¿Pueden las entradas desconectadas hacer que un IC se caliente?

Estoy usando un PLD ATF16V8 para una lógica de pegamento simple. Mientras lo probaba en una placa de prototipos, noté que se calienta al tacto casi de inmediato. Verifiqué que ninguna salida estuviera cortocircuitada, pero también sabía que muchas entradas estaban desconectadas.

ATF16V8 es un circuito CMOS y leí que las entradas flotantes pueden ser un problema con esta tecnología, a diferencia de TTL. ¿Podría ser esta la causa de la salida de calor y por qué?

Las entradas flotantes harán que el consumo de corriente del chip aumente considerablemente. Tal vez incluso hasta el punto de un calor notable.
Primer resultado de Google para "CMOS flotante": ti.com/lit/an/scba004d/scba004d.pdf
@NeonMan: Descubrirá que tendrá una vida más larga, saludable y feliz si sigue estas 3 reglas: A. Mire a ambos lados antes de cruzar cualquier calle (incluidas las calles de un solo sentido). B) No se pare frente a puertas que abren hacia afuera. C) Conecte todas las entradas CMOS no utilizadas a tierra o Vcc.
Puede confirmar (C). Olvidé atar un alfiler a GND y tuve cáncer. Aprendan de mi error, muchachos.
Está bien. Ate todas las entradas CMOS a algo.
Si la entrada se deja flotando o se vincula aproximadamente a la mitad entre Vdd y Vss, una puerta CMOS en realidad se está comportando como un amplificador lineal, no como una puerta lógica. Algunos circuitos integrados lógicos CMOS simples (p. ej., un circuito integrado de 6 inversores) se pueden utilizar en este modo de forma intencionada, si necesita un amplificador pero los requisitos no son muy exigentes. Pero cuando se usa como puerta lógica , CMOS solo consume una cantidad significativa de corriente cuando cambia de estado .
Usted dice que verificó que ninguna salida estuviera cortocircuitada. Según mi experiencia, debería comprobarlo de nuevo, especialmente si la placa de prototipos es algo que ha construido usted mismo.

Respuestas (3)

Sí, los circuitos CMOS pueden calentarse cuando hay entradas flotantes. Siempre debe conectar los pines de entrada CMOS no utilizados a un voltaje definido, generalmente GND o Vdd, a menos que la hoja de datos le indique lo contrario (consulte también el final de esta respuesta y la respuesta de Michael ). Si un pin puede configurarse como entrada o salida y no está seguro de cuál será, puede colocar una resistencia entre el pin y GND/Vdd.

Si deja los pines desconectados, se dice que "flotan" y tienen un voltaje no especificado. Ese voltaje puede ser por inducción en los cables del paquete, corrientes de fuga dentro o fuera del paquete, descarga estática, etc. El punto clave es que no conoce el voltaje en las puertas de los transistores de entrada a los que está conectado el pin ( señal A en el inversor CMOS de abajo).

inversor CMOS

En el peor de los casos, este voltaje indefinido estará entre "alto" y "bajo", de modo que ambos transistores sean conductores al mismo tiempo. Por lo tanto, una alta corriente (varios 10-100 mA) fluye a través de los transistores de Vdd a GND (Vss), generando así calor y posiblemente destruyendo el chip.

Algunos circuitos integrados tienen circuitos especiales en sus pines de entrada para evitar que esto suceda. Este circuito normalmente se llama bus-holder o bus-keeper , pero también se puede encontrar con otros nombres como pad-keeper (procesadores egiMX). Es esencialmente un búfer (dos inversores en serie) y una gran resistencia conectada al pin de entrada. Esto asegura que el pin de entrada siempre se mueva a alto o bajo cuando nada más lo esté manejando.

titular de autobús

Fuentes de la imagen: Wikimedia, dominio público.

No en este caso. Para citar la hoja de datos :

Todos los miembros de la familia ATF16V8B(QL) tienen resistencias pull-up de entrada y E/S internas. Por lo tanto, siempre que las entradas o las E/S no se controlen externamente, flotarán a VCC. Esto asegura que todas las entradas de la matriz lógica estén en estados conocidos. Estos son pull-ups activos relativamente débiles que pueden ser superados fácilmente por controladores compatibles con TTL (consulte los diagramas de entrada y E/S a continuación).

El diagrama muestra una resistencia pull-up “>50kΩ”. Entonces, a menos que tenga cables muy largos combinados con emisiones electrónicas muy fuertes, dudo mucho que pueda causar cambios no deseados.

Otros dispositivos pueden tener un mayor consumo de energía con pines flotantes, pero dudo que sea suficiente para que se caliente perceptiblemente.

Para citar, por ejemplo, una nota de aplicación del microcontrolador EFM32:

Todos los pines no conectados en el EFM32 deben configurarse con la configuración GPIO->P[x].MODEL/MODEH en 0 (Deshabilitado). En esta configuración, tanto el disparador Schmitt de entrada como el controlador de salida están apagados. Si la entrada está habilitada (disparador schmitt habilitado), las entradas flotantes podrían generar cambios frecuentes del disparador schmitt y un mayor consumo de energía.

pregunta dice

se calienta al tacto casi inmediatamente

en circunstancias normales no debería suceder. Miremos la hoja de datos de GAL16V8 porque contiene información útil:

Lattice Semiconductor recomienda que todas las entradas no utilizadas y los pines de E/S triestablecidos se conecten a otra entrada activa, Vcc o tierra. Hacer esto tenderá a mejorar la inmunidad al ruido y reducir la Icc del dispositivo.

Establece que las entradas y las E/S de tres estados deben conectarse a algún lugar, incluidos los rieles de alimentación. Como los PLD son dispositivos configurables, es posible configurar el pin como entrada, E/S o como salida.

En caso de que conecte el pin a tierra o al riel de alimentación, y el pin parezca ser una salida activa porque si se configuró así, habrá una fuga de corriente excesiva y el dispositivo comenzará a calentarse.

Tuve un caso así antes (lo descubrí cuando me pidieron que solucione el problema del sobrecalentamiento de PLD), el dispositivo GAL no se fríe, pero se calienta mucho. Puede que también sea tu caso. Debe verificar la configuración de PLD y asegurarse de que los pines de salida no estén conectados a los rieles de alimentación y que no estén conectados a otros pines de salida.

Esta es una respuesta particularmente poco clara...
@SeanHoulihane agregó una aclaración. ¿Está más claro ahora?
El primer párrafo se lee como una anécdota, no como una respuesta. No es necesario romper la edición, simplemente reescribir. Todavía no tiene sentido para mí.
@SeanHoulihane, ¿tiene sentido para ti ahora? Gracias.
Sí, hay algunos detalles nuevos allí que lo hacen fácil de entender. En realidad, está proporcionando una justificación para usar conexiones de resistencia. (después de que la modificación del diseño sea otro beneficio)
¿Pueden las entradas desconectadas hacer que un IC se caliente?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v