Diverse µCs haben oft mehrere VSS/GND- und VDD-Anschlusspins, die (zumindest von aussen messbar) galvanisch im Chip miteinander verbunden sind. Nun liest man Unterschiedliches, ob man beim Layout diese extern nochmal verbinden muss. Hat jemand diesbezüglich Erfahrungen gesammelt, wann und ob es Sinn macht, diese zusätzlich extern zu verbinden? Bei hohen Strömen, die man einzelnen Pins abverlangt, würde es u.U. wohl Sinn machen, aber gibt es auch andere Gründe, Erfahrungen? Verbindet ihr diese im Layout grundsätzlich?
Mich würden insbesondere (praktische) Erfahrungen mit PICs(PIC16(L)Fxxx) von Microchip und ESPs/Arduinos interessieren.
Wenn es keine Gründe gäbe, dann würden diese zusätzlichen Pins gar nicht erst in Erscheinung treten.
Also gibt es Gründe. Und die sind oft schon im Datenblatt abgefrühstückt. Gern auch in Verbindung mit eng anliegenden Abblock-Kondensatoren.
The following pins must always be connected:
• All VDD and VSS pins
(see Section 2.2 “Power Supply Pins”)
• All AVDD and AVSS pins, regardless of whether or
not the analog device features are used
(see Section 2.2 “Power Supply Pins”)
und auch wenn intern Verbindungen bestehen ist es doch so, daß der Strom dynamisch gesehen, ein lokaler ist. Daher muss man sich entscheiden, welcher Bereich des Chips viel Strom zieht und daher einen dicken Kondensator braucht.
Nun liest man Unterschiedliches, ob man beim Layout diese extern
nochmal verbinden muss.
Es müssen grundsätzlich immer alle Versorgungsspannungspins angeschlossen werden, insbesondere natürlich auch die GND-Pins. Es gibt nur sehr wenige Ausnahmen, in denen man gut begründet darauf verzichten kann:
Bei den meisten Bauteilen in TO-220 oder SOT-223 sind die Kühlfahne und der mittlerweile Pin intern miteinander verbunden, und zwar über das Blech, welches beide Pins darstellt. Das ist also etwas anderes als bei Microcontrollern o.ä., bei denen die Pins intern höchsten über den Chip selbst verbunden sind.
Bei Bauteilen mit expliziter Isolation zwischen verschiedenen Schaltungsteilen, z.B. Datenisolatoren, galvanisch getrennten DC/DC-Wandler o.ä.. Hier ist die Trennung nämlich ein Feature. Innerhalb jeder Teilfunktion müssen natürlich alle GND-Pins miteinander verbunden sein.
Es gibt viele Idioten, die behaupten, dass bei Audio-ADC/DAC die Massen auf Eingangs- und Ausgangsseite nicht miteinander verbunden sein dürfen. Dies ist natürlich Unsinn (,sofern keine Ausnahme gemäß Punkt 2 vorliegt). Diese Leute verweisen dann auf irgendeinen Testaufbau, der im Datenblatt angegeben sein soll. Vergessen wird dabei meist, dass dann die einzige Masseverbindung direkt unter dem ADC/DAC erfolgt. Durch solch eine geschlitzte Masseführung schafft man im Allgemeinen deutlich mehr Störungen als man vermeidet. Noch schlimmer ist es lediglich, auf die Verbindung ganz zu verzichten und die Massen nur über den armen Baustein zu verbinden.
Mich würden insbesondere (praktische) Erfahrungen mit PICs(PIC16(L)Fxxx) von Microchip
Deren package-Varianten sind tatsächlich etwas eigenartig (siehe Ausschnitt aus https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/35007b.pdf), da gibt es für den selben Chip Gehäuse mit nahezu gleichen pinout, eines mit einem Paar Stromversorgung, eines mit zwei.
Wahrscheinlich auch eine Frage der Firmeninternen Standardisierung, da gibt es halt nicht für jede Pinanzahl ein Extra-Gehäuse.
Aber da "landing pad" unter jedem Anschluß gehören, sehe ich keinen Grund, die beiden nicht auch noch per track o.ä. zu verbinden. Sollte das Layouttool ohnehin vorschlagen, gleicher Name = gleiches Netz.
Nun liest man Unterschiedliches, ob man beim Layout diese extern nochmal
verbinden muss.
Man liest auch, dass die Erde eine Scheibe sei. Der Unsinn im Netz ist halt unbegrenzt.
Und trotzdem gibt's da irgendwo im Netz ein Projekt eines Fahrradtachos (?), bei dem jemand einen Tiny ganz ohne einen angeschlossen VCC-PIN betreibt, mit Stromversorgung über einen Portpin. Da überlistet die BastelWastel-Praxis die Theorie.
Vielen Dank an alle für eure Antworten! Ich war mir unsicher, wenn es ein MUSS sein soll, alle Anschlüsse extern auch wieder zu verbinden, obwohl sie schon im Chip verbunden sind, dann frag(t)e ich mich, warum sie dann intern überhaupt verbunden sind - damit könnte sich der Hersteller auch Kosten ersparen. Ich hatte in der Vergangenheit bei den wenigen Platinen die Masse immer verbunden(weil es die Massefläche einfach erlaubt hat) aber VDD nie, weil es auch so problemlos ging und das Design weniger Routingaufwand und Durchkontaktierungen erforderlich machte.
Aber werde zukünftig alles sauber verbinden und alle mit Abblockkondensatoren versehen.
Vielen Dank an alle für eure Antworten! Ich war mir unsicher, wenn
es ein MUSS sein soll, alle Anschlüsse extern auch wieder zu verbinden,
obwohl sie schon im Chip verbunden sind, dann frag(t)e ich mich, warum
sie dann intern überhaupt verbunden sind - damit könnte sich der
Hersteller auch Kosten ersparen.
Die sind intern nicht verbunden, sondern versorgen verschiedene Schaltungsteile. Durch die sternförmige Spannungs- und Masseführung verhindert man, dass sich die Schaltungsteile durch Spannungsabfälle auf den doch sehr dünnen Leitungen auf dem Chip gegenseitig beeinflussen. Das es oft auch funktioniert wenn ein Pin nicht angeschlossen ist, liegt an den internen Schutzstrukturen. Viele µCs und Logik-ICs funktionieren auch, wenn die VDD gar nicht angeschlossen ist und genügend andere Pins High-Pegel führen. Das ist natürlich kein spezifizierter Betriebszustand und niemand garantiert, dass es so dauerhaft funktioniert und nichts beschädigt wird.
"Verbunden sein" sagt wenig über parasitäre Induktivitäten, Widerstände und Belastbarkeit der internen Verbindungen aus.
Es könnte sein, dass die interne Verbindung nur aus einem hauchdünnen Bond-Draht besteht, oder einer mikroskopisch feinen Metallschicht auf dem Kristall.
Um genau solche Fragen, wie hier 100% richtig zu beantworten, gibts so voellig abgefahrene Sachen wie: Das Datenblatt.
Da einfach reingucken und's genau so machen, wie 's da drinnen steht. Und nicht so, wie's n Maker auf Jutjube gemacht hat oder wie's zufaellig auch schonmal funktioniert hat.
<opa-erzaehlt-vom-krieg>Bei einem der ersten DVB-S2 Demodulatoren gab's mal eine Version eines Chips, da wurde vom Hersteller vorgegeben, alle Vcore Beinchen natuerlich wie immer niederohmig/-induktiv an die Corespannungsversorgung anzuschliessen - bis auf eines. Und genau das eine wurde dann genutzt, um die Corespannung auf dem Chip selbst zu messen und danach den Schaltregler zu regeln...</>
Anschlüsse extern auch wieder zu verbinden, obwohl sie schon im Chip verbunden sind,
Üblicherweise wird darauf hingewiesen, das der interne Kurzschluß gleichartige Pins nur unter Gleichspannung 'niederohmig' ist. Bei (hochfrequenten) Wechselstrom, genauer Schaltransienten spielen parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten eine Rolle und der Kurzschluss ist keiner mehr.
Gründe gibt es auch aus mechanisch/thermischer Sicht (Viele Lötstellen halten besser den IC und führen dessen Wärme besser ab, sowie aus Sicht des System engineering (Mehr Redundanz, bei mehreren Vcc-Pins ist ein einzelner Wackelkontakt/kalte Lötstelle für den IC weniger kritisch als bei einem einzigen angeschlossen Vcc-Pin).
Daher haben viele IC, die mit vielen Schaltvorgängen "beschäftigt" sind mehere Stromversorgungspins. Sieht man auch an Speicherchip (siehe Anhang).
