断电时驱动微控制器的GPIO是否会削弱芯片?


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我们在一个项目中使用LTC5800-IPM微控制器。按照我们现在的设计方式,断电时有时会将IC的GPIO引脚驱动为高电平(至3.3V)或驱动为低电平。这会削弱芯片吗?绝对最大额定值表示任何数字I / O引脚上的电压为-0.3V至VSupply + 0.3V。如果答案是否定的,那么加电期间IC会变弱吗?

LTC5800-IPM没有最详细的数据表。如果特别不清楚该设备,我通常会对CMOS微控制器GPIO感兴趣。


定义“弱化”。
JYelton 2014年

控制器“断电”时的VSupply是什么?
jippie 2014年

它在负载开关的另一侧,因此Vdd只是断开连接。
BenYL 2014年

Answers:


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是的,当Vdd为0时,通过从低阻抗源驱动芯片可能会损坏芯片。

数据表中可以看到,绝对最大输入电压为Vsupply -0.3。因此,如果Vsupply为0,则您对任何输入施加的电压不得超过+/- 300mV。

在此处输入图片说明

如果可能会损坏特定的I / O引脚的保护网络,如果在输入由低阻抗源驱动时供电,则可能会导致闩锁,从而将电源短路至低压或损坏电源。芯片(也许两个)。

为了隔离这两个设备,可以使用电压转换器,例如74AVC1T45,如果任一Vdd为0,它就会变为高阻抗。

保护网络就像是输入和Vsupply之间的小二极管(以及类似于GND的东西)一样,通常还带有一些串联电阻,如果通过输入端驱动太多电流,则其中任何一个都可能损坏。如果将输入驱动至(例如)3.3V,则电流将从Vsupply引脚流出,并流入其他与外部相连的引脚。至少,这不会给驱动芯片的工作带来很大负担,即使它不会立即造成损坏。

闩锁(如上面的链接中所述)是大多数CMOS IC固有的寄生SCR结构引起的影响。如果低功耗芯片的温度变得很高,则可能是闩锁。


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如果在驱动断电芯片的任何线上放置串联电阻怎么样?
BenYL 2014年

@BenYL对于此特定芯片,官方不允许(请参见上文)。某些芯片的电流限制规格可满足这种情况(如果将电流限制为指定值,则允许超过+/- 0.3V。实际上,这是经常进行的工作,并且在存在电流的情况下(有些警告)受到充分限制。
Spehro Pefhany

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除非数据表和相关文档另有规定,否则请勿在未通电的设备上施加非接地电压。该设备可能会通过引脚上的输入保护二极管供电,并且可能行为异常。

如果没有办法修改原理图,以使未供电的设备不向其输入施加电压,那么当未向设备供电时,请使用三态缓冲器(例如74HC125或74HC244)对输入进行Hi-Z调整。


有趣的是,由于LTC5800已连接到另一个类似的设备,所以我们已经在设计中使用了缓冲芯片。任何一个芯片都可以供电,而另一个则不可以。我需要以某种方式保护两个芯片。
BenYL 2014年

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然后,如果任一侧未通电,请使用类似TXB0104的Hi-Z。
伊格纳西奥·巴斯克斯

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注意诸如TXB0104-之类的部件,LTC5800可能没有足够的驱动能力来可靠地控制方向。我不得不解决这个问题的设计。
Spehro Pefhany 2014年

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对于相似的情况,我将使用CMOS IC CD4066。它具有宽泛的电源和输入/输出电压范围以及四个双向开关。两个系统之间的电压应相等,因此与Vdd相比,不会违反GPIO输入的最大允许电压。必须考虑通信协议的频率。

格奥尔基·莫捷夫(Georgi Motev)

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