Apakah mengendarai GPIO mikrokontroler ketika dimatikan melemahkan chip?

8

Kami menggunakan mikrokontroler LTC5800-IPM dalam sebuah proyek. Cara desain kami sekarang, pin GPIO IC kadang-kadang akan didorong tinggi (ke 3.3V) atau rendah ketika dimatikan. Apakah ini akan melemahkan chip? Peringkat maksimum absolut menyatakan tegangan pada pin I / O digital adalah -0.3V ke VSupply + 0.3V. Jika jawabannya tidak, bisakah IC dilemahkan selama power up?

LTC5800-IPM tidak memiliki lembar data paling rinci. Jika tidak jelas untuk perangkat itu pada khususnya, saya akan tertarik untuk mengetahui untuk GPOS mikrokontroler CMOS secara umum.

gpio

— BenYL
sumber

Definisikan "melemah."

— JYelton

Apa VSupply untuk pengontrol saat "dimatikan"?

— jippie

Itu di sisi lain dari sakelar beban, jadi Vdd hanya terputus.

— BenYL

11

Ya, ada kemungkinan untuk merusak chip dengan mengendarainya dari sumber impedansi rendah ketika Vdd adalah 0.

Saat Anda membaca dari datasheet , tegangan input maksimum absolut adalah Vsupply -0.3. Jadi, jika Vsupply adalah 0, Anda tidak boleh menerapkan lebih dari +/- 300mV ke input apa pun.

masukkan deskripsi gambar di sini

Serta kerusakan yang mungkin terjadi pada jaringan perlindungan I / O pin tertentu, jika Anda menerapkan daya ketika ada input yang digerakkan dari sumber impedansi rendah, itu dapat menyebabkan latchup , yang akan mempersingkat catu daya ke tegangan rendah atau menghancurkan chip (mungkin keduanya).

Untuk mengisolasi kedua perangkat, Anda dapat menggunakan penerjemah tegangan seperti 74AVC1T45 , yang memiliki impedansi tinggi jika salah satu Vdd adalah 0.

Jaringan perlindungan adalah sesuatu seperti dioda kecil antara input dan Vsupply (dan sesuatu yang mirip dengan GND) dan biasanya beberapa resistansi seri, yang keduanya dapat rusak jika Anda mengemudi terlalu banyak arus melalui input. Jika Anda mengarahkan input ke (katakanlah) 3.3V, arus akan mengalir keluar dari pin Vsupply dan ke apa pun yang terhubung secara eksternal. Minimal ini adalah beban besar pada apa pun yang mendorong chip meskipun tidak segera menyebabkan kerusakan.

Latchup (seperti yang dijelaskan secara rinci dalam tautan di atas) adalah efek yang disebabkan oleh struktur SCR parasit yang melekat pada sebagian besar IC CMOS. Jika sebuah chip berdaya rendah menjadi sangat panas saat disentuh, itu mungkin latchup.

— Spehro Pefhany
sumber

1

Bagaimana jika kita menempatkan resistor seri pada setiap jalur yang mendorong chip yang mati?

— BenYL

@BenYL Secara resmi, untuk chip khusus ini, itu tidak diperbolehkan (lihat di atas). Beberapa chip memiliki spesifikasi batas saat ini yang mencakup situasi ini (Anda diizinkan untuk melebihi +/- 0.3V jika Anda membatasi arus ke nilai yang ditentukan. Dalam praktiknya, ini sering dilakukan dan berfungsi (dengan beberapa peringatan) asalkan saat ini terbatas.

— Spehro Pefhany

15

Kecuali jika lembar data dan dokumentasi terkait menentukan sebaliknya, jangan berikan tegangan non-ground ke perangkat yang tidak diberi daya. Perangkat dapat dinyalakan melalui dioda perlindungan input pada pin dan dapat berperilaku tidak menentu.

Jika tidak ada cara untuk mengubah skematis sehingga perangkat yang tidak diberi daya tidak memiliki tegangan yang diterapkan pada inputnya maka gunakan buffer tri-state seperti 74HC125 atau 74HC244 untuk hi-Z input ketika daya tidak diterapkan ke perangkat.

— Ignacio Vazquez-Abrams
sumber

Yang menarik adalah kami sudah memiliki chip buffer dalam desain karena LTC5800 terhubung ke perangkat lain yang serupa. Salah satu chip mungkin diaktifkan sementara yang lain tidak. Saya perlu entah bagaimana melindungi kedua chip.

— BenYL

1

Kemudian gunakan sesuatu seperti TXB0104 yang hi-Zs jika kedua sisi tidak bertenaga.

— Ignacio Vazquez-Abrams

2

Hati-hati dengan bagian-bagian seperti TXB0104- LTC5800 mungkin tidak memiliki cukup kemampuan penggerak untuk mengontrol arah dengan andal. Saya harus memperbaiki desain dengan masalah itu.

— Spehro Pefhany

0

Saya akan menggunakan CMOS IC CD4066 untuk situasi serupa. Ini memiliki jangkauan tegangan input / output yang luas dan empat sakelar dua arah. Tegangan antara dua sistem harus sama, sehingga tidak melanggar tegangan maksimum yang diizinkan untuk input GPIO dibandingkan dengan Vdd. Frekuensi protokol komunikasi harus diperhitungkan.

Georgi Motev

— Georgi Motev
sumber