Делитель частоты CD4521 прогревается, когда RESET ВЫСОКИЙ

Как упоминалось в отличном комментарии от brhans , проблема заключается в соединении контакта 7 с Gnd (V _SS на вашей схеме). Внутренняя логическая схема микросхемы 4521 поясняет проблему - см. схему ниже.

Резюме : когда вы активируете RESET(контакт 2) (высокий уровень), микросхема пытается сделать Y1 (OUT1)(контакт 7) высоким , но вы подключили контакт 7 к Gnd на вашей печатной плате.

Таким образом, вы фактически пытаетесь вызвать короткое замыкание на выводе 7 микросхемы, что ограничивается в основном выходным током драйвера микросхемы. Возможно, что это уже повредило ИС, в большей или меньшей степени. Если вам повезет, любые внутренние повреждения были ограничены драйвером для контакта 7, который вы не используете. (В другой таблице данных 4521 IC упоминается абсолютный максимальный выходной ток 10 мА, который вы будете превышать.)

Решение : исправьте вашу схему и плату, чтобы отключить неиспользуемый выход на контакте 7. Это нормально оставлять неиспользуемые выходы неподключенными, а не подключать их к Gnd. Кроме того, как я уже упоминал, эти микросхемы могут быть уже частично повреждены и требуют замены, если вы хотите быть уверенными в их будущем поведении и надежности.

Опять же, спасибо брханам за то, что они первыми заметили проблему.

Я отредактировал исходное изображение из таблицы данных TI, на которую вы ссылались, чтобы удалить посторонние части. Обратите внимание, что таблица данных TI представляет собой отсканированную копию более ранней таблицы данных Harris Semiconductor, поэтому она не имеет такого высокого разрешения, как типичные современные таблицы данных.

Логический элемент сразу после RESETсигнала является инвертором (остатки других, удаленных сигнальных линий делают символ инвертора немного неясным).

• При обычном использовании RESETнизкий уровень IN1(контакт 9) также низкий (поскольку он подключен к Gnd на вашей печатной плате). Следовательно, после каждого прохождения через инвертор два входа логического элемента И-НЕ на схеме имеют высокий уровень, а его выход — низкий. После еще двух инверторов вы видите, что OUT1(вывод 7) также имеет низкий уровень.

  Поскольку логический низкий уровень, подаваемый на контакт 7, не совсем равен нулю вольт, будет дополнительный (незапланированный) ток от контакта 7 к Gnd. Однако этот дополнительный ток будет меньше, чем в случае, описанном ниже.

  Это может объяснить, почему микросхемы «обычно» работают при 29°C на печатной плате с температурой 21°C.

• Когда RESETустановлен высокий уровень, IN1по-прежнему остается (фиксированный) низкий уровень. Вслед за вентилем инвертора по RESETсигналу один вход вентиля И-НЕ теперь имеет низкий уровень. Поэтому его выход теперь высокий. После этих двух инверторов на выходе затвора И-НЕ микросхема пытается подать OUT1(вывод 7) на высокий уровень , но не может этого сделать из-за (очень низкого сопротивления) соединения контакта 7 с землей на печатной плате.

  Это приведет к протеканию значительного тока через микросхему, а также к повышению ее температуры, как вы измерили. Он также мог повредить одну или обе эти микросхемы.

Чуть более четкие внутренние логические схемы микросхемы 4521 доступны в даташитах по адресу:

• ON Semiconductor (см. стр. 7)
• Нексперия (см. стр. 3)

Они показывают ту же структуру затвора между контактами RESET, IN1и OUT1, что и в таблице данных TI (более низкое разрешение), и поэтому они будут вести себя так же, когда сигнал RESETвысокий (активный).