Nota : como han señalado otros, las calificaciones máximas absolutas nunca deben abordarse intencionalmente.
Son el punto de fallo conocido del chip. Sin embargo, proporcionan una
Punto de diseño muy útil para comprender a qué distancia estás.
que maximo Esta respuesta se enfoca en resolver lo que queda de eso.
problema de diseño, es decir, a qué distancia debería estar uno de ese máximo
valor (y por qué).
Hay dos problemas importantes que se deben tener en cuenta al dimensionar la corriente de salida en situaciones estáticas : salida de voltaje y salida térmica.
Salida de voltaje
A medida que aumenta la corriente de salida, la tensión de salida comenzará a "fallar" (será mayor que lo esperado para una salida "baja" y más baja de lo esperado para una salida "alta") debido a la impedancia de salida finita del GPIO controlador de salida del pin. Esto, a su vez, perturbará el punto Q de su circuito conectado a la salida.
Esto es especialmente interesante en el caso de dispositivos altamente no lineales como los LED. Si cambia el voltaje que aplica a un LED un poco, la demanda actual cambia mucho más en relación a esto.
Esto lleva al principio general de que quiere que el voltaje de salida se "confunda" en no más del 10% (para facilitar la vida útil del diseño).
Para poder llegar a cualquier lugar cerca de los máximos absolutos, tendrá que sufrir algo así como un error del 60% en su voltaje de salida. De hecho, las especificaciones de su MCU ni siquiera le muestran la cantidad de error que habría en ese nivel de salida.
Obtendría algo como 1V de una salida "alta" de un VCC de 3V. Ese nivel no es lo suficientemente alto como para indicar de manera confiable "alto" a otros dispositivos (en sistemas digitales).
Extraje esta figura de su enlace de hoja de datos:
Paradiseñarellímiteactual(aquí,dadoVcc=3):3-0.1(3)=2.7
A2.7V,ellímitedecorrientenominalesde8mA,esdecir,unbitinferiorasuexpectativade*30*mAoalgoasí...;-)
Unanotainteresantedelafísicadeldispositivoesqueelladon(ladobajo)encasitodosloscontroladoresdesalidaCMOSquehevistoesunpocomásfuertequeelladoaltotipop.Estosedebeaqueloselectrones(elportadormayoritarioenFETdetipon)semuevencasidosvecesmásfácilmenteatravésdelcanalquelosorificios(elportadormayoritarioenFETdetipop).Paracompensar,losfabricantesdechipsduplican(aproximadamente)eltamañodeltransistordetipophastaqueelrendimientodelcontroladorseamásomenossimétrico,peroelladobajoporlogeneralconservaunaligera(<10%deventaja)incluso.
Estecasonoesunaexcepción...
En esta figura puede ver que 0 + 0.1 (3) = 0.3V - > 9mA, aproximadamente un 10% más que los 8mA anteriormente.
Por lo tanto, debe instalar los LEDs apuntando en su chip si es posible. Es decir, diseñelas de manera que la salida baja = LED iluminado. Algo como esto:
Salidatérmica
Altascorrientesenelpinpin=calor(obviamente).Calor++->desastre.LoscircuitosdelcontroladorGPIOgeneralmentesedistribuyenuniformementealrededordelaperiferiadeltroquelpornecesidadgeométrica(muchasvecesdeterminaneltamañomínimodeltroquel).
EnelcasodeestechipAtmel(ATMEGA8,vermásabajo),ciertamenteloson.LoscircuitosGPIOestánagrupadosalrededordelossitiosdeunióndecablesdecolorazuloscuroenelanillocianalrededordelalógica(oscura)ylasáreasdememoriaenelcentro.
Todo esto es solo una estimación de límites y ligeramente ondulado a mano, pero la ingeniería se trata de hacer las cosas, así que aquí va ... ;-)
El uso de pines adyacentes en niveles de corriente altos debería dar como resultado una reducción de la calificación al menos lineal.
Si asume que la parte distribuye el calor de manera más o menos uniforme (supuesto razonable para su pequeño troquel), puede obtener una aproximación de primer orden trabajando hacia atrás desde la calificación máxima absoluta (40 mA) y suponiendo que el pin vecino compartirá 100 % de la carga de calor.
Eso significa que si tiene una salida de 40 mA (no haga esto), sus vecinos inmediatos deberían estar a 0 mA. Salida de 20 mA - > 10mA vecinos, etc ...
Si he explicado lo suficientemente bien, entonces debería estar claro que debes elegir el mínimo entre los dos métodos.
