¿Qué significa corriente de pinza de entrada / corriente de pinza de salida en la hoja de datos del microcontrolador?

Es una especificación de límite de activación de circuito ESD.

Aquí hay un recorte de página 369 (etiquetado como 367) :

Dadoqueestosnúmerossontanbajos,claramentenoeslacorrienteduranteeleventoESD.¿PorquéuneventodeESDsesujetaacorrientesmenosquelaclasificacióndecorrientemáximadeunasalidacontrolada?Además,unavezqueeleventodeESDestéenmarcha,¡nololimitaráasolo20mA!

Tengaencuentaqueestassonespecificacionesmáximasabsolutasyelhechodequeestas"corrientes de sujeción" se especifican en las condiciones en que \ $ V_I < 0 \ $ y \ $ V_O > V_ {DD} \ $ la conclusión lógica es:

"No debes tomar los pines debajo del suelo o por encima del riel superior SI eres capaz de conducir más de 20 ma. Si lo haces, entonces los circuitos ESD se activarán" - es decir, son las condiciones de activación bajo las cuales se encienden los circuitos ESD en chip.

Algunas hojas de datos también especifican las tasas de dv / dt.

Los pines semiconductores modernos tienen el desafío de proteger contra ESD a voltajes más bajos. La única forma real de hacer esto es tener todos los pines conectados a un riel ESD interno a través de diodos (a menudo en una configuración de medio puente y algunas veces en un puente completo). No puede usar un circuito Zener o diodo de sujeción, ya que no puede controlar el voltaje de ruptura con la suficiente precisión para los voltajes más bajos, por debajo de 3.3V. La solución es tener circuitos activos que monitoreen los rieles ESD y luego los sujeten entre sí. Esto también permite una acción de sujeción de cualquier pin a cualquier pin.

Estos pines se diseñarán para corrientes que superan los 100 mA, pero también tienen que ser de baja capacitancia para evitar la carga indebida de los controladores.

También hay una explicación alternativa de que estos son los límites en los cuales, si se exceden, activarán el cierre en el sustrato. Si bien es posible en procesos más antiguos, esto no es probable en los procesos modernos. Sin embargo, no conozco los detalles del proceso, así que, para completar, esto debería mencionarse

La mayoría de los chips CMOS modernos tienen diodos inversos a tierra y potencia en cada pin. Esto es para proporcionar un camino para la descarga estática sin dañar los componentes más sensibles del IC, con suerte, la mayoría del tiempo, probablemente, si tiene suerte.

Probablemente hay dos especificaciones separadas para estas corrientes de diodo de pinza. La sección máxima absoluta le dirá lo que el dispositivo puede tolerar sin dañarse. Esta es la corriente que los diodos pueden derivar alrededor del resto del chip sin daño. La otra especificación estará en la sección de operación. Esta corriente será mucho menor porque la corriente a través de estos diodos puede causar varios problemas al funcionamiento del dispositivo. Básicamente, en un sentido práctico, no desea que estos diodos se conduzcan durante la operación.

Muchos chips tienen diodos de sujeción entre los pines de E / S y los rieles de alimentación. Dichos diodos pueden ser una forma barata de proporcionar una medida significativa de la protección contra ESD. Además, muchos chips conectan el riel negativo a un sustrato tipo P y el riel positivo a los pozos tipo N dentro de él; la fuente y el drenaje de cada transistor formarán una unión PN con el sustrato o pozo en el que reside, y las uniones PN se comportan como diodos cuando el potencial del lado P supera el del lado N en más de aproximadamente 0,7 voltios.

En algunos casos, los diodos de sujeción se construyen de tal manera que la corriente que fluye a través de ellos no afectará ninguna otra operación del chip. En otros casos, la corriente que fluye hacia adelante a través de las uniones PN que sirven como diodos de sujeción puede hacer que las corrientes no deseadas fluyan a través de otras uniones PN polarizadas en sentido inverso, en gran medida en que las corrientes del emisor de base en un transistor PNP o NPN causarán para fluir a través de la unión colector-base con polarización inversa.

A menos que el fabricante especifique que un dispositivo operará normalmente en presencia de corrientes de pinza-diodo, se debe evitar tener una cantidad no trivial de flujo de corriente durante cualquier condición de operación normal. Por otro lado, si un fabricante de dispositivos cree que una parte se usará a menudo en los casos en que será necesario sujetar cantidades relativamente pequeñas de corrientes (por ejemplo, 10 mA) a los rieles, asignando el espacio adicional para colocar las uniones PN de tal manera Para evitar que dichas corrientes causen flujos de corriente no deseados en otros lugares puede valer la pena, incluso si solo se utiliza el 0,1% de las piezas en lugares que de otro modo necesitarían un diodo de protección.