PIC Micro: ¿puedo usar clasificaciones de corriente máximas tanto de hundimiento como de suministro si algunos pines se hunden mientras que otros generan?

Las calificaciones máximas suelen ser sobre dos cosas, en términos generales. Una se trata de la disipación local: los pines del puerto a menudo se colocan cerca uno del otro en el troquel y si disipa demasiado en un área pequeña dentro del micro, esa área se convertirá en un punto caliente y hay un límite más allá del cual debe No vayas. Otro es sobre las interconexiones de aluminio. Los diseñan para un cierto límite de corriente. Es probable (aunque no lo sabría, específicamente aquí) que haya algunas rutas actuales compartidas para el puerto y que estas también tengan límites. Según tengo entendido, cualquiera de estos puede haber sido el factor limitante real para las especificaciones máximas absolutas que está leyendo (¡de las cuales debería mantenerse a cierta distancia!)

Si es la capacidad de disipar la energía del área local, entonces probablemente asumiría que no puede obtener$75\:\textrm{mA}$y también hundir otro$75\:\textrm{mA}$en el mismo puerto. Se trataría de la disipación y las temperaturas locales máximas, por lo que probablemente significaría que no puede hacer ambas cosas a la vez. (Y por lo general, no debería hacerlo en absoluto, por supuesto). Si se trata de límites actuales para las partes compartidas de la interconexión, y si las interconexiones de hundimiento no se comparten de ninguna manera con las interconexiones de abastecimiento, entonces la respuesta podría ser "tal vez." Pero aún así no me arriesgaría. Y casi nunca se trata de las interconexiones, de algunas discusiones que recuerdo haber tenido hace años. Por lo general, se trata de disipación. Solo tuve un caso en el que tuve que comunicarme con el diseñador de circuitos integrados con respecto al tamaño de diseño del peor de los casos de sus interconexiones que fluyen de un punto hacia otro.

EDITAR: Quería agregar una nota sobre una forma de examinar las especificaciones máximas absolutas para agregar un poco de información sobre cómo piensa acerca de estas corrientes de pin.

Cada pin tiene una pequeña impedancia a tierra, cuando es baja, o a la$V_{CC}$riel, cuando es alto. Los materiales P generalmente tienen alrededor de$\frac{1}{3}$rd la movilidad de N materiales. La movilidad se relaciona directamente con la impedancia. Por lo tanto, se necesita más área de sección transversal para obtener la misma impedancia de un dispositivo PMOS que de un dispositivo NMOS, en términos generales. Un fabricante a veces hará el trabajo adicional (desperdiciará más espacio en el troquel) para equilibrar los MOSFET del lado alto y del lado bajo. Pero por lo general hay una diferencia.

A veces es instructivo para usted probar esto. El experimento no es difícil de hacer. Simplemente haga que el controlador de salida sea una resistencia de carga (o un par de ellos en un equivalente de Thevenin) y mida el voltaje de salida. Debería poder calcular la corriente y el voltaje, conociendo su circuito y la medición del voltaje, y a partir de esto puede calcular las impedancias del controlador; tanto a tierra como a$V_{CC}$.

Mi recuerdo de la medición de la impedancia de las partes del PIC es que presentan alrededor de$60\:\Omega$hundiéndose y sobre$100\:\Omega$abastecimiento (En cualquier caso, no recuerdo que el valor sea idéntico).

Ahora, pensemos en las especificaciones máximas absolutas de$25\:\textrm{mA}$por pin y$75\:\textrm{mA}$por un puerto.

Surge una pregunta: ¿Qué pasa con un dispositivo con cuatro puertos? ¿Significa eso que puedo manejar cada puerto con hasta$75\:\textrm{mA}$? No. También habrá una corriente de suministro máxima del dispositivo y tampoco debe excederla.

También si$75\:\textrm{mA}$para un puerto, por qué no$75\:\textrm{mA}$para un pin en el puerto si los otros pines no están cargados? Bueno, puede haber límites por pin porque la metalización del pin no puede manejar más y si lo maneja con más, hará que la metalización comience a migrar con el tiempo y eso sería algo malo. Además, toda esa corriente en un lugar muy pequeño en el troquel podría generar temperaturas que son simplemente demasiado altas para ser toleradas continuamente. (Los iones implantados también pueden migrar y difundirse hacia afuera del punto caliente, extendiendo las características diseñadas y eventualmente destruyendo la funcionalidad). Por lo tanto, hay máximos absolutos en cada pin.

Finalmente, en el caso que mencioné con las impedancias que indiqué para un PIC que una vez medí, el calentamiento en$\frac{75\:\textrm{mA}}{8}=9.4\:\textrm{mA}$sería entonces sobre$6−10\:\textrm{mW}$por pin (dependiendo del valor de salida alto o bajo), si se divide en partes iguales. Decir,$50−80\:\textrm{mW}$total para el puerto. Pero eso se vuelve casi$200\:\textrm{mW}$, si todo se obtuvo de solo tres pines (manteniéndose dentro de los máximos absolutos para cada pin y para el puerto).

Podría sentir que empujando$50\:\textrm{mW}$porque el puerto sería tolerable (si me comprara algo en otras compensaciones y no arriesgara algo importante). Pero definitivamente no me sentiría cómodo en$100\:\textrm{mW}$por puerto. Y así, en términos generales, mantendría las corrientes de salida de los pines diseñadas alrededor de$6-8\:\textrm{mA}$y nada más que eso. Aunque las especificaciones máximas absolutas sugieren que puedes hacer más.

La tabla a la que hace referencia proporciona calificaciones máximas absolutas. La nota al pie de esa tabla dice:

†AVISO: Las tensiones superiores a las enumeradas en "Clasificaciones máximas absolutas" pueden causar daños permanentes al dispositivo. Esta es solo una clasificación de estrés y no implica la operación funcional del dispositivo en esas o en cualquier otra condición por encima de las indicadas en las listas de operación de esta especificación. La exposición a condiciones de clasificación máxima durante períodos prolongados puede afectar la confiabilidad del dispositivo

Mire un poco más abajo en la hoja de datos hasta la página 65, donde se dan las características de funcionamiento más típicas. Allí verá que el voltaje bajo de salida será de hasta 0,6 voltios a 8,5 mA, y el voltaje alto de salida será Vss-0,7 V a 3 mA.

Me mantendría alejado de las calificaciones máximas absolutas.