Können nicht angeschlossene Eingänge einen IC erwärmen?

Ich verwende einen ATF16V8 PLD für eine einfache Klebelogik. Beim Testen auf einem Prototyping Board ist mir aufgefallen, dass es sich fast sofort warm anfühlt. Ich habe überprüft, dass keine Ausgänge kurzgeschlossen sind, aber ich wusste auch, dass viele Eingänge nicht verbunden sind.

ATF16V8 ist eine CMOS-Schaltung und ich habe gelesen, dass Floating-Eingänge im Gegensatz zu TTL ein Problem mit dieser Technologie sein können. Könnte dies die Ursache für die Wärmeabgabe sein und warum?

Ja, CMOS-Schaltungen können heiß werden, wenn potentialfreie Eingänge vorhanden sind. Sie sollten nicht verwendete CMOS-Eingangspins immer mit einer definierten Spannung verbinden, normalerweise GND oder Vdd, sofern das Datenblatt nichts anderes angibt (siehe auch das Ende dieser Antwort und Michaels Antwort ). Wenn ein Pin entweder als Eingang oder als Ausgang konfiguriert werden kann und Sie nicht sicher sind, welcher Pin dies ist, können Sie einen Widerstand zwischen Pin und GND / Vdd platzieren.

Wenn Sie die Pins nicht anschließen, werden sie als "float" bezeichnet und haben eine nicht spezifizierte Spannung. Diese Spannung kann von Induktion an den Gehäusekabeln, Leckströmen innerhalb oder außerhalb des Gehäuses, statischen Entladungen usw. herrühren. Der entscheidende Punkt ist, dass Sie die Spannung an den Gates der Eingangstransistoren, an die der Pin angeschlossen ist, nicht kennen ( Signal A im CMOS-Inverter unten).

Im schlimmsten Fall liegt diese undefinierte Spannung irgendwo zwischen "high" und "low", so dass beide Transistoren gleichzeitig leitend sind. Somit fließt ein hoher Strom (mehrere 10-100 mA) durch die Transistoren von Vdd nach GND (Vss), wodurch Wärme erzeugt und möglicherweise der Chip zerstört wird.

Einige ICs haben spezielle Schaltkreise an ihren Eingangspins, um dies zu verhindern. Diese Schaltung wird normalerweise als Bushalter oder Bushalter bezeichnet , kann aber auch unter anderen Namen wie Pad-Keeper (zB iMX-Prozessoren) verwendet werden. Es ist im Wesentlichen ein Puffer (zwei Inverter in Reihe) und ein großer Widerstand, der mit dem Eingangsstift verbunden ist. Dies stellt sicher, dass der Eingangspin immer entweder hoch oder niedrig angesteuert wird, wenn nichts anderes ihn ansteuert.

Bildquellen: Wikimedia, gemeinfrei.

In diesem Fall nicht. So zitieren Sie das Datenblatt :

Alle Mitglieder der ATF16V8B (QL) -Familie verfügen über interne Eingänge und I / O-Pull-Up-Widerstände. Wenn also Eingänge oder E / A nicht extern angesteuert werden, werden sie auf VCC gelegt. Dies stellt sicher, dass sich alle Logic Array-Eingänge in einem bekannten Zustand befinden. Dies sind relativ schwache aktive Klimmzüge, die von TTL-kompatiblen Treibern leicht übersteuert werden können (siehe Eingangs- und E / A-Diagramme unten).

Das Diagramm zeigt einen Pull-up-Widerstand von> 50 kΩ. Wenn Sie also nicht sehr lange Kabel mit sehr starken elektronischen Emissionen haben, bezweifle ich sehr, dass dies zu unerwünschtem Umschalten führen kann.

Bei anderen Geräten kann der Stromverbrauch durch schwimmende Stifte erhöht werden, aber ich bezweifle, dass es ausreichen würde, um es spürbar warm zu machen.

So zitieren Sie beispielsweise einen EFM32-Mikrocontroller-Anwendungshinweis:

Alle nicht verbundenen Pins am EFM32 sollten mit den Einstellungen GPIO-> P [x] .MODEL / MODEH auf 0 (Deaktiviert) konfiguriert werden. In dieser Einstellung sind sowohl der Input-Schmitt-Trigger als auch der Output-Treiber ausgeschaltet. Wenn der Eingang aktiviert ist (Schmitt-Trigger aktiviert), können schwebende Eingänge andernfalls zu häufigem Umschalten des Schmitt-Triggers und einem erhöhten Stromverbrauch führen.

Frage sagt

es wird bei Berührung fast sofort warm

unter normalen umständen sollte es nicht passieren. Sehen wir uns das Datenblatt zu GAL16V8 an, da es einige nützliche Informationen enthält:

Lattice Semiconductor empfiehlt, alle nicht verwendeten Eingänge und drei angegebenen E / A-Pins mit einem anderen aktiven Eingang, Vcc oder Masse, zu verbinden. Auf diese Weise kann die Störfestigkeit verbessert und der Icc-Wert für das Gerät verringert werden.

Es besagt, dass die Eingänge und die drei angegebenen E / A irgendwo angeschlossen werden sollten, einschließlich der Stromschienen. Da PLDs konfigurierbare Geräte sind, kann der Pin als Eingang, E / A oder als Ausgang konfiguriert werden.

Wenn Sie den Pin an Masse oder Stromschiene anschließen und der Pin als aktiver Ausgang angezeigt wird, da bei entsprechender Konfiguration ein übermäßiger Stromverlust auftritt und das Gerät zu heizen beginnt.

Ich hatte einen solchen Fall vor (herausgefunden, als ich gebeten wurde, die PLD-Überhitzung zu beheben), das GAL-Gerät briet nicht, sondern heizte sehr stark. Es könnte auch Ihr Fall sein. Sie sollten die PLD-Konfiguration überprüfen und sicherstellen, dass die Ausgangspins nicht mit Stromschienen und nicht mit anderen Ausgangspins verbunden sind.