In vielen Datenblättern zu Logik-ICs steht
> This device is fully specified for partial power-down applications using I_OFF .> The I_OFF circuitry disables the output, preventing the damaging backflow
current through
> the device when it is powered down.
Was macht diese I_OFF Schaltung?
Informationen dazu habe ich z.B. hier gefunden:
> https://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2016/11/02/logic-gates-and-switches-with-ioff-empowering-you-to-power-down> https://e2e.ti.com/support/logic/f/151/t/118676
aber so richtig verstehe ich das nicht:
Es wird also eine zusätzliche Diode zwischen VCC und Pin hinzugefügt.
Aber dann gehen doch die ESD-Schutzdioden nicht mehr, weil die
Überspannung nicht nach VCC abgeleitet werden kann?!
Betrifft das nur Ausgänge oder auch Eingänge?
Wenn ich bei einem normalen (ohne I_OFF) Logik IC, z.B. 74HC00, die
Versorgungsspannung abschalte (VCC=0V) und den Eingang auf "1" lege,
dann fließt ein (ggf. schädlicher) Strom über die ESD Dioden des
Eingangs und versorgt den IC. TI empfiehlt in seinem "Designing with
Logic" Guide (http://www.ti.com/litv/pdf/sdya009c) deshalb die
Verwendung von Pull-up Widerstand und (Schottky-)Diode (Figure 8b,
PDF-Seite 9). Wie ist das bei Eingängen mit I_OFF?
Der Logik-Guide von TI ist recht alt (1997) und es wird nicht auf I_OFF
eingegangen. Gibt es da was neueres?
> In vielen Datenblättern
Nenne mal konkrete Beispiele.
Eine pauschale Antwort, die für alle Fälle gleich passt wirst du
wahrscheinlich nicht erhalten. Aber lass uns erstmal konkrete Fälle
betrachten.
Jiri D. schrieb:> Es wird also eine zusätzliche Diode zwischen VCC und Pin hinzugefügt.> Aber dann gehen doch die ESD-Schutzdioden nicht mehr, weil die> Überspannung nicht nach VCC abgeleitet werden kann?!
In den absolute maximum ratings dieser Chips findest du üblicherwiese so
etwas wie "5,5 V" statt "VCC + 0,5 V" als erlaubte
Eingangs-/Ausgangsspannung. Es gibt also keine ESD-Diode nach VCC.
ESD-Schutz gegen positive Spannungen wird dann wahrscheinlich mit einer
Zener-Diode erledigt.
> Betrifft das nur Ausgänge oder auch Eingänge?
CMOS-Eingänge sind immer hochohmig, aber auch hier hast du (keine)
ESD-Dioden.
> Gibt es da was neueres?
Logic in Live-Insertion: http://www.ti.com/lit/pdf/scea026
Understanding and Interpreting Standard-Logic Data Sheets:
http://www.ti.com/lit/pdf/szza036
@Clemens:
Danke, die Dokumente sind sehr aufschlussreich.
Versuch einer Zusammenfassung:
Ioff-Ausgänge haben keine clamping Dioden, dafür aber eine sperrende:
> On devices with the Ioff feature, there are no clamp diodes or parasitic current
paths in the output P-channel pullup transistor between the device outputs and the
VCC supply; the positive absolute-maximum rating is a limitation of the process
technology and is specified as an absolute voltage.
"Overvoltage tolerant"-Eingänge haben eine sperrende Diode nach VCC:
> An exception to this is an I_I specification for an overvoltage-tolerant
bus-hold input with a test condition of V_I >> VCC . This is used to indicate that
the overvoltage-tolerant bus-hold output has a Schottky blocking diode in series
with the output p-channel pullup transistor to V CC, which prevents current from
flowing from the output back into the V CC supply.
Eingänge mit Vin,max = VCC+0.5V haben Clamping Dioden nach VCC:
> If there are clamp diodes between the device inputs and the VCC supply (see
Figure 28) for ESD protection or overshoot clamping, the positive absolute-maximum
rating for the input voltage is specified as VCC + 0.5 V. Keeping the applied
input voltage less than 0.5 V above VCC ensures that there will not be enough
voltage across the clamp diode to forward-bias it and cause current to flow
through it. The TI logic families with clamp diodes in the inputs are: AC, ACT,
AHC, AHCT, ALB, ALS, ALVC, AS, F, (CD)FCT, HC, HCT, HSTL, LS, PCA, PCF, S, SSTL,
and TTL.
Eingänge mit Vin,max = xx.x V haben weder clamping noch sperrende
Dioden:
> If there are no clamp diodes between the device inputs and the VCC supply, the
positive absolute maximum rating is a limitation of the process technology and is
specified as an absolute voltage (for example, 5.5 V). The TI logic families
without clamp diodes in the inputs are: ABT, ABTE, ALS, ALVT, AUC, AVC, BCT, FB,
GTLP, GTL, LS, LV, LVC, LVCZ, LVT, (CY)FCT, SSTV, and VME.
LVC waren ja meine Beispiele von oben.
Herzlichen Dank an alle Kommentatoren!
Wobei TI in die Liste der Ioff-Logik auch Technik reinschmuggelte, die
mit CMOS nichts am Hut hat, wie beispielsweise LS/ALS. Bei TTL waren
Clamp- und Body-Dioden sowieso nie ein Thema.
Die LVC Serie hat als Besonderheit, dass sie höhere Eingangsspannungen
erlaubt, als die Versorgungsspannung. Das auch, wenn die
Versorgungsspannung Null ist.
Dadurch sind sie besonders als Level-Shifter und für Eingänge mit
steckbaren Anschlüssen (Hotplugging) geeignet.
Stefan U. schrieb:> Die LVC Serie hat als Besonderheit, dass sie höhere Eingangsspannungen> erlaubt, als die Versorgungsspannung. Das auch, wenn die> Versorgungsspannung Null ist.
Dieser "Ioff" Begriff bedeutet, dass Ein- und Ausgänge fremdversorgt
Spannung führen dürfen, auch wenn das IC selbst nicht mit Strom versorgt
wird.
Jiri D. schrieb:> The TI logic families with clamp diodes in the inputs are: [...],> ALS, [...], LS, [...], and TTL.> The TI logic families without clamp diodes in the inputs are: [...],> ALS, [...], LS, [...].
Hat TI einen skurrilen Sinn für Antinomien? Clamp-Dioden bei TTL wären
mir ausserdem neu, egal ob 7400, LS, S, ALS, AS, F, ... Da gilt
traditionell, dass Eingänge bis 5,5V abkönnen, unabhängig von Vcc.
Anders sieht es bei Dioden nach GND aus, aber um die geht es hier nicht.
