Чи можуть непоєднані входи нагріти ІС?

Я використовую PLD ATF16V8 для певної простої логіки клею. Випробовуючи його на прототипі, я помітив, що він нагрівається майже на дотик. Я перевірив, що жодних виходів не було короткого замикання, але я також знав, що багато входів залишилися без зв'язку.

ATF16V8 - це схема CMOS, і я прочитав, що плаваючі входи можуть бути проблемою з цією технологією, на відміну від TTL. Чи може це бути причиною тепловіддачі і чому?

Так, схеми CMOS можуть нагріватися, коли є плаваючі входи. Ви завжди повинні підключати невикористані вхідні штифти CMOS до визначеної напруги, як правило, GND або Vdd, крім випадків, коли лист не говорить про інше (див. Також кінець цієї відповіді та відповідь Майкла ). Якщо контакт може бути налаштований як вхід, так і вихід, і ви не впевнені, що це буде, тоді ви можете розмістити резистор між штифтом і GND / Vdd.

Якщо ви залишаєте штирі не з’єднані, вони, як кажуть, «пливуть» і мають невстановлену напругу. Ця напруга може бути від індукції на відведеннях упаковки, струмів витоку всередині або поза пакетом, статичного розряду тощо. Ключовим моментом є те, що ви не знаєте напруги на воротах вхідних транзисторів, до яких підключений штифт ( сигнал А в інверторі CMOS нижче).

У гіршому випадку ця невизначена напруга буде десь між "високим" і "низьким", так що обидва транзистора є провідними одночасно. Таким чином, високий струм (кілька 10-100 мА) проходить через транзистори від Vdd до GND (Vss), тим самим генеруючи тепло і, можливо, руйнуючи мікросхему.

Деякі ІМС мають спеціальні схеми на вхідних штифтах, щоб не допустити цього. Цю схему зазвичай називають власником шини або шиною , але її також можна знайти під іншими назвами, такими як зберігач майданчиків (процесори egiMX). По суті це буфер (два інвертора послідовно) і великий резистор, підключений до вхідного штифта. Це гарантує, що вхідний штифт завжди ведеться до високого або низького, коли більше нічого не веде його.

Джерела зображень: Wikimedia, загальнодоступне надбання.

Не в цьому випадку. Для цитування даних :

Усі члени сімейства ATF16V8B (QL) мають внутрішні вхідні та підвісні резистори. Тому щоразу, коли входи або введення / виведення не керуються зовні, вони будуть плавати до VCC. Це забезпечує, що всі входи логічного масиву знаходяться у відомих станах. Це відносно слабкі активні підключення, які легко переборюються за допомогою драйверів, сумісних з TTL (див. Схеми вводу та вводу / виводу нижче).

На схемі показано підтягуючий резистор “> 50kΩ”. Тому, якщо у вас дуже довгі дроти в поєднанні з дуже сильними електронними викидами, я дуже сумніваюся, що це може спричинити небажане перемикання.

Інші пристрої можуть збільшити споживання електроенергії з плаваючими штифтами, але я сумніваюся, що цього було б достатньо, щоб воно було відчутно теплим.

Цитувати, наприклад, примітку про застосування мікроконтролера EFM32:

Усі непоєднані штифти на EFM32 повинні бути налаштовані з налаштуваннями GPIO-> P [x] .MODEL / MODEH до 0 (вимкнено). У цьому налаштуванні і тригер вхідного сигналу, і вихідний драйвер вимкнені. Якщо вхід увімкнено (включений тригер schmitt), плаваючі входи в противному випадку можуть призвести до частого перемикання тригера schmitt та збільшення споживання електроенергії.

Питання говорить

вона нагрівається на дотик майже негайно

за звичайних обставин цього не повинно статися. Давайте розглянемо таблицю даних GAL16V8, оскільки вона містить корисну інформацію:

Решітка-напівпровідник рекомендує всі невикористані входи та тризначні штифти вводу / виводу підключати до іншого активного входу, Vcc або Ground. Це сприятиме підвищенню рівня захисту від шуму та зниженню Icc для пристрою.

У ньому йдеться про те, що входи та тривизначені введення / виведення повинні бути десь підключені, включаючи силові рейки. Оскільки PLD є пристроєм, що може бути налаштований, можна налаштувати штифт як вхід, введення / вивід або як вихід.

Якщо ви підключите штифт до заземлення або силової шини, і контактний контакт видається активним, тому що якщо це було налаштовано, виникла надмірна течія струму, і пристрій почне нагріватися.

У мене був такий випадок раніше (з'ясувалося, коли мене попросили усунути неполадки PLD), пристрій GAL не смажився, але дуже сильно нагрівався. Це може бути і ваша справа. Ви повинні перевірити конфігурацію PLD і переконатися, що вихідні штифти не підключені до шин живлення та не підключені до іншого вихідного штифта.