Tolerar la Lógica de Entradas en Exceso de Vcc

Question

Que hacen referencia a este TI inversor como un ejemplo, en la parte: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ac14.pdf

Específicamente, la tabla en la parte inferior de la página 2 (yo pondría una foto, pero no sé donde para subirlo). Enumera los max Vcc como 6V. También dice que el rango de entrada de voltaje es de -0.5 V Vcc+0,5 V. también Hay una nota 1 que dice "la entrada y La salida de voltaje puede ser superado si la entrada y la salida de las capacidades nominales de corriente se observan."

Quiero usar una Vcc de 3.3 V, pero tengo una entrada que iba a ser de 5V. TI tiene otros inversores que permiten a los 5V de entrada de 3.3 V Vcc, pero su entrada consumo de corriente es demasiado alta para mis otras entradas. Por lo tanto, estoy interesado en la exploración de esta nota.

¿Qué significa cuando se dice: "si la corriente de entrada, de clasificación se observa"? Podría ser esta la entrada de la abrazadera actual, Iik (+/- 20 mA)? Si es así, ¿significa que tengo que poner una resistencia en serie en frente de la entrada, de manera que, por ejemplo, 5V 3.3 V = 1.7 V (EDIT: y restar caída de diodo 0.5 V = 1.2 V) dejó caer encima de la resistencia en serie induce Iik < 20 mA? Debería estar preocupado acerca de esta resistencia en serie demasiado grande, de tal manera que la corriente inducida sería menor que el de la corriente de entrada Ii = +/- 1 uA max?

Esta pregunta es algo relacionado con otra pregunta sobre este stackexchange ( ¿por Qué es importante que no exceda de Vcc en la entrada a una puerta de la lógica? ), donde una respuesta sin la ayuda de nadie menciona el uso de resistencias para limitar las corrientes de entrada, pero me gustaría más detalle mediante un ejemplo concreto, especialmente ya que esta hoja de datos implica que es posible hacer de forma segura.

Answer 1

La especificación significa que, siempre VDD se mantiene dentro de los límites y otros se exceden los límites de una posible fuente o sumidero 20mA desde cualquier pin de e/S sin tirando de él lo suficiente como para dañar la parte, y uno se puede conectar a cualquier pin de e/S a una rígida tensión entre -0.5 V y V_CC+0.5 V de conducción sin la suficiente corriente a través de la abrazadera de diodos para dañar la pieza. Tenga en cuenta que la única garantías con respecto a la tira de un pin de e/S más allá de los rieles son las indicadas anteriormente. En particular, no hay ninguna garantía en la hoja de datos que tirando de un pin, incluso uno de los milivoltios más allá de los rieles no interrumpir el funcionamiento de la parte ... simplemente que no causa daño permanente.

Answer 2

Nota muy cuidadosamente que la nota 1, que se refiere a en la hoja de datos se aplica a la absoluta tensión máxima sólo las clasificaciones de la tabla por encima de la nota.
Tenga en cuenta que la tabla de abajo se nota DEBE ser lo que se utiliza para ormal de la operación.
La operación normal de la tabla dice que la entrada y salida de voltgaes ambos tienen límites inferior y superior de 0V (tierra) y vcc respectivamente, durante la operación normal.

Si usted viola la hoja de especificaciones condiciones de operación normal de los requisitos que usted puede esperar experimentar condiciones de funcionamiento anormales. Estos pueden ir fro perfectamente normal opration a través de una completa maloperation en todos los casos hasta el peor de los casos en unpredicatble posiblemente desapercibido hasta que algo realmente crítico depende de lo mal funcionamiento. Esto puede incluir morir, el almacenamiento en caché de fuego o hacer cualquier cosa que no está en contra de las leyes de la Física según las circunstancias del caso.

El Sparkfun tutorial es bueno en general, pero contiene una horriblemente mal consejo,

El Sparkfun de la resistencia y el diodo solución es seguro, pero desplegable o baja es de alrededor de 0,6 V y la subida es lenta en comparación con una puerta de conmutación como el resistor de 10k debe cobrar puerta de un callejero de la entrada de la capacitancia. Estos efectos a menudo, no le importa.

El Sparkfun MOSFET solución es excelente, aunque el MOSFET utilizado es algo marginal en 3V3 el voltaje de la puerta.

