Результат, когда логический выход IC закорочен на VCC

Philips NXP Nexperia имеет руководство пользователя HC(T) , в котором на рис. 33 показано, что происходит при перегрузке выхода:

Таким образом, выходы не превышают определенный ток. Но это все еще слишком высоко.

Это показывает типичные значения, а не возможный максимум, но даже в этом случае он определенно превышает предел ввода-вывода _в 25 мА, что может привести к немедленному повреждению микросхемы.

На самом деле, этот график для 4,5 В. Есть другой график для 2 В, где ток остается ниже 10 мА, поэтому вам нужно измерить, что происходит при 3,3 В.

Во всяком случае, руководство говорит в разделе 8.2:

Максимальный номинальный постоянный ток для стандартного выхода составляет 25 мА, а для выхода драйвера шины — 35 мА. Эти номинальные значения диктуются допустимым током металлических дорожек на кристалле и долговременной миграцией алюминия, но ожидается, что выходные токи во время переходных процессов переключения будут иногда превышать максимальные номинальные значения.

Закороченный выход также приведет к превышению максимального номинального постоянного тока. Однако один выход может быть закорочен на время до 5 с без прямого повреждения микросхемы.

Срок службы ИС не сократится, если не более одного входа или выхода за один раз принудительно будут подключены к GND или V _CC во время внутрисхемного логического тестирования («обратный привод»), если соблюдаются следующие правила:

• максимальная продолжительность: 1 мс
• максимальный коэффициент заполнения: 10 %
• максимальное напряжение _{постоянного тока} : 6 В

Обратите внимание, что замыкание выхода на 5 с не вызовет «какого-либо прямого повреждения», но подразумевает косвенное повреждение , которое сократит срок службы микросхемы. Чтобы избежать этого, вам нужно удерживать продолжительность короткого замыкания ниже 1 мс.

КМОП выполнена из приборов Нч и Пч с рассчитанным RdsOn, которое составляло ~300 Ом для серии CD4000 при 15В и 50 Ом номинально для серии 74HC' и 25 Ом номинально для серии 74ALC' с широким допуском. Это ограничивает ток короткого замыкания, а также влияет на всплески переходного тока при емкостных нагрузках, но в целом оптимизировано для дорожек скорости и контролируемого импеданса на максимальной скорости с использованием прибл. 50 Ом.

Используйте спецификации для Vol/Iol, чтобы получить их для логического «0» и (Vcc-Voh)/Ioh для логической «1» на P-канале. Существуют некоторые тепловые эффекты и эффекты Vcc на RdsOn, как и на переключателях MOSFET, точно так же, как Vgs влияет на RdsOn на пороговых переключателях ~ 1 В.

Исходя из этого понимания, если вы оцениваете влияние импеданса нагрузки, используя отношение делителя импеданса. Обычная логика игнорирует, так как это высокое значение R, но значения C влияют на скорость нарастания с постоянной времени RdsOn*C, где C является внутренним, паразитным L, C в компоновке и вводом C нагрузок.

(Если в техническом описании указано Iol(max) и Ioh(max) отдельно, вас интересует Iol(max) для контактов, закороченных на VDD, или Ioh(max) для контактов, закороченных на GND. Если в техническом описании указано Io(max) или подобное, это одно и то же значение для движения вверх или вниз. Я назову соответствующий здесь Iomax.)

На выходе будет ток не менее Iom. Однако указанное в таблице значение является максимальным током, который он всегда может обеспечить от каждой из этих микросхем, которые они производят, поэтому его значение действительно является «самым низким из максимальных значений». Фактический ток каждой отдельной микросхемы (Ioactual) будет несколько выше.

Это вызывает рассеивание мощности на транзисторе высокого или низкого уровня на выходе тотемного полюса. Таким образом, можно предсказать, что это будет (Iomax x VDD) ватт, но на самом деле это (Ioactual x VDD) ватт для каждой микросхемы.

Затем это зависит от того, как долго дизайн и структура этой ИС могут выдерживать это очень локализованное рассеивание мощности в этом транзисторе, прежде чем он будет поврежден или разрушен.

Кроме того, я использовал 74LS и другие логические микросхемы 80-х годов, и если я непреднамеренно закорачивал выходы или соединял логические выходы вместе, микросхема почти всегда повреждалась и нуждалась в замене. Многие современные логические ИС кажутся очень прочными, условно говоря, и я закорачивал контакты FPGA, вводы-выводы микросхем памяти и тому подобное в течение нескольких минут, прежде чем осознал свою ошибку, и они выжили и прожили долгую и счастливую логическую жизнь. Не то, на что я бы рассчитывал в продакшене, но с точки зрения лабораторной игры, для меня они вполне надежны.

Общее правило таково... Никогда не присоединяйте выходной штифт ни к одной из направляющих....

Ток фиксации — это максимальный ток, который выдержит защитный диод на выводе, если вы попытаетесь запитать вывод напряжением, выходящим за пределы диапазона питания устройства. Вы можете игнорировать это в своем текущем вопросе.

Если вы привяжете ведомый штифт к рельсу, вы определенно превзойдете Io и в конечном итоге повредите устройство.

В этом случае максимальный выходной ток составляет ± 25 мА, что в основном означает, какой ток этот выход может выдержать без повреждений. Если вы замкнете Q на VCC, когда он высокий, ничего особенного не произойдет. Если вы замкнете Q на VCC, когда Q низкий, вы будете пропускать довольно большой ток через выходные устройства на Q, что приведет к повреждению IC.

Как правило, это не проблема: дисковые возможности этих чипов довольно ограничены.

Однако, если вы привязываете много к vcc или gnd, или они имеют значительный текущий диск, это может стать проблемой.

Вместо этого используйте резистор.