Как зависит потребляемый ток микросхемы от напряжения питания?

Предположим, у меня есть устройство с несколькими микросхемами (микроконтроллер, логические элементы, МЭМ-датчики и т. д.), которые могут работать от напряжения питания в диапазоне, скажем, от 1,7 до 3,6 В. Будет ли потребляемый ток отличаться, если я запитаю устройства на низком уровне (1,7 В) по сравнению с высоким уровнем (3,6 В) рабочего диапазона? Варьируется ли ответ в зависимости от конкретной ИС или существует общее практическое правило?

Таблицы данных, которые я просмотрел, похоже, не соответствуют этому уровню детализации, а вместо этого указывают только потребляемый ток при одном напряжении питания. Мне это интересно, потому что мое устройство питается от батареи, и я думаю, работать ли напрямую от батареи или использовать регулятор LDO.

Да изменится в целом. Да, это будет зависеть от IC. Эмпирическое правило заключается в том, что потребляется мощность , а не ток, если только ИС не имеет внутреннего LDO или подобного.
Общего ответа нет, потребляемый ток зависит от микросхемы, и если он сильно варьируется, это следует указать в техническом описании. Я мог бы немного обобщить и упомянуть, что большинство аналоговых ИС, таких как операционные усилители, потребляют почти постоянный ток, не зависящий от напряжения питания, поскольку их внутренняя схема часто зависит от постоянного тока смещения. Однако, если вы нагрузите тот же операционный усилитель резистором на землю и поднимете выход на высокий уровень, то ток будет зависеть от напряжения питания. Если ваши схемы могут работать при более низком напряжении, я бы все равно рекомендовал использовать LDO.
Действительно, как говорит Евгений, даже если ток питания остается постоянным, повышенное напряжение питания все равно приведет к большему энергопотреблению. Если ваша батарея обеспечивает 3,6 В и более, но вашим схемам требуется только 1,7 В, рассмотрите возможность использования понижающего стабилизатора, поскольку это может увеличить срок службы батареи до 2 раз.
Вот еще вопрос , связанный с этим вопросом.
@ Гарри Свенссон Спасибо за ссылку. Там есть хорошая информация, касающаяся устройств CMOS.

Ответы (2)

Это зависит от ИК.

Для обычных цифровых чипов преобладающим потребляемым током является зарядка и разрядка емкостей до полного напряжения шины, поэтому потребляемый ток, вероятно, будет примерно пропорционален напряжению.

Для аналоговых микросхем ток также, вероятно, будет положительно коррелировать с напряжением, но корреляция может быть слабее, чем для цифровых частей, поскольку аналоговые конструкции часто основаны на (примерно) постоянных токах, полученных из некоторого эталона.

И очень редко вы столкнетесь с устройством со встроенным импульсным блоком питания, где ток падает при увеличении напряжения.

Хороший вопрос по зарядке/разрядке емкостей. Спасибо за исчерпывающий ответ.

В общем, да, работа в более низком диапазоне напряжения приведет к падению тока, в значительной степени прямо пропорционально напряжению питания.

Однако, поскольку вы имеете дело с нелинейными элементами, из этого правила есть много исключений.

Однако понижение напряжения для экономии тока добавляет пару проблем.

  1. Ваша подача должна быть более точной, чтобы гарантировать, что любые пульсации или отклонения не опустят поставку ниже минимума, необходимого для ваших устройств.

  2. Снижение уровня сигнала делает вас более восприимчивым к шуму. При работе на нижнем конце питания необходимо уделять больше внимания снижению системного шума.

Для вашего конкретного случая, который, кажется, имеет изрядную сложность, вы добавите много душевной боли, пытаясь заставить его работать на нижнем уровне. Если минимальное значение составляет 1,7 В, и вы пытаетесь запустить его при 1,7 В, это означает, что вам нужен идеальный источник питания и нулевой системный шум.

при работе на нижнем диапазоне ток будет падать - Хм. Не наоборот?
@ЕвгенийШ. последний раз проверял закон Ома..
Итак, я думаю, мы понимаем «IC» по-разному. Я думаю о какой-то сложной ИС, для работы которой требуется определенная мощность, поэтому увеличение напряжения приведет к падению тока.
@ЕвгенийШ. да действительно есть исключения в изобилии.
Спасибо за советы по работе на низких частотах в отношении системного шума. Я буду помнить об этом.
Как зависит потребляемый ток микросхемы от напряжения питания?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v