未用IC引腳的誤接
作者:James Bryant
如果接地是模擬問題的最常見原因之一,下一個最重要的因素是什么? 答案應(yīng)該是未用IC引腳的誤接。
撰寫本期非常見問題解答前,我在慕尼黑啤酒節(jié)過了個周末1,這是全球首個、規(guī)模最大的啤酒節(jié)。 我的目的不是啤酒,巴伐利亞啤酒固然是極品,但我是去見一群德國朋友和前同事。 大部分是模擬應(yīng)用專家,享受啤酒和樂隊的同時,我們還談到了過去遇到的一些愚蠢問題。 很多問題涉及未用IC引腳的錯誤處理,所以,雖然非常見問題解答第32、463、704和1195期已經(jīng)討論過該主題,我還要舊話重提,就像啤酒節(jié)。
一個問題是數(shù)據(jù)手冊缺少標(biāo)準(zhǔn)化引起的,甚至同一制造商的標(biāo)準(zhǔn)也不同。 IC通常具有一個或多個引腳,在引腳排列圖上標(biāo)有“NC”。 這可能有兩個含義,數(shù)據(jù)手冊通常不會解釋是哪一個。 更常見的含義是IC芯片與該引腳間無連接。 這種情況下最好接地,但大多數(shù)情況下,也可將在PCB該部分布設(shè)的另一條走線連接至引腳。
但NC也常常表示引腳承載在制造過程中用于校準(zhǔn)或測試的內(nèi)部連接,但正常使用期間不得連接至任何器件。 如果引腳標(biāo)記為“IC”(內(nèi)部連接),幾乎都是這種情況。 連接此類引腳可能導(dǎo)致錯誤運行甚至破壞器件。 如果數(shù)據(jù)手冊上未指示NC含義,此類引腳應(yīng)保持?jǐn)嚅_,或者咨詢制造商產(chǎn)品工程師進(jìn)行澄清。
一般情況下,未用輸入不應(yīng)保持開路:
數(shù)字電路通常將輸入用于配置操作模式,并永久性連接至邏輯0或邏輯1。 盡管此類輸入從不更改邏輯狀態(tài),但不予使用,必須根據(jù)設(shè)備運行需求進(jìn)行連接。 真實未用邏輯輸入是邏輯狀態(tài)不影響所需特定應(yīng)用的輸入,這些輸入應(yīng)連接至固定邏輯0或邏輯1電位,且不得保持懸空。6如果未用邏輯輸入具有內(nèi)部上拉或下拉電阻/電流,則不需要連接至引腳,但如果引腳可能暴露于靜電或RF場,最好通過分別從外部連接至VDD或VSS來實施。7
未用模擬信號輸入通常應(yīng)連接至直流電位,但有時可能需要僅通過電容(RTFDS)保持交流接地。8許多情況下,此直流電位可能是電源或地電壓,但出于非常見問題解答第46期3詳細(xì)討論的原因,放大器輸入通常需要不同處理。 非常見問題解答第3期2解釋了與模擬開關(guān)和多路復(fù)用器的模擬信號連接為什么不能保持懸空,而應(yīng)始終接地或連接至其他方便的電位。
未用電壓輸出很少需要端接,通??杀3謶铱?,但一些放大器輸出(其包括緩沖基準(zhǔn)電壓源的輸出)可能在無容性或阻性(極偶然情況)負(fù)載的情況下振蕩。 此類振蕩可能擾亂系統(tǒng)其他器件的運行,必須利用適當(dāng)?shù)碾娙莼螂娮鑱矸乐埂?/div>
未用電流輸出通常需要與電源或地電壓的上拉(或下拉)連接,以防止電路其他器件的錯誤運行。 根據(jù)基爾霍夫定律,電流實際上總會流向某處,而不會憑空消失! 此上拉/下拉一般是短路,但有時需要是電阻,使得功耗發(fā)生于電阻內(nèi)而不是IC芯片內(nèi)。
以上建議的真實信息是,即使IC的特定引腳未用于應(yīng)用中,仍需了解其功能、存在(或應(yīng)該存在)的電位、可能(或必須)流進(jìn)/流出的電流、對靜電或RF影響的靈敏度,以及是否需要任何種類的容性或阻性負(fù)載。 換句話說,正如我們常說的:“閱讀淺顯易懂的數(shù)據(jù)手冊”8,并按照其中的建議行事。
參考文獻(xiàn):
1 Oktoberfest 2015.
2 Bryant, James。“隔離關(guān)鍵細(xì)節(jié)(或與美人魚和腌鯡魚共進(jìn)午餐)。”非常見問題解答第3期。
3 Bryant, James。“我們應(yīng)該如何處理未使用的運算放大器?”非常見問題解答第46期。
4 Bryant, James。“照顧好未使用的引腳!”非常見問題解答第70期。
5 Castro, Gustavo。“機(jī)靈的紳士與神秘的焊盤。”非常見問題解答第119期。
6 極少數(shù)情況下,數(shù)字電路具有三態(tài)輸入,三個狀態(tài)分別為邏輯0、邏輯1和開路。 此類情況下,未使用引腳可能需要保持開路狀態(tài),但這種情況應(yīng)盡可能避免。RTFD。
7 允許通過內(nèi)部下拉電阻將終端上拉,反之亦然,且有時很有必要,但這會(略微地)增加系統(tǒng)功耗。
8 Bryant, James。“購者自慎。”非常見問題解答第4期。
其他相關(guān)文章:
Bryant, James. “關(guān)于未用引腳連接的一些考慮”
Bryant, James. “如何理解數(shù)據(jù)手冊”
EE-85. “未用SHARC引腳的建議處理”,ADI公司
EE-138. “未用ADSP-21161引腳的建議處理”,ADI公司
James Bryant [james@jbryant.eu]自1982年至2009年退休為止一直是ADI公司的歐洲應(yīng)用經(jīng)理,至今仍從事撰寫和咨詢工作。 他擁有英國利茲大學(xué)的物理學(xué)和哲學(xué)學(xué)位,同時還是注冊工程師(C.Eng.)、歐洲注冊工程師(Eur.Eng.)、電機(jī)工程師協(xié)會會員(MIET)以及對外廣播新聞處(FBIS)會員。 除了熱情鉆研工程學(xué)外,他還是一名無線電愛好者,他的呼叫代號是G4CLF。
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