Was versteht man unter Eingangsklemmstrom / Ausgangsklemmstrom im Datenblatt des Mikrocontrollers?

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Beim Lesen eines PIC-Datenblattes habe ich die Parameter Input Clamp Current / Output Clamp Current gefunden. Wo betrachte ich diese Spezifikationen?

tamil_innov
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Können Sie einen Link zum Datenblatt bereitstellen und uns mitteilen, auf welcher Seite sich diese Daten befinden?
Andy aka
Bild 18f4550 Datenblatt Seite Nummer 369: ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/39632e.pdf
Tamil_innov
Welche Seite sind diese Daten? Ich suchte im PDF und konnte keinen Verweis auf "Maximum Input Clamp Current" finden
Andy aka

Antworten:

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Es handelt sich um eine Grenzwertspezifikation für die ESD-Schaltung.

Hier ist ein Ausschnitt von Seite 369 (mit 367 gekennzeichnet) :

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Da diese Zahlen so niedrig sind, ist es eindeutig nicht der Strom während des ESD-Ereignisses. Warum sollte ein ESD-Ereignis bei Strömen geklemmt werden, die unter der maximalen Nennstromstärke eines angetriebenen Ausgangs liegen? Sobald ein ESD-Ereignis im Gange ist, werden Sie es nicht auf nur 20 mA beschränken!

Berücksichtigen Sie, dass dies absolute maximale Spezifikationen sind und dass diese " " unter den Bedingungen spezifiziert werden, dass und die logische Schlussfolgerung lautet:V.ich<0V.Ö>V.D.D.

"Du darfst die Stifte nicht unter der Erde oder über der oberen Schiene nehmen, wenn du in der Lage bist, mehr als 20 mA zu fahren. Wenn du dies tust, werden die ESD-Schaltkreise ausgelöst" - dh es sind die Triggerbedingungen, unter denen die ESD auf dem Chip ausgelöst wird Schaltkreise gehen in Brand.

Einige Datenblätter geben auch die dv / dt-Raten an.

Moderne Halbleiterstifte haben die Herausforderung, bei niedrigeren Spannungen vor ESD zu schützen. Der einzige wirkliche Weg, dies zu tun, besteht darin, alle Pins über Dioden mit einer internen ESD-Schiene zu verbinden (oft in einer Halbbrückenkonfiguration und manchmal einer Vollbrücke). Sie können keine Zener- oder Klemmdiodenschaltung verwenden, da Sie die Durchbruchspannung für die niedrigeren Spannungen - unter 3,3 V - nicht genau genug steuern können. Die Lösung besteht darin, eine aktive Schaltung zu haben, die die ESD-Schienen überwacht und sie dann zusammenklemmt. Dies ermöglicht auch eine Klemmwirkung von jedem Stift zu jedem Stift.

Diese Pins sind für Ströme ausgelegt, die weit über 100 mA liegen, müssen jedoch auch eine geringe Kapazität aufweisen, um ein übermäßiges Laden der Treiber zu verhindern.

Es gibt auch eine alternative Erklärung, dass dies die Grenzen sind, bei denen bei Überschreitung ein Einrasten im Substrat ausgelöst wird. Während dies in älteren Prozessen möglich ist, ist dies in modernen Prozessen nicht wahrscheinlich. Die Prozessdetails sind mir jedoch nicht bekannt. Der Vollständigkeit halber sollte dies erwähnt werden.

Platzhalter
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3

Die meisten modernen CMOS-Chips verfügen über Sperrdioden gegen Masse und Stromversorgung an jedem Pin. Dies dient dazu, einen Weg für die statische Entladung bereitzustellen, ohne die empfindlicheren Komponenten auf dem IC zu verletzen, hoffentlich die meiste Zeit, wahrscheinlich, wenn Sie Glück haben.

Für diese Klemmdiodenströme gibt es wahrscheinlich zwei separate Spezifikationen. Der absolute Maximalbereich zeigt Ihnen, was das Gerät tolerieren kann, ohne beschädigt zu werden. Dies ist der Strom, den die Dioden ohne Schaden um den Rest des Chips herum leiten können. Die andere Spezifikation befindet sich im Bedienbereich. Dieser Strom ist viel geringer, da der Strom durch diese Dioden verschiedene Probleme beim Betrieb des Geräts verursachen kann. Grundsätzlich möchten Sie praktisch nicht, dass diese Dioden während des Betriebs leiten.

Olin Lathrop
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+1 für diehopefully, most of the time, probably, if you're lucky
Connor Wolf
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Der größte Teil Ihres zweiten Absatzes widerspricht direkt dem Datenblatt. Dein letzter Satz ist in Ordnung. Es muss nachgewiesen werden, dass die Pads-Zellen in modernen Prozessen mehrere Ampere verarbeiten können, um MM-ESD (Maschinenmodell) verarbeiten zu können. Möchtest du bearbeiten?
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@rawbrawb: Mir ist nicht klar, was du sagst. Wie stimmt das Datenblatt nicht mit dem überein, was ich gesagt habe? Ich habe gerade nachgesehen und abs max ist 20 mA. Ich weiß, dass ich eine Spannungs- und Stromdiodenklemmenspezifikation für andere PIC gesehen habe, aber diese spezifiziert nur die gültigen Eingangsspannungsbereiche, die auf Vss und Vdd beschränkt sind. Dies besagt, dass während des Betriebs eine Vorwärtsvorspannung von 0 an den Dioden zulässig ist. Ich sehe immer noch nicht, wie das dem widerspricht, was ich gesagt habe.
Olin Lathrop
Abgesehen davon gehören die DVs nicht mir. Ich glaube, ich habe das meiste davon in meinem eigenen Beitrag beantwortet. aber .. die Spezifikationen sind nicht unterschiedlich, Die Daten stammen aus dem Abschnitt abs max. Wir wissen, dass es kein maximaler Strom sein kann, da diese Werte kleiner als die Antriebsströme sind. Und dann setzt Logik / Erfahrung ein, da wir wissen, dass ESD riesige Ströme erzeugt. Ich denke, was Sie aufgefangen hat, ist die Verwendung von "Klemmen", die offensichtlich falsch ist. Ein 2KV ESD-Impuls, der bei 20 mA "geklemmt" wird, tut nichts für EOS.
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Viele Chips haben Klemmdioden zwischen den E / A-Pins und den Stromschienen. Solche Dioden können ein billiger Weg sein, um ein signifikantes Maß an ESD-Schutz bereitzustellen. Ferner verbinden viele Chips die negative Schiene mit einem Substrat vom P-Typ und die positive Schiene mit Vertiefungen vom N-Typ darin; Source und Drain jedes Transistors bilden einen PN-Übergang mit dem Substrat oder der Vertiefung, in der er sich befindet, und PN-Übergänge verhalten sich wie Dioden, wenn das Potential der P-Seite das der N-Seite um mehr als etwa 0,7 Volt übersteigt.

In einigen Fällen sind die Klemmdioden so aufgebaut, dass der durch sie fließende Strom keine anderen Operationen des Chips beeinflusst. In anderen Fällen kann Strom, der durch die PN-Übergänge fließt, die als Klemmdioden dienen, dazu führen, dass unerwünschte Ströme über andere in Sperrrichtung vorgespannte PN-Übergänge fließen, ähnlich wie Basis-Emitter-Ströme in einem PNP- oder NPN-Transistor Strom verursachen über den in Sperrrichtung vorgespannten Kollektor-Basis-Übergang zu fließen.

Sofern der Hersteller nicht spezifiziert, dass ein Gerät bei Vorhandensein von Klemmdiodenströmen normal funktioniert, sollte vermieden werden, dass unter normalen Betriebsbedingungen ein nicht unbedeutender Strom fließt. Wenn ein Gerätehersteller jedoch der Ansicht ist, dass ein Teil häufig in Fällen verwendet wird, in denen relativ kleine Ströme (z. B. 10 mA) an die Schienen geklemmt werden müssen, wird der zusätzliche Platz für die Platzierung der PN-Übergänge auf diese Weise zugewiesen Um zu verhindern, dass solche Ströme an anderer Stelle unerwünschte Stromflüsse verursachen, kann es sich lohnen, selbst wenn nur 0,1% der Teile an Orten verwendet werden, an denen sonst Schutzdioden erforderlich wären.

Superkatze
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