Kann ich (ab) einen Transistor als ESD-Schutzdiode verwenden?

Die MIDI-Spezifikation schlägt eine schnell schaltende Diode vor, um die LED des Optokopplers vor ESD zu schützen, die die Sperrspannung überschreiten könnte:

Dies ist jedoch die einzige verwendete Diode. Ich könnte die Stückliste vereinfachen, wenn ich sie durch eine Komponente ersetzen könnte, die bereits an anderer Stelle in der Schaltung verwendet wird. Warum also nicht einen PN-Übergang eines Allzwecktransistors verwenden?

Im Vergleich zum 1N4148 hat der 2N3904 kleinere Durchbruchspannungen, dies wäre jedoch in dieser Anwendung nicht von Bedeutung, da die LED solche Spannungen klemmt. Andere Parameter wie Kapazität oder Maximalstrom sind vergleichbar. Das sieht also so aus, als würde der Transistor funktionieren, nicht wahr?

Und welcher Übergang sollte verwendet werden, Basis / Emitter, Basis / Kollektor oder beides? Und was tun mit der unbenutzten Kreuzung?

Ja, das ist kein Problem. Schließen Sie einfach den Kollektor an die Basis an und verwenden Sie diesen als Diode. Kein Missbrauch beteiligt. Eine Diode, sogar eine LL4148, ist etwas robuster als ein Transistor mit Diodenanschluss, aber das sollte hier kein Problem sein.

Hier ist das leichte Überschwingen in der Reaktion bei geöffneter LED und angeschlossenem 2N3904 (+/- 10 V Eingang über einen 220R-Widerstand), 10 ns Anstiegs- und Abfallzeiten, simuliert in LTSpice mit 1 ns maximaler Schrittgröße:

Ich habe es ehrlich gesagt nicht versucht. Also werde ich "auf Theorie" gehen.

$t_{rr}$

Schauen Sie sich Abbildung 35 im OP77-Datenblatt von Analog an. Sie werden so etwas wie das sehen, wovon Sie sprechen. Sie verwenden jedoch den BC-Übergang, wahrscheinlich aufgrund der größeren Durchbruchspannung. (Der BE-Übergang toleriert normalerweise nicht viel - oft 5 oder 6 Volt.)

$20\:\textrm{kV}$

In Ferrantis Anwendungsbericht E-Line Transistor Applications werden die verschiedenen Diodenanschlüsse erläutert (S. 70):

Verwendung des ZTX300 (BCW10) als Diode

Drei mögliche Verbindungsmethoden werden beschrieben:

1. Kollektor / Basis (mit an die Basis angeschlossenem Emitter).
   Diese Verbindung ergibt eine Diode mit einer mittleren Erholungszeit, einer kleinen Kapazität und einer hohen Sperrspannung, die durch den Kollektor-Basis-Übergang bestimmt wird.
2. Basis / Emitter (Kollektor an Basis angeschlossen).
   Die Diode hat eine kurze Erholungszeit, eine kleine Kapazität und eine niedrige Sperrspannung, die den Basis-Emitter-Übergang bestimmt.
3. Basis / Emitter (Kollektor an Emitter angeschlossen).
   Die Diode hat eine lange Rückwärtserholungszeit, eine große Kapazität und eine niedrige Rückwärtsspannung, die durch den Basis-Emitter-Übergang bestimmt wird.

Method of   Recovery Time nSec.        Capacitance pF
Connection  IF=IR=10mA. R=50Ω    at zero   at reverse voltage
                                 voltage   -10V      -5V
----------  -------------------  -------  --------  --------
 1            89                   7        3
 2             2.7                 7                  3.5
 3           244                  13                  5.5

Die angegebene Erholungszeit ist das Intervall zwischen dem negativen Eingangsimpuls, der 10% seines Endwerts erreicht, und dem Rückstrom, der 10% seines Maximalwerts erreicht.

Die Grafik zeigt die Änderung der Kapazität mit der Sperrspannung.

Verbindung 2 würde also das Verhalten ergeben, das dem 1N4148 am ähnlichsten ist.

Ich denke, die Alternative zur Diode ist die schematische Nummer 2. Eine Konföderation ist, dass Sie einen Widerstand zwischen Emitter und Basis verwenden sollten, um den Transistor zu schützen.