prólogo
El problema con las entradas CMOS flotantes o no utilizadas es que la regla general es que no deben dejarse flotantes. De lo contrario, la capacitancia de entrada de la puerta se cargará gradualmente, lo que puede causar:
- Las corrientes estáticas pueden fluir en la etapa de entrada, causando un consumo de energía innecesario y excesivo.
- Cuando el voltaje de entrada alcanza el nivel de umbral, el dispositivo puede iniciar oscilaciones de alta frecuencia y generar calor que eventualmente puede dañar el dispositivo.
Por lo tanto, la solución estándar es simplemente conectar todas las entradas no utilizadas (abiertas o flotantes) a GND o VCC para evitar estos efectos adversos.
solución
A continuación se presentan algunas soluciones con costo adicional, número de componentes y efectividad.
1. Resistencia estática pull-up/pull-down
Las resistencias estáticas pull-up/pull-down son una solución de uso frecuente para definir el estado de las entradas CMOS no utilizadas cuando el bus no está controlado por ningún dispositivo. Estas resistencias provocan una pérdida de potencia adicional y aumentan el número de componentes, pero son muy eficaces. Sin embargo, al usar los paquetes de paso estrecho de hoy en día, como el TSSOP48-56, es posible que ni siquiera haya suficiente espacio para agregar estas resistencias pull-up/pull-down en la PCB.
2. Circuito de retención de bus externo
Un circuito de retención de bus externo (consulte la Figura 1) es otra solución que utiliza un inversor y una resistencia entre la entrada y la salida. Este circuito se denomina “retención de bus” porque conecta la entrada a GND o VCC según el estado de la entrada y mantiene el bus en este estado. Este circuito elimina la disipación de energía excesiva causada por las resistencias pullup/pulldown estáticas mencionadas anteriormente, pero aumenta significativamente la lista de materiales y el costo.
3. Circuito de retención de bus incorporado
Philips Semiconductors aplica un circuito de retención de bus integrado (consulte la Figura 2) a muchas de sus familias lógicas. El circuito de retención de bus integrado minimiza el consumo de energía adicional y proporciona un recuento de componentes adicional internamente sin costo adicional para el dispositivo.
El circuito de retención de bus integrado actúa como una resistencia pullup/pulldown dinámica de la siguiente manera:
- Cuando la entrada es ‘0’, la salida del inversor es ‘1’, por lo que el FET inferior se enciende y actúa como una resistencia desplegable.
- De manera similar, cuando la entrada es ‘1’, el FET superior está activo y actúa como una resistencia pull-up.