El Sparkfun serie de resistencias de 10k en cada línea es una invitación al desastre y al azar de los problemas para siempre.

NO HACERLO !!!!

Para mantener la IC en la hoja de especificaciones de los límites de Vin <= 3V3 para el flujo de corriente en el resistor de 10k = V/R = (5V - 3v3)/10k = 170 microamperes.
170 uA no es mucho en la mayoría de circunstancias normales + aquí es muy probable que la unidad de la pin por encima de 3V3. Captura de conducción del diodo comienza razonablemente notablemente en alrededor de 3.8 V y está en pleno apogeo por 4V. A 4V se puede esperar (5-4)/10k = 100 uA. Esta corriente suelen ser inyectado en el sustrato de la IC en lugares que nunca fue diseñado para ir y puede causar parasitarias transistor o puede pestillo de nodos en los dispositivos existentes por inpecting cargo que no puede disiparse en nodos flotantes

MUCHAS personas argumentan violentamente contra los de arriba. Dicen que está bien violar hoja de especificaciones de los límites y para inyectar corriente en lugares que no le corresponden y que tales acciones son consistentes con la buena práctica de la ingeniería. A pie de la humillación de la gente con sus manos a la vista.

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AGREGÓ

Puede que no haya sido lo suficientemente claro en lo que yo estaba tratando de decir.
La tabla en la hoja de datos en la parte inferior de la página 2 se dirige
"Recomendado condiciones de funcionamiento (véase la Nota 3)".
ENCIMA de la mesa son las notas 1 y 2 PERO que SÓLO se hace referencia en la tabla por encima de ellos en medio de la página encabezada
"máximos absolutos de funcionamiento libre-rango de temperatura del aire (a menos que se indique lo contrario)".

es decir hasta el final de la nota 2 se refiere a IC supervivencia peor de los casos.
A CONTINUACIÓN la nota 2 se relaciona con el IC de la operación. Nada de lo dispuesto en la nota 2 anterior, dice que el IC OPERAR NORMALMENTE. Sólo que va a sobrevivir.

Tenga en cuenta que esto NO es pedante - esta es la forma en la hoja de datos está diseñado para ser leído, pero no siempre es 100% claro cuando se presentan todos juntos. Datahseets esencialmente comienzan siempre con un abs max supervivencia de la sección y, a continuación, siga con una sección recomendada. "Recomendado" ha min & max, los valores para los diferentes parámetros y la transgresión de ellos significa que no se puede garantizar el correcto funcionamiento.

En el caso de diodo de protección de las corrientes de

• 10 mA casi garantía de desastres y 1 uA casi se garantiza que no observables problemas.

• A la 1 de la mA y 10 uA es probable en problemas y es probable que ACEPTAR.

• A 100 uA y 100 UA (es decir, que se encuentran) que están en una zona gris y puede suceder cualquier cosa y a veces no. Puede ser al azar, intermitente y proyecto y, a veces producto de la destrucción. En ocasiones puede ser la destrucción de la vida.

La buena ingeniería y Murphy decir que no se vaya fuera de la hoja de especificaciones rango mín-máx.

Answer 3

Este es un buen tutorial sobre el tema de SparkFun. Un resistor de 10K entre los 5V de salida y la de 3.3 V de entrada limita la corriente a algo inofensivo. Esto sólo funciona si el IC es una protección de entrada de diodos para el ferrocarril. Desde el "normal" de la corriente para CMOS lógica es 0, usted no necesita preocuparse acerca de su valor de resistencia demasiado grande a menos que sea tan grande que la puerta de la capacitancia se convierte en un factor limitante.

La corriente en cuestión fluye desde los 5V de salida, a través de la resistencia en serie, a través del diodo de protección en el pin de 3.3 V, y a los 3.3 V de ferrocarril. Si el regulador de voltaje no se puede manejar la corriente inversa (común), entonces usted debe poner una resistencia de derivación entre 3V3 y GND para llevar la corriente.

El bueno de este método es que no siempre funciona. De acuerdo con Xilinx, es ACEPTAR su "Spartan 3 y 3E dispositivos con alimentación y conexión a tierra de diodos," pero no por Extendida Spartan 3A Fpga.