Voltaje de E / S ligeramente mayor que VCC

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Estoy tratando de comunicarme con un microcontrolador Motorola MPC5606B usando un cable que ya tenía anteriormente. Usar este cable facilitará las cosas en mi laboratorio porque todos tienen el mismo. Pero tengo una preocupación: hay un diodo 1N4007 en línea con Vcc.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Entonces, debido al diodo en la línea VCC, el voltaje de E / S puede ser mayor que el especificado en la hoja de datos. La especificación de la hoja de datos se proporciona en la siguiente figura.

Por lo tanto, mi preocupación es: si el voltaje en el pin de E / S es 0.3 V mayor que Vcc, pero por debajo de 6V, ¿puede dañar el pin de E / S del microcontrolador?

    
pregunta Daniel

3 respuestas

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La respuesta simple es sí, puede. Las especificaciones muestran claramente cuál es la calificación absoluta, y usted la está violando, ya que puede haber casos en los que VDD sea 4.3V pero su entrada sea 5V. Esto significa que el fabricante no garantiza que la pieza funcionará correctamente.

La verdadera pregunta es, ¿probablemente funcionará? La respuesta es tal vez. Si no hay mucha corriente en el pin (es decir, lo que esté conectando a la entrada tiene una alta impedancia de salida), es probable que esté bien. Todos sus pines IO tendrán diodos internos conectados a VDD y GND. Estos son los que sujetarán los voltajes de entrada, y estos serán los que se romperán si les pones demasiada corriente. Por lo general, se clasifican para cantidades muy pequeñas de corriente. Parece que, en su caso, pueden tener una calificación de 10 m, por lo que si está poniendo 1 m a través de ellos, podría estar bien.

    
respondido por el BeB00
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A pesar del hecho de que está violando una calificación máxima absoluta en los dispositivos, en este caso es posible que esté bien.

Aquí está el razonamiento ..

El voltaje de entrada máximo es para que no se vuele el diodo de protección y la etapa de entrada del dispositivo al tratar de sobretensiones Vcc.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Sin embargo, en este caso, dado que Vcc se suministra a través de un diodo, realmente tiene esto ...

simular este circuito

Como tal, la corriente que pasará a través del diodo de protección no luchará con la fuente de alimentación.

Sin embargo, el pin IO intentará alimentar el resto del circuito, por lo que, dependiendo de lo que esté conectado a esa fuente, podría ser potencialmente demasiada corriente para que el pin lo soporte. Además, ese riel tendrá ruido inyectado por la señal de entrada, que, en cualquier cosa que no sea un circuito básico, será problemático.

Supongamos que esto último no es un problema. Entonces, la pregunta se convierte en lata que está impulsando la línea de señal y suministrando suficiente corriente para mantener el voltaje del pin en ese nivel.

Recuerde \ $ Voh \ $ depende de la corriente extraída de un pin de salida. En general, lo que sucede es que el diodo de protección tira hacia abajo el pin de salida. Puede ayudarlo en esa misión agregando una resistencia de carga adicional desde el pin de entrada a tierra para "absorber" algunos de los \ $ I_ {OH} \ $ del controlador. Pero todo lo que está haciendo aquí es pasar el estrés al otro dispositivo. También se puede agregar una resistencia en serie para limitar la corriente a través del pin a un nivel que evite daños.

Sin embargo: estas son solo medidas de interrupción y son malas prácticas de diseño. Realmente debería estar arreglando el diseño para utilizar los voltajes de riel apropiados en ambos extremos. Incluso si se sale con esto de las señales de entrada, también debe preocuparse por los niveles lógicos de las señales salientes.

    
respondido por el Trevor_G
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Muchas hojas de datos son innecesariamente subespecificadas. En general, el diseño de la mayoría de las piezas, sin costo alguno, permitirá tres formas garantizadas de evitar el estrés o los daños.

  1. A menos que la tensión en un pin se dirija por encima o por debajo de cierto nivel, el dispositivo no generará ni descargará una cantidad de corriente dañina o estresante, sin importar cuánta corriente pueda suministrar el dispositivo externo.

  2. A menos que una cierta cantidad de corriente ingrese o salga de un pin, será imposible que el voltaje en ese pin alcance un nivel dañino o estresante.

  3. Si el voltaje en un pin comienza en un nivel que no causaría que el dispositivo se conecte a una fuente ni a una corriente de sumidero, será necesario agregar o eliminar cierta cantidad de carga para que el voltaje en ese pin alcance un nivel dañino. o nivel estresante.

Desafortunadamente, por el motivo que sea, las hojas de datos solo cuantifican la primera. Puedo entender que incluso si las piezas fabricadas en la actualidad requieren que se conduzcan 10 mA a un pin antes de que el voltaje alcance un nivel estresante, es posible que el fabricante desee permitir la posibilidad de que las piezas fabricadas en el futuro no puedan soportar tanto. Por otro lado, hay muchas situaciones en las que tener una garantía de que 10uA sería inofensivo sería mucho mejor que no tener ninguna garantía, y si las piezas de hoy pueden manejar 10 mA, parece poco probable que las piezas futuras sean incapaces de manejar 1 / 1000 de eso.

Con respecto a su situación, es probable que al conducir un pin de E / S a 5 voltios mientras el dispositivo está tratando de impulsar otros pines, la corriente fluya desde el pin suministrado externamente a los pines que está intentando conducir. Si la carga total en los pasadores que está tratando de conducir sea lo suficientemente baja, es improbable que su diseño tensione excesivamente la pieza. Desafortunadamente, es difícil saber qué significa "suficientemente bajo" en este contexto.

Además, he observado chips que se comportaron como si cada par de entradas se fijara a VDD utilizando un transistor PNP. Conducir una entrada por encima de VDD mientras la otra estaba siendo presionada externamente causaría que cierta corriente fluya hacia el riel positivo, pero causaría que más corriente fluya hacia la otra entrada. No sé que esto fue particularmente estresante para el dispositivo, pero causó que la otra entrada leyera alto cuando debería haber sido bajo, lo que provocó un funcionamiento incorrecto. Si la corriente insertada en el pin por encima de VDD hubiera sido lo suficientemente baja, esto no habría sido un problema, pero nuevamente las hojas de datos no brindan una guía útil.

    
respondido por el supercat

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