อินพุตที่ไม่ได้เชื่อมต่อสามารถทำให้ IC ร้อนขึ้นได้หรือไม่?

ฉันใช้ ATF16V8 PLD สำหรับตรรกะของกาวอย่างง่าย ในขณะที่ทำการทดสอบบนกระดานต้นแบบฉันสังเกตเห็นว่ามันรู้สึกอุ่นทันทีที่สัมผัส ฉันตรวจสอบว่าไม่มีเอาต์พุตลัดวงจร แต่ฉันรู้ว่ามีอินพุตหลายตัวที่ไม่ได้เชื่อมต่อ

ATF16V8 เป็นวงจร CMOS และฉันอ่านว่าอินพุตแบบลอยตัวอาจมีปัญหากับเทคโนโลยีนี้ซึ่งแตกต่างจาก TTL นี่อาจเป็นสาเหตุของความร้อนออกมาและทำไม?

ใช่วงจร CMOS จะร้อนขึ้นเมื่อมีอินพุตลอย คุณควรเชื่อมต่อขาอินพุต CMOS ที่ไม่ได้ใช้เข้ากับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดไว้โดยทั่วไปคือ GND หรือ Vdd ยกเว้นว่าแผ่นข้อมูลแจ้งให้คุณทราบเป็นอย่างอื่น (ดูที่ส่วนท้ายของคำตอบนี้และคำตอบของ Michael ) หากพินสามารถกำหนดค่าเป็นอินพุทหรือเอาท์พุทและคุณไม่แน่ใจว่าจะเป็นแบบใดคุณสามารถวางตัวต้านทานระหว่างพินและ GND / Vdd ได้

หากคุณปล่อยหมุดไว้ไม่เชื่อมต่อพวกเขาจะพูดว่า "ลอย" และมีแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ระบุ แรงดันไฟฟ้านั้นอาจมาจากการเหนี่ยวนำบนสายของบรรจุภัณฑ์กระแสรั่วไหลภายในหรือภายนอกบรรจุภัณฑ์การปล่อยกระแสไฟฟ้าสถิตย์ ฯลฯ จุดสำคัญคือคุณไม่ทราบถึงแรงดันไฟฟ้าที่ประตูของทรานซิสเตอร์อินพุตซึ่งหมุดเชื่อมต่อ ( สัญญาณ A ในอินเวอร์เตอร์ CMOS ด้านล่าง)

ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดแรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้กำหนดนี้จะอยู่ระหว่าง "สูง" และ "ต่ำ" เพื่อให้ทรานซิสเตอร์ทั้งสองเป็นตัวนำไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน ดังนั้นกระแสสูง (หลาย 10-100 mA) จะไหลผ่านทรานซิสเตอร์จาก Vdd ไปยัง GND (Vss) ดังนั้นจึงสร้างความร้อนและอาจทำลายชิป

ไอซีบางตัวมีวงจรพิเศษที่พินอินพุตเพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้น วงจรนี้โดยปกติจะเรียกว่าบัส - โฮลหรือบัส -แคปเปอร์แต่สามารถพบได้ในชื่ออื่นเช่นแพด -แคปเปอร์ (โปรเซสเซอร์ egiMX) โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นบัฟเฟอร์ (อินเวอร์เตอร์สองชุด) และตัวต้านทานขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกับขาอินพุต สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าขาอินพุตจะถูกผลักไปที่สูงหรือต่ำเสมอเมื่อไม่มีอะไรขับอยู่

แหล่งที่มาของภาพ: Wikimedia, โดเมนสาธารณะ

ไม่ในกรณีนี้ วิธีอ้างแผ่นข้อมูล :

