तर्क गेट के इनपुट पर Vcc से अधिक नहीं होना क्यों महत्वपूर्ण है?

11

Vcc से अधिक वोल्टेज देखने पर लॉजिक गेट (मैजिक स्मोक डिस्चार्ज के अलावा) क्या होता है? क्या यह सिर्फ इसलिए है क्योंकि गेट को अनुशंसित Vcc की तुलना में अधिक वोल्टेज को संभालने के लिए नहीं बनाया गया था, या क्या यह आमतौर पर वोल्टेज को वास्तविक Vcc तक सीमित करने के लिए भी महत्वपूर्ण है, भले ही चिप वोल्ट रेंज में काम करता हो?

voltage

— joeforker
स्रोत

6

मुझे टैग "मैजिक-स्मोक" :)

— bjarkef

मेरा मानना है कि आपका मतलब "अधिकतम अनुशंसित वोल्टेज से अधिक" है, जो आमतौर पर Vcc + 0.7 या ऐसा ही कुछ है। 0.1V अधिक है? बिल्कुल कुछ नहीं।

— केविन वर्मर

अब जब ESD सुरक्षा डायोड की व्याख्या की गई है, तो मुझे लगता है कि मैं डेटाशीट में + - V सिफारिशों को समझता हूं; संभवतः आपको उन डायोड से विशिष्ट 0.6V डायोड ड्रॉप से अधिक नहीं होने की सलाह दी जाती है।

— जोफॉकर

13

यह वास्तविक VCC है जो मायने रखता है।

लॉजिक गेट्स (और माइक्रोप्रोसेसर) में VCC के लिए एक डायोड और हर इनपुट और आउटपुट पिन पर GND का एक डायोड होता है। (कुछ चिप्स को छोड़कर, जिनमें कुछ "उच्च-वोल्टेज सहिष्णु" खुले-कलेक्टर पिंस हैं, जैसा कि पिंग्सवैप उल्लेख किया गया है)।

यदि आप उस समय वास्तविक VCC से अधिक इनपुट ड्राइव करते हैं, तो उस डायोड से करंट प्रवाहित होगा।

जब तक आप डेटाशीट में सूचीबद्ध अधिकतम करंट के नीचे उस डायोड के माध्यम से करंट को सीमित करते हैं, तब तक मामूली ओवर-वोल्टेज कोई स्थायी नुकसान नहीं करेगा। हालांकि, यहां तक कि जब बहुत कम मात्रा में वर्तमान तक सीमित होता है, तो यह चिप पर एनालॉग सर्किट को बाधित करने के लिए पर्याप्त है - एक एडीसी इनपुट पिन पढ़ने वाले एडीसी से डिजीटल मूल्य पूरी तरह से गलत हो सकता है जब यह वीसीसी पर थोड़ा ऊपर वोल्टेज से परेशान होता है कुछ और पिन।
उस डायोड के माध्यम से प्रतीत होने वाली छोटी धाराएं स्थानीय रूप से उस पिन के आसपास की चिप पर इस क्षेत्र को ओवर-हीट कर सकती हैं, जिससे उस पिन से जुड़ी कार्यक्षमता नष्ट हो सकती है। एक व्यक्ति यह पता लगाने के लिए दिन बिता सकता है कि उसका सॉफ्टवेयर ऐसा क्यों लगता है कि वह ज्यादातर ठीक काम करता है, केवल उस एक पिन से जुड़े सामान को छोड़कर। (लगता है कि मुझे यह कैसे पता है?)
उस डायोड के माध्यम से थोड़ी बड़ी धाराएँ पूरी चिप को गर्म और नष्ट कर सकती हैं।

— davidcary
स्रोत

4

+1 के लिए "... उनका सॉफ़्टवेयर ऐसा लगता है कि यह ज्यादातर ठीक काम करता है, केवल उस एक पिन से जुड़े सामान को छोड़कर।" वहाँ किया गया था कि!

— केविन वर्मर

2

मैं चाहता हूं कि डेटा शीट लिफाफे को निर्दिष्ट करने में स्पष्ट शब्दावली का उपयोग करें जिसमें सही व्यवहार (या डिवाइस क्षति की कमी) की गारंटी है (उदाहरण के लिए "यह पिन क्षति के बिना मनमानी वोल्टेज की क्षमता से जुड़ा हो सकता है बशर्ते कि वर्तमान + 100uA या -1mA तक सीमित हो , या बशर्ते कि वीडीडी बाह्य रूप से 5.5 वोल्ट से अधिक वोल्टेज से चिपके हुए हो और करंट 1mA तक सीमित हो। यदि वर्तमान 10uA तक सीमित है तो पिन को बाधित किए बिना ऑपरेशन को मनमाने ढंग से वोल्टेज की क्षमता से जोड़ा जा सकता है। यदि पिन वोल्टेज वीडीडी के बीच है। VDD + 0.3V, ...

— सुपरकैट

1

... या VSS-0.3V और VSS के बीच, वर्तमान की एक अनिर्दिष्ट मात्रा पिन के माध्यम से बह सकती है, लेकिन डिवाइस को बिना नुकसान के उस वर्तमान का सामना करने की गारंटी है। यदि ऑपरेशन के दौरान पिन वोल्टेज VDD और VDD + 0.1V के बीच, या VSS और VSS-0.1 के बीच होता है, तो पिन के माध्यम से अतिरिक्त करंट 100uA से अधिक नहीं होगा, और डिवाइस ऑपरेशन को प्रभावित नहीं करेगा। "मुझे आश्चर्य है कि डेटा शीट की पेशकश क्यों नहीं की जा सकती है। स्पष्ट चश्मा, यहां तक कि केवल बहुत रूढ़िवादी भी?

