Đầu vào không được kết nối có thể làm cho một IC ấm lên?

Tôi đang sử dụng PLF ATF16V8 cho một số logic keo đơn giản. Trong khi thử nghiệm nó trên một bảng tạo mẫu, tôi nhận thấy rằng nó ấm lên khi chạm vào gần như ngay lập tức. Tôi đã kiểm tra rằng không có đầu ra nào bị ngắn mạch, nhưng tôi cũng biết nhiều đầu vào không được kết nối.

ATF16V8 là một mạch CMOS và tôi đọc rằng các đầu vào nổi có thể là một vấn đề với công nghệ này, không giống như với TTL. Đây có thể là nguyên nhân của sản lượng nhiệt và tại sao?

Có, mạch CMOS có thể bị nóng khi có đầu vào nổi. Bạn phải luôn kết nối các chân đầu vào CMOS không sử dụng với điện áp xác định, thường là GND hoặc Vdd, trừ khi biểu dữ liệu cho bạn biết khác (xem thêm phần cuối của câu trả lời này và câu trả lời của Michael ). Nếu một pin có thể được cấu hình là đầu vào hoặc đầu ra và bạn không chắc nó sẽ là gì, thì bạn có thể đặt một điện trở giữa pin và GND / Vdd.

Nếu bạn để các chân không được kết nối, chúng được gọi là "nổi" và có điện áp không xác định. Điện áp đó có thể là do cảm ứng trên dây dẫn gói, dòng rò bên trong hoặc bên ngoài gói, phóng tĩnh, v.v. Điểm quan trọng là bạn không biết điện áp ở các cổng của bóng bán dẫn đầu vào mà pin được kết nối ( tín hiệu A trong biến tần CMOS bên dưới).

Trong trường hợp xấu nhất, điện áp không xác định này sẽ nằm ở đâu đó giữa "cao" và "thấp", do đó cả hai bóng bán dẫn đều dẫn điện cùng một lúc. Do đó, một dòng điện cao (vài 10-100 mA) chảy qua các bóng bán dẫn từ Vdd đến GND (Vss), do đó tạo ra nhiệt và có thể phá hủy chip.

Một số IC có các mạch đặc biệt ở chân đầu vào của chúng để ngăn điều này xảy ra. Mạch này thường được gọi là người giữ xe buýt hoặc người giữ xe buýt , nhưng cũng có thể được tìm thấy dưới các tên khác như người giữ đệm (bộ xử lý egiMX). Nó thực chất là một bộ đệm (hai bộ biến tần nối tiếp) và một điện trở lớn được kết nối với chân đầu vào. Điều này đảm bảo rằng chân đầu vào luôn được điều khiển ở mức cao hoặc thấp khi không có gì khác đang lái nó.

Nguồn hình ảnh: Wikimedia, miền công cộng.

Không phải trong trường hợp này. Để trích dẫn biểu dữ liệu :

Tất cả các thành viên gia đình ATF16V8B (QL) có đầu vào bên trong và điện trở kéo lên I / O. Do đó, bất cứ khi nào đầu vào hoặc I / O không được điều khiển từ bên ngoài, chúng sẽ nổi lên VCC. Điều này đảm bảo rằng tất cả các đầu vào mảng logic đều ở trạng thái đã biết. Đây là những pull-up hoạt động tương đối yếu có thể dễ dàng bị điều khiển bởi các trình điều khiển tương thích với TTL (xem sơ đồ I / O bên dưới).

Biểu đồ cho thấy một điện trở kéo lên> 50kΩ. Vì vậy, trừ khi bạn có dây rất dài kết hợp với khí thải điện tử rất mạnh, tôi rất nghi ngờ nó có thể gây ra sự cố không mong muốn.

Các thiết bị khác có thể tăng mức tiêu thụ năng lượng với các chân nổi, nhưng tôi nghi ngờ rằng nó sẽ đủ để làm cho nó ấm lên rõ rệt.

Để trích dẫn ví dụ một ghi chú ứng dụng vi điều khiển EFM32:

Tất cả các chân không được kết nối trên EFM32 phải được cấu hình với cài đặt GPIO-> P [x] .MODEL / MODEH thành 0 (Đã tắt). Trong cài đặt này, cả trình kích hoạt schmitt đầu vào và trình điều khiển đầu ra đều bị tắt. Nếu đầu vào được bật (kích hoạt schmitt), đầu vào nổi có thể dẫn đến việc thường xuyên bật trình kích hoạt schmitt và tăng mức tiêu thụ điện năng.

Câu hỏi nói

nó ấm lên khi chạm vào gần như ngay lập tức

trong trường hợp bình thường nó không nên xảy ra. Hãy xem xét bảng dữ liệu GAL16V8 vì nó chứa một số thông tin hữu ích:

Lattice S bán dẫn khuyến nghị rằng tất cả các đầu vào I / O không sử dụng được kết nối với một đầu vào hoạt động khác, Vcc hoặc Ground. Làm điều này sẽ có xu hướng cải thiện khả năng chống ồn và giảm Icc cho thiết bị.

Nó tuyên bố rằng đầu vào và I / O tri-tuyên bố nên được kết nối với một nơi nào đó, bao gồm cả đường ray điện. Vì PLD là thiết bị có thể định cấu hình, có thể định cấu hình pin làm đầu vào, I / O hoặc làm đầu ra.

Trong trường hợp bạn kết nối pin với mặt đất hoặc đường ray điện và pin có vẻ là đầu ra hoạt động bởi vì nếu được cấu hình như vậy, sẽ có rò rỉ quá mức hiện tại và thiết bị sẽ bắt đầu sưởi ấm.

Tôi đã gặp trường hợp như vậy trước đây (phát hiện ra khi tôi được yêu cầu khắc phục sự cố quá nhiệt PLD), thiết bị GAL đã không chiên nhưng đang rất nóng. Nó có thể là trường hợp của bạn quá. Bạn nên kiểm tra cấu hình của PLD và đảm bảo rằng các chân đầu ra không được kết nối với đường ray nguồn và không được kết nối với các chân đầu ra khác.