สมาชิกในครอบครัว ATF16V8B (QL) ทั้งหมดมีอินพุตภายในและตัวต้านทานแบบเลื่อนขึ้น I / O ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่อินพุตหรือ I / Os ไม่ได้ถูกขับเคลื่อนจากภายนอกพวกเขาจะลอยไปที่ VCC สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าอินพุตของอาร์เรย์แบบลอจิกทั้งหมดอยู่ในสถานะที่รู้จัก สิ่งเหล่านี้คือ pull-ups ที่แอ็คทีฟที่อ่อนแอซึ่งสามารถขับได้ง่ายกว่าโดยไดรเวอร์ที่เข้ากันได้กับ TTL (ดูที่อินพุตและไดอะแกรม I / O ด้านล่าง)

แผนภาพแสดงตัวต้านทานแบบเลื่อนขึ้น“> 50kΩ” ดังนั้นหากคุณมีสายยาวมากรวมกับการปล่อยทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แรงมากฉันสงสัยอย่างมากว่ามันอาจทำให้เกิดการสลับที่ไม่ต้องการ

อุปกรณ์อื่น ๆ สามารถเพิ่มการใช้พลังงานด้วยพินที่ลอยได้ แต่ฉันสงสัยว่ามันจะเพียงพอที่จะทำให้มันรู้สึกอุ่น

หากต้องการอ้างเช่นบันทึกการใช้งานไมโครคอนโทรลเลอร์ EFM32:

หมุดที่ไม่ได้เชื่อมต่อทั้งหมดใน EFM32 ควรได้รับการกำหนดค่าด้วยการตั้งค่า GPIO-> P [x]. MODEL / MODEH เป็น 0 (ปิดใช้งาน) ในการตั้งค่านี้ทั้งทริกเกอร์อินพุต schmitt และไดรเวอร์เอาต์พุตจะปิด หากเปิดใช้งานอินพุต (เปิดใช้งานทริกเกอร์ schmitt) อินพุตลอยตัวอาจนำไปสู่การสลับทริกเกอร์ schmitt บ่อยครั้งและเพิ่มการใช้พลังงาน

คำถามพูดว่า

มันอุ่นขึ้นเมื่อสัมผัสเกือบจะทันที

ภายใต้สถานการณ์ปกติไม่ควรเกิดขึ้น มาดูในแผ่นข้อมูล GAL16V8 เพราะมันมีข้อมูลที่มีประโยชน์:

Lattice Semiconductor ขอแนะนำให้เชื่อมต่ออินพุตที่ไม่ได้ใช้และพิน I / O ทั้งสามตัวที่เชื่อมต่อกับอินพุตแอคทีฟ Vcc หรือกราวด์อื่น การทำเช่นนี้มีแนวโน้มที่จะปรับปรุงภูมิคุ้มกันเสียงรบกวนและลด Icc สำหรับอุปกรณ์

มันระบุว่าควรจะเชื่อมต่ออินพุตและI / O แบบไตร่ตรองกับที่ใดที่หนึ่งรวมถึงรางไฟ เนื่องจาก PLD เป็นอุปกรณ์ที่กำหนดค่าได้จึงสามารถกำหนดค่าพินเป็นอินพุต I / O หรือเป็นเอาต์พุตได้

ในกรณีที่คุณเชื่อมต่อพินกับกราวด์หรือรางไฟและพินดูเหมือนจะเป็นเอาต์พุตที่แอ็คทีฟเพราะหากมีการกำหนดค่าดังนั้นจะมีกระแสไฟรั่วมากเกินไปและอุปกรณ์จะเริ่มร้อนขึ้น

ฉันเคยมีกรณีเช่นนี้มาก่อน (พบเมื่อฉันถูกขอให้แก้ไขปัญหาความร้อนสูงเกินไปของ PLD) อุปกรณ์ GAL ไม่ได้ทอด แต่มันร้อนมากจริงๆ อาจเป็นกรณีของคุณด้วย คุณควรตรวจสอบการกำหนดค่าของ PLD และตรวจสอบให้แน่ใจว่าขาออกไม่ได้เชื่อมต่อกับรางไฟและไม่ได้เชื่อมต่อกับขาออกอื่น