Les entrées non connectées peuvent-elles chauffer un circuit intégré?

J'utilise un ATF16V8 PLD pour une logique de colle simple. En le testant sur une carte de prototypage, j'ai remarqué qu'elle chauffait presque immédiatement. J'ai vérifié qu'aucune sortie n'était en court-circuit, mais je savais également que de nombreuses entrées n'étaient pas connectées.

ATF16V8 est un circuit CMOS et j'ai lu que les entrées flottantes peuvent être un problème avec cette technologie, contrairement au TTL. Serait-ce la cause de la production de chaleur et pourquoi?

Oui, les circuits CMOS peuvent devenir chauds lorsqu'il y a des entrées flottantes. Vous devez toujours connecter les broches d'entrée CMOS inutilisées à une tension définie, généralement GND ou Vdd, sauf indication contraire de la fiche technique (voir également la fin de cette réponse et la réponse de Michael ). Si une broche peut être configurée en entrée ou en sortie et que vous n'êtes pas sûr de ce qu'elle sera, vous pouvez placer une résistance entre la broche et GND / Vdd.

Si vous laissez des broches non connectées, elles sont dites "flottantes" et ont une tension non spécifiée. Cette tension peut provenir d'une induction sur les fils du boîtier, de courants de fuite à l'intérieur ou à l'extérieur du boîtier, d'une décharge statique, etc. Le point clé est que vous ne connaissez pas la tension aux grilles des transistors d'entrée auxquels la broche est connectée ( signal A dans l'onduleur CMOS ci-dessous).

Dans le pire des cas, cette tension indéfinie se situera quelque part entre "haut" et "bas", de sorte que les deux transistors sont conducteurs en même temps. Ainsi, un courant élevé (plusieurs 10-100 mA) traverse les transistors de Vdd à GND (Vss), générant ainsi de la chaleur et détruisant éventuellement la puce.

Certains circuits intégrés ont des circuits spéciaux à leurs broches d'entrée pour éviter que cela ne se produise. Ce circuit est généralement appelé support de bus ou détenteur de bus , mais peut également être trouvé sous d'autres noms comme pad-keeper (processeurs egiMX). Il s'agit essentiellement d'un tampon (deux onduleurs en série) et d'une grande résistance connectée à la broche d'entrée. Cela garantit que la broche d'entrée est toujours enfoncée vers le haut ou le bas lorsque rien d'autre ne l'entraîne.

Sources d'images: Wikimedia, domaine public.

Pas dans ce cas. Pour citer la fiche technique :

Tous les membres de la famille ATF16V8B (QL) ont une entrée interne et des résistances de pull-up d'E / S. Par conséquent, chaque fois que les entrées ou les E / S ne sont pas pilotées en externe, elles flottent vers VCC. Cela garantit que toutes les entrées du tableau logique sont à des états connus. Ce sont des tractions actives relativement faibles qui peuvent facilement être surchargées par des pilotes compatibles TTL (voir les diagrammes d'entrée et d'E / S ci-dessous).

Le diagramme montre une résistance de rappel «> 50kΩ». Donc, à moins que vous n'ayez des fils très longs combinés à de très fortes émissions électroniques, je doute fort que cela puisse provoquer des basculements indésirables.

D'autres appareils peuvent avoir une consommation d'énergie accrue avec des broches flottantes, mais je doute que ce soit suffisant pour le rendre sensiblement plus chaud.

Pour citer par exemple une note d'application de microcontrôleur EFM32:

Toutes les broches non connectées de l'EFM32 doivent être configurées avec les paramètres GPIO-> P [x] .MODEL / MODEH sur 0 (désactivé). Dans ce paramètre, le déclencheur d'entrée schmitt et le pilote de sortie sont désactivés. Si l'entrée est activée (déclencheur schmitt activé), les entrées flottantes pourraient autrement entraîner un basculement fréquent du déclencheur schmitt et une augmentation de la consommation d'énergie.

La question dit

il devient chaud au toucher presque immédiatement

dans des circonstances normales, cela ne devrait pas se produire. Examinons la fiche technique GAL16V8 car elle contient des informations utiles:

Lattice Semiconductor recommande que toutes les entrées inutilisées et les broches d'E / S à trois états soient connectées à une autre entrée active, Vcc ou Terre. Cela aura tendance à améliorer l'immunité au bruit et à réduire l'Icc pour l'appareil.

Il indique que les entrées et les E / S tri-déclarées doivent être connectées quelque part, y compris les rails d'alimentation. Comme les PLD sont des appareils configurables, il est possible de configurer la broche comme entrée, E / S ou comme sortie.

Dans le cas où vous connectez la broche à la terre ou au rail d'alimentation, et que la broche semble être une sortie active car si elle a été configurée ainsi, il y aura une fuite de courant excessive et l'appareil commencera à chauffer.

J'avais un tel cas auparavant (découvert quand on m'a demandé de résoudre le problème de surchauffe du PLD), le dispositif GAL ne faisait pas frire mais chauffait très fortement. Cela pourrait aussi être votre cas. Vous devez vérifier la configuration du PLD et vous assurer que les broches de sortie ne sont pas connectées aux rails d'alimentation et ne sont pas connectées à d'autres broches de sortie.