Bisakah input yang tidak terhubung membuat IC menjadi hangat?

Saya menggunakan ATF16V8 PLD untuk beberapa logika lem sederhana. Saat mengujinya pada papan prototyping, saya perhatikan bahwa itu menjadi hangat untuk disentuh segera. Saya memeriksa bahwa tidak ada output yang dihubung pendek, tetapi saya juga tahu banyak input dibiarkan tidak terhubung.

ATF16V8 adalah sirkuit CMOS dan saya membaca bahwa input mengambang dapat menjadi masalah dengan teknologi ini, tidak seperti dengan TTL. Mungkinkah ini penyebab panas yang keluar dan mengapa?

Ya, sirkuit CMOS bisa menjadi panas ketika ada input mengambang. Anda harus selalu menghubungkan pin input CMOS yang tidak digunakan ke voltase yang ditentukan, biasanya GND atau Vdd, kecuali datasheet memberi tahu Anda sebaliknya (lihat juga akhir dari jawaban ini dan jawaban Michael ). Jika pin dapat dikonfigurasi sebagai input atau output dan Anda tidak yakin yang mana yang akan, maka Anda dapat menempatkan resistor antara pin dan GND / Vdd.

Jika Anda membiarkan pin tidak terhubung, mereka dikatakan "mengambang" dan memiliki tegangan yang tidak ditentukan. Tegangan itu dapat berasal dari induksi pada lead paket, arus bocor di dalam atau di luar paket, pelepasan statis, dll. Poin utamanya adalah Anda tidak tahu tegangan di gerbang transistor input yang terhubung dengan pin ( sinyal A di inverter CMOS di bawah).

Dalam kasus terburuk, tegangan tidak terdefinisi ini akan berada di antara "tinggi" dan "rendah", sehingga kedua transistor konduktif pada saat yang sama. Dengan demikian, arus tinggi (beberapa 10-100 mA) mengalir melalui transistor dari Vdd ke GND (Vss), sehingga menghasilkan panas dan mungkin menghancurkan chip.

Beberapa IC memiliki sirkuit khusus pada pin input mereka untuk mencegah hal ini terjadi. Sirkuit ini biasanya disebut bus-holder atau bus-keeper , tetapi juga dapat ditemukan dengan nama lain seperti pad-keeper (prosesor egiMX). Ini pada dasarnya adalah buffer (dua inverter secara seri) dan resistor besar yang terhubung ke pin input. Ini memastikan bahwa pin input selalu didorong ke tinggi atau rendah ketika tidak ada orang lain yang mengendarainya.

Sumber gambar: Wikimedia, domain publik.

Tidak dalam hal ini. Mengutip datasheet :

Semua anggota keluarga ATF16V8B (QL) memiliki input internal dan resistor pull-up I / O. Oleh karena itu, setiap kali input atau I / O tidak didorong secara eksternal, mereka akan mengambang ke VCC. Ini memastikan bahwa semua input array logika berada pada kondisi yang diketahui. Ini adalah pull-up aktif yang relatif lemah yang dapat dengan mudah digerakkan oleh driver yang kompatibel dengan TTL (lihat diagram input dan I / O di bawah).

Diagram menunjukkan resistor pull-up “> 50kΩ”. Jadi, kecuali Anda memiliki kabel yang sangat panjang dikombinasikan dengan emisi elektronik yang sangat kuat, saya sangat meragukan hal itu dapat menyebabkan perubahan yang tidak diinginkan.

Perangkat lain dapat meningkatkan konsumsi daya dengan floating pin, tapi saya ragu itu akan cukup untuk membuatnya terasa hangat.

Mengutip, mis. Catatan aplikasi mikrokontroler EFM32:

Semua pin yang tidak terhubung pada EFM32 harus dikonfigurasikan dengan GPIO-> P [x] .MODEL / MODEH ke 0 (Dinonaktifkan). Dalam pengaturan ini, baik pemicu schmitt input dan driver output dimatikan. Jika input diaktifkan (pemicu schmitt diaktifkan), input mengambang sebaliknya dapat menyebabkan seringnya beralih dari pemicu schmitt dan peningkatan konsumsi daya.

Pertanyaan mengatakan

itu mendapat sentuhan hangat hampir segera

dalam keadaan normal itu seharusnya tidak terjadi. Mari kita lihat lembar data GAL16V8 karena berisi beberapa info berguna:

Lattice Semiconductor merekomendasikan agar semua input dan pin I / O yang tidak digunakan terhubung ke input aktif lain, Vcc, atau Ground. Melakukan hal ini akan cenderung meningkatkan kekebalan kebisingan dan mengurangi ICC untuk perangkat.

Ini menyatakan bahwa input dan I / O tri-menyatakan harus terhubung ke suatu tempat, termasuk power rails. Karena PLD adalah perangkat yang dapat dikonfigurasi, dimungkinkan untuk mengkonfigurasi pin sebagai input, I / O atau sebagai output.

Jika Anda menghubungkan pin ke ground atau power rail, dan pin tampaknya merupakan output aktif karena jika dikonfigurasi demikian, akan ada kebocoran arus yang berlebihan dan perangkat akan mulai memanas.

Saya punya kasus seperti itu sebelumnya (ketahuan ketika saya diminta untuk memecahkan masalah PLD yang terlalu panas), perangkat GAL tidak menggoreng tetapi sangat panas. Mungkin ini juga kasusmu. Anda harus memeriksa konfigurasi PLD, dan memastikan bahwa pin output tidak terhubung ke power rails dan tidak terhubung ke pin output lain.