Definición de corriente de fuga de entrada de E / S

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Recopilé información de fugas de entrada para las bibliotecas de E / S. La mayoría de los proveedores y hojas de datos dan un valor máximo de +/- 1uA para la información de fugas de entrada (vea un ejemplo a continuación):

Este valor es más alto que el valor reportado en el archivo liberty que hace parte de los archivos de simulación / caracterización proporcionados por los proveedores de celdas de E / S. ¿Qué consideraciones se toman y cómo se caracteriza?

Para mi aplicación, este valor es prohibitivamente grande, debido a que el chip será suministrado por una batería de monedas y debe garantizarse una operación a largo plazo. En el peor de los casos, mi chip consumiría Número de E / S veces 1uA.

    

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Como dije en la sección de comentarios, los valores máximos en las hojas de datos son mucho más altos de lo que realmente podría encontrar al realizar mediciones reales.

Como escribió @Kevin White en la sección de comentarios:

  • cuanto más baja es la corriente de prueba, más largo es el tiempo de prueba (y más precisa debe ser la instrumentación) y mayor es el costo de la prueba.
  • En los circuitos integrados lógicos, ese valor no importa realmente (al menos hace muchos años, donde la disipación de potencia en el rango de nW no fue un gran problema). Si está por debajo de \ $ 1 \ \ mu A \ $, entonces está bien para la mayoría de las aplicaciones.

Además, si el fabricante especifica una corriente de fuga máxima más baja, debe garantizar dicho valor. Por lo tanto, el rendimiento podría ser menor, debido a que algunas partes están ligeramente apagadas.

¿Cuáles son los valores típicos reales?

Desafortunadamente, no pude encontrar ninguna de mis mediciones anteriores, por lo tanto fui al laboratorio y caractericé el IC de lógica CMOS más simple que encontré.

No tenía un inversor (74xx04) y no quería soldar un cable directamente a un dispositivo SMD, por lo tanto, utilicé un 74HC00 (el número de pieza exacto es: 74HC00NE04) en el paquete plástico DIP.

Así es como lo medí:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Los dos amperímetros son en realidad unidades de medida de fuente (SMU), por lo que pueden ser tratados como ideales (al menos para esta medición).

Aquí están los resultados.

¡Lacorrientedefugadeentrada\$I_{in}\$(curvaroja,escalaizquierda)permanecepordebajode11pA!

Estosecomparaconel100a1000nA(0.1nAtipo)queseencuentraenla hoja de datos .

Esa corriente, probablemente no se debe a la fuga de MOSFET, sino a los circuitos de protección de entrada, y al zócalo.

Como dato adicional, también puede ver la corriente de la ruta directa (es decir, la corriente entre \ $ V_ {DD} \ $ y GND, cuando están activadas las redes desplegable y desplegable de la puerta). , al menos parcialmente).

Esto es igual a \ $ I_ {DD} \ $ en azul (escala derecha). Sube hasta 1mA !!! Por eso es mejor no conducir una entrada lógica CMOS con voltajes "lejos" de sus rieles. El valor \ $ I_ {DD} \ $ también es extremadamente pequeño, cuando la entrada está cerca de los rieles: menos de 100pA (a pesar de que las hojas de datos declaran \ $ 2 \ \ mu A \ $).

Por supuesto, esto es solo una medida en una puerta de un dispositivo: no se puede usar como una referencia representativa para el IC típico.

Sin embargo, es suficiente para darle una idea de cómo la corriente de fuga declarada puede ser mucho más grande que los valores reales que puede encontrar.

    
respondido por el next-hack

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