Funcionamiento por encima de la tensión de alimentación característica máxima, pero por debajo de la tensión máxima absoluta

Estoy usando un IC SRAM paralelo de Alliance, y en la tabla de Características eléctricas, dice que VCC puede ser mín. 3,0 V, máx. 5,5 V. En la tabla Características máximas absolutas, dice que el voltaje del terminal no debe ser superior a 7 V con respecto a VSS (GND en mi caso).

¿Qué sucede cuando se opera en tierra de nadie entre 5,5 V y 7 V, digamos, alrededor de 6 V de suministro a VCC?

ficha de datos

Respuestas (3)

Nadie puede decirlo con certeza en general, excepto el fabricante .

Proporcionar esos dos conjuntos de valores es un estándar de la industria. La razón es que, más allá de las calificaciones máximas absolutas, el fabricante no ofrece absolutamente ninguna garantía sobre el dispositivo: puede romperse, puede funcionar mal, ¡quién sabe! Su comportamiento también depende de cuánto vaya más allá de esas calificaciones máximas.

Por debajo de esos valores, pero fuera de las condiciones normales de funcionamiento ("tierra de nadie"), el fabricante tampoco hace ninguna promesa, excepto una: puedes permanecer en "tierra de nadie" todo el tiempo que quieras y cuando vuelvas a la normalidad. rango operativo, el dispositivo se comportará como se especifica .

Esto significa que el fabricante garantiza que el dispositivo no sufrirá daños ni se degradará. Sin embargo, tenga cuidado con esa promesa: esa promesa se hace asumiendo que el dispositivo no está conectado a casi nada y que el mundo externo es "benevolente" .

Si conduce el dispositivo en tierra de nadie y comienza a actuar de manera extraña, en un escenario real, otros dispositivos conectados al chip que funciona mal podrían a su vez dañar el dispositivo u otra parte del circuito indirectamente.

Por ejemplo, imagine un chip supervisor de energía fuera de su rango operativo. Podría volverse un poco loco y estropear la secuencia de energía de un tablero, activando las líneas eléctricas en la secuencia incorrecta. Esto podría llevar a que se enciendan uniones PN que nunca debieron encenderse, lo que provocaría cortocircuitos en el sistema.

Como otro ejemplo, considere un amplificador operacional con líneas de suministro ligeramente por encima de las condiciones normales de funcionamiento (pero no por encima del máximo). Tal vez el voltaje de compensación aumente drásticamente y esto provoque un error importante en la señal de salida. Tal vez este amplificador operacional sea parte de un controlador PID y debido a ese aumento inesperado del voltaje de compensación, un motor se sale de control, lo que hace que un brazo robótico actúe de manera errática.

En ambos casos, el hecho de que el dispositivo no se dañe cuando se vuelve a poner en condiciones normales de funcionamiento es irrelevante, ya que el sistema ya se ha dañado por su comportamiento loco.

En pocas palabras: nunca diseñe un circuito en el que, en funcionamiento normal, un dispositivo pueda funcionar fuera de las condiciones normales de funcionamiento.

Consejo profesional

A veces, los fabricantes son muy conservadores con respecto a lo que se especifica en la hoja de datos disponible públicamente. Después de todo, probar un dispositivo para cada condición posible es costoso, por lo que los casos de esquina a menudo se descuidan. Al probar un dispositivo usted mismo, podría determinar que un dispositivo podría funcionar de manera confiable fuera de lo que se especifica en la hoja de datos.

En este caso, podría ponerse en contacto con el fabricante y solicitar la confirmación oficial de sus hallazgos e incluso solicitar un dispositivo mejor caracterizado (a un costo, por supuesto).

Sin embargo, incluso si realiza pruebas internas, nunca confíe solo en ellas. Los resultados pueden ser aplicables solo al lote específico de dispositivos que posee, y una pequeña variación en el proceso de fabricación podría hacer que todos los resultados de las pruebas sean incorrectos para otro lote. ¡Pregunte siempre al fabricante!

¡Gracias por la respuesta detallada! El dispositivo parece funcionar normalmente cuando hago esto, pero no planeo usarlo como tal. Misteriosamente estoy recibiendo ~ 5.8V en el pin VCC y me hizo preguntarme cuál es la diferencia entre las clasificaciones. Reemplazar el 1008 con un 62256 similar, pero más pequeño, hace que el suministro baje a ~ 5 V como espero (diodo, o suministro de 5 V + batería de respaldo a 3 V), por lo que está sucediendo algo extraño.
@NickU. ¿Cómo mediste esos 5.8V? ¿Utilizó un DMM o un osciloscopio? Si lo midió con un DMM, el exceso de voltaje puede deberse a algunas oscilaciones o ondulaciones en Vcc. Tal vez las tapas de derivación no sean suficientes para ese dispositivo o la fuente de alimentación no esté lo suficientemente filtrada.
Usé un metro y un o'scope. No hay mucha fluctuación en el suministro. Cuando /CE es BAJO, el suministro cae a ~5V como se esperaba, pero cuando /CE es ALTO, el VCC se carga hasta ~5.8V nuevamente. Tengo un aluminio de 22uF y una cerámica de 100nF en el suministro. Reemplazando el 1008 con un 62256, y VCC se comporta todo el tiempo. Entonces, hay alguna diferencia (además del número de pines) entre las fichas.
Para que quede claro, puedo hacer que el 1008 de 32 pines actúe como un 62256 de 28 pines vinculando A15/A16 a GND y vinculando CE2 a VCC. Entonces, cuando tengo esa configuración, el VCC sube a 5.8V cuando /CE no está activo. Cambiando el chip por un 62256 de 28 pines sin cambiar ningún cableado (por lo que CE2 en el 1008 ahora es VCC en el 62256) y VCC se mantiene en 5 V o menos.
@NickU. Eso es raro. ¿Están esas tapas colocadas cerca del chip? ¿El riel de alimentación flota a 5,8 V incluso sin carga conectada? Si este es el caso, tal vez debería rediseñar la fuente de alimentación para que proporcione 5,0 V (o un poco más, digamos 5,1 V) sin carga y verificar el tamaño de los rastros de su PCB, porque el voltaje de 0,8 V cae cuando un dispositivo se activa es bastante. Tal vez tenga demasiada caída resistiva en sus trazas de PCB. O tal vez también sea una caída inductiva: si la caída se reduce cuando reduce la frecuencia del reloj, eso podría ser un síntoma de que los límites de derivación son demasiado pequeños (o que están colocados demasiado lejos).
Sí, los límites están muy cerca. No suministro los 5V, proviene de una fuente externa y no tengo control sobre el reloj (~ 4 MHz). Y debería ser más claro: no es una caída en absoluto, el suministro externo es rígido de 5 V con o sin RAM, es el suministro de diodo que parece aumentar cuando la RAM está en circuito. Sin la RAM enchufada en absoluto, el suministro de diodo es el mismo que el de la fuente externa, como se esperaba.
@NickU. ¿Intentó desconectar la batería (dejando el circuito OR en su lugar) y ver si el fenómeno continúa? Por cierto, ¿qué tipo de diodos usas en el circuito OR?
He probado los diodos BAT85 y 1N4148, ambos dan el mismo resultado (creo que el 1N4148 es un poco más bajo, pero aún está por encima del suministro de 5V). También intenté desconectar la batería quitando la resistencia limitadora de corriente, y sigue sucediendo. Es casi como si tuviera una bomba de carga involuntaria de alguna manera ... pero incluso si desconecto la capacitancia a granel a través del suministro de SRAM, el voltaje sigue aumentando. La referencia de tierra es la misma en todas partes también. Realmente me ha dejado perplejo.
@NickU. ¿Podría ser un rebote en el suelo? Tal vez el dispositivo absorba picos de corriente tan grandes y tan rápidos que la resistencia+inductancia de las trazas de tierra hace que la referencia de tierra aumente en potencial y compense sus mediciones. ¿Has probado a medir el voltaje justo en el chip? Quiero decir, colocando también la sonda negativa del alcance justo en la terminal GND del chip.
También pensé en eso, así que he estado midiendo directamente en los pines VCC y VSS. También tengo algunas otras versiones de la PCB que estoy usando con algunos diseños diferentes (mismo circuito) y todavía veo que el voltaje aumenta al menos unos cientos de mV. ¡¡Es bastante enloquecedor!! Le envié un correo electrónico a Alliance para ver si pueden proporcionar alguna información. (¡También agradezco tu consejo!)
@NickU. ¡Guau! ¡Yo también me he quedado sin ideas! Por cierto, también sería una buena pregunta EE.SE, si puede publicar al menos parte del esquema. De todos modos, si terminas averiguando cuál es la causa del problema, me gustaría saberlo. ¡Buena suerte!
Muchas gracias por las sugerencias. Veré qué tiene que decir Alliance, y si no puedo resolverlo, ¡probablemente plantee la pregunta allí!
@NickU. Una última idea: tal vez necesite varias tapas de derivación para evitar ese chip específico de manera efectiva. Vea este video de EEVblog si no está familiarizado con el concepto.
Bastante fácil de probar! Aunque he visto evidencia contradictoria a lo largo de los años (compañeros de trabajo, artículos técnicos, etc.) sobre si esto realmente funciona o no.

Generalmente, las especificaciones y el rendimiento solo están garantizados en las condiciones enumeradas en la tabla de características.

Por encima de eso (y por debajo de las calificaciones máximas absolutas), el rendimiento y muchos aspectos de la funcionalidad no están garantizados. De hecho, no debe aplicar esos voltajes durante un período prolongado de tiempo, ya que el dispositivo puede degradarse y volverse poco confiable. En la práctica, es probable que funcione para la mayoría de las muestras de circuitos integrados, pero no se recomendaría para diseños de producción o diseños que dependan críticamente del rendimiento.

Por encima de las calificaciones máximas absolutas, es posible que el dispositivo se haya dañado o degradado y no se garantizan las especificaciones, incluso en las condiciones de características.

La hoja de datos dice explícitamente que la retención de datos es de 1,5 voltios a 5,5 voltios: -

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Entonces, haga lo que dice el DS y reduzca su suministro o hable con el fabricante.

Buena llamada, me perdí totalmente esa parte. Por cierto, no lo estoy suministrando intencionalmente con 6V, tengo un suministro de diodo al chip, una batería de respaldo de 5V y una de 3V. Por alguna razón, durante la operación, cuando /CE es alto, este voltaje se cargará hasta ~5.8V. Tirar de /CE bajo hace que caiga a 5V como se esperaba. Parece que solo tengo este problema con el 1008, si lo reemplazo con un 62256 no sucede. No tengo la intención de usar el 1008 fuera de especificación, solo me hizo pensar en cuál es la diferencia entre las calificaciones. (Si tienes alguna idea de por qué tengo más de 5 V en esto, soy todo oídos jaja)
@NickU. Eso es probable porque el 1008 tiene una corriente de reserva más baja, lo suficientemente baja como para "superar" la carga mínima requerida para que su fuente de alimentación mantenga la regulación.
Hay una explicación más detallada del problema en los comentarios sobre la respuesta anterior, no es el suministro de 5V el que causa el problema, lo he evaluado y el 5V es muy rígido.
Funcionamiento por encima de la tensión de alimentación característica máxima, pero por debajo de la tensión máxima absoluta
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