 1,4mm. An der unteren Kante verweist ein verhältnismäßig großes Logo auf ST Microelectronics.

 

TDE1737 Die Detail

An der oberen Kante findet sich eine Jahreszahl, die nur schlecht zu erkennen ist. Es scheint das Jahr 1985 abgebildet worden zu sein.

 

TDE1737 Die Detail

In der unteren linken Ecke sind die Zeichen 1737.C in der Metalllage abgebildet. Das C könnte für eine dritte Revision des Designs stehen.

 

TDE1737 Die Detail

TDE1737 Die Detail

In der oberen linken Ecke sind die Revisionen der Masken dargestellt. Zwei Masken kann man nur schlecht erkennen, es handelt sich aber wie beim TDE1647 um insgesamt sieben Masken.

 

TDE1737 Die Detail

X057 könnte eine interne Projektbezeichnung sein.

 

TDE1737 Die Analyse

Bei einer genaueren Analyse des Dies zeigen sich einige kleinere Unterschiede zum Schaltplan. Außerdem fällt auf, dass das Design an vielen Stellen dem TDE1647 sehr ähnlich ist.

 

TDE1737 Schaltplan korrigiert

Am auffälligsten ist, dass der lila Schaltungsteil komplett fehlt. Dafür hat man in den Kollektorpfad der Stromquelle Q15 zwei Dioden integriert. Wahrscheinlich sorgt der zusätzliche Spannungsabfall dafür, dass die Endstufe erst ausgesteuert werden kann, wenn die Versorgungsspannung einen Wert erreicht, bei dem auch der Rest der Schaltung ordnungsgemäß funktioniert.

 

TDE1737 Die Analyse

An der oberen Kante befindet sich ein Bondpad, dass sich keiner Funktion zuordnen lässt. Die Stromquelle Q14 besitzt einen zusätzlichen Kollektor, dessen konstanter Strom zu einer kleinen Schaltung unterhalb des Bondpads geführt wird. Dort befindet sich der NPN-Transistor Qa und der Widerstand R mit drei Abgriffen.

 

TDE1737 Die Analyse

Es bleibt unklar welche Funktion der zusätzliche Schaltungsteil hat. Es könnte sein, dass darüber die Fertigungsqualität bestimmt werden konnte. Vielleicht handelt es sich auch um einen Vorhalt, der erst mit einer anderen Variante der Metalllage eine sinnvolle Funktion darstellt.

 

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