未用IC引腳的誤接

作者：James Bryant

如果接地是模擬問(wèn)題的最常見(jiàn)原因之一，下一個(gè)最重要的因素是什么？ 答案應(yīng)該是未用IC引腳的誤接。

撰寫(xiě)本期非常見(jiàn)問(wèn)題解答前，我在慕尼黑啤酒節(jié)過(guò)了個(gè)周末1，這是全球首個(gè)、規(guī)模最大的啤酒節(jié)。 我的目的不是啤酒，巴伐利亞啤酒固然是極品，但我是去見(jiàn)一群德國(guó)朋友和前同事。 大部分是模擬應(yīng)用專家，享受啤酒和樂(lè)隊(duì)的同時(shí)，我們還談到了過(guò)去遇到的一些愚蠢問(wèn)題。 很多問(wèn)題涉及未用IC引腳的錯(cuò)誤處理，所以，雖然非常見(jiàn)問(wèn)題解答第32、463、704和1195期已經(jīng)討論過(guò)該主題，我還要舊話重提，就像啤酒節(jié)。

一個(gè)問(wèn)題是數(shù)據(jù)手冊(cè)缺少標(biāo)準(zhǔn)化引起的，甚至同一制造商的標(biāo)準(zhǔn)也不同。 IC通常具有一個(gè)或多個(gè)引腳，在引腳排列圖上標(biāo)有“NC”。 這可能有兩個(gè)含義，數(shù)據(jù)手冊(cè)通常不會(huì)解釋是哪一個(gè)。 更常見(jiàn)的含義是IC芯片與該引腳間無(wú)連接。 這種情況下最好接地，但大多數(shù)情況下，也可將在PCB該部分布設(shè)的另一條走線連接至引腳。

但NC也常常表示引腳承載在制造過(guò)程中用于校準(zhǔn)或測(cè)試的內(nèi)部連接，但正常使用期間不得連接至任何器件。 如果引腳標(biāo)記為“IC”（內(nèi)部連接），幾乎都是這種情況。 連接此類引腳可能導(dǎo)致錯(cuò)誤運(yùn)行甚至破壞器件。 如果數(shù)據(jù)手冊(cè)上未指示NC含義，此類引腳應(yīng)保持?jǐn)嚅_(kāi)，或者咨詢制造商產(chǎn)品工程師進(jìn)行澄清。

一般情況下，未用輸入不應(yīng)保持開(kāi)路：

數(shù)字電路通常將輸入用于配置操作模式，并永久性連接至邏輯0或邏輯1。 盡管此類輸入從不更改邏輯狀態(tài)，但不予使用，必須根據(jù)設(shè)備運(yùn)行需求進(jìn)行連接。 真實(shí)未用邏輯輸入是邏輯狀態(tài)不影響所需特定應(yīng)用的輸入，這些輸入應(yīng)連接至固定邏輯0或邏輯1電位，且不得保持懸空。6如果未用邏輯輸入具有內(nèi)部上拉或下拉電阻/電流，則不需要連接至引腳，但如果引腳可能暴露于靜電或RF場(chǎng)，最好通過(guò)分別從外部連接至VDD或VSS來(lái)實(shí)施。7

未用模擬信號(hào)輸入通常應(yīng)連接至直流電位，但有時(shí)可能需要僅通過(guò)電容(RTFDS)保持交流接地。8許多情況下，此直流電位可能是電源或地電壓，但出于非常見(jiàn)問(wèn)題解答第46期3詳細(xì)討論的原因，放大器輸入通常需要不同處理。 非常見(jiàn)問(wèn)