— सुपरकैट

15

आप खरीद सकते हैं लगभग हर आईसी में कई "छिपी हुई विशेषताएं" होती हैं जिन्हें माना जाता है कि वे मौजूद हैं और इस प्रकार डेटशीट में चर्चा नहीं की गई है।

इनमें बॉडी डायोड / ईएसडी दमन डायोड हैं। ये लोग आम तौर पर हर डिवाइस पर हर I / O पिन को छिपाते हैं, जिसमें लॉजिक गेट्स से लेकर मेमोरी तक हाई-एंड माइक्रोप्रोसेसर होते हैं। वे किसी भी वोल्टेज को रूट करते हैं जो VDD (आपूर्ति वोल्टेज) से अधिक है या उपयुक्त रेल के लिए वीएसएस (आपूर्ति आम) की तुलना में कम है।

यदि आप इनमें से किसी भी सीमा से अधिक वोल्टेज लागू करते हैं, तो शरीर के डायोड आगे-पक्षपाती हो जाते हैं और प्रभावी ढंग से पिन पर स्तर को VDD या VSS में जोड़ देते हैं। यह एक अच्छी बात है और आम तौर पर ऐसा लगता है, लेकिन वे बहुत छोटे उपकरण हैं और बहुत शक्ति को नष्ट नहीं कर सकते हैं। आप इस डायोड को नुकसान पहुंचा सकते हैं (इसे छोटा कर सकते हैं या इसे खोल सकते हैं)। पूर्व मामले में यह "अटक" I / O पिन को जन्म दे सकता है, और बाद के मामले में, अगले ओवरवॉल्टेज इनपुट को नष्ट कर सकता है।

ओपन-कलेक्टर आउटपुट कुछ आउटपुट को नियंत्रित करने में सक्षम होते हैं, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है। इनपुट के साथ श्रृंखला में छोटे प्रतिरोधों को डालना जो बुरा वोल्टेज के संपर्क में आ सकते हैं, और / या बाहरी डायोड (यहां तक कि 1N914 आईसी पर ही सुरक्षा डायोड की तुलना में बहुत बड़ा है) का उपयोग करना उपकरणों की रक्षा करने में मदद करने का एक अच्छा तरीका है।

बेशक, लगातार या बार-बार होने वाली क्षणिक घटनाओं को संभालने के लिए अपने इनपुट या आउटपुट सर्किटरी को ठीक से डिज़ाइन करना इनकी और अपने आप में एक डिज़ाइन चुनौती हो सकती है। सामान्यतया, यदि आप एक महंगे हिस्से को उड़ाने के बारे में चिंतित हैं, तो इनपुट (आउटपुट) के साथ (बहुत) सस्ता और अधिमानतः सॉकेटेड बफर आईसी के साथ बफर करें।

— akohlsmith
स्रोत

6

दो मुद्दे: GND और VCC के लिए इनपुट से सुरक्षा डायोड बड़ी धाराओं को अनुमति देगा यदि इनपुट पर वोल्टेज VCC के ऊपर या GND से नीचे है। आखिरकार, डायोड बहुत गर्म हो सकता है और निम्न-ओमिक बन सकता है, अर्थात वे इनपुट से वीसीसी या जीएनडी की तरह काम करेंगे। इसके अलावा, कुंडी लग सकती है। इसका मतलब है कि आईसी के इनपुट सर्किट के अंदर छिपा हुआ एक परजीवी थाइरिस्टर चालू होगा और तब तक चालू रहेगा जब तक बाहरी वोल्टेज मौजूद रहता है और इससे करंट प्रवाहित होता है। आखिरकार, इनपुट सर्किट्री गर्म हो सकती है और स्थायी नुकसान होगा।

डेटा शीट में देखने के लिए दो चीजें हैं: चिप पर लागू वास्तविक VCC के सापेक्ष इनपुट वोल्टेज (उन्होंने V_in की तरह कुछ पढ़ा VCC + 0.3V से कम और अधिक होना चाहिए कि GND-0.3V) और इनपुट पर पूर्ण वोल्टेज पिन (जैसे V_in 6V से कम होना चाहिए)। वीसीसी के सापेक्ष सीमाएं पार करने से आंतरिक डायोड की संभावना बढ़ जाएगी। निरपेक्ष सीमा से अधिक होने की संभावना इनपुट पर सीएमओएस ट्रांजिस्टर के गेट को उड़ा देगा।

3.3V तर्क और 5V तर्क के बीच इंटरफेस के लिए डिज़ाइन किए गए कुछ लॉजिक गेट 5V को इनपुट में संभाल सकते हैं जब IC स्वयं 3.3V के साथ आपूर्ति करता है, लेकिन ये दुर्लभ हैं। इन IC में VCC के इनपुट से सुरक्षा डायोड की कमी होती है (और आमतौर पर इनपुट से GND और ESD के नुकसान को रोकने के लिए कुछ अन्य ट्रिक्स में z- डायोड होते हैं)।

— zebonaut
स्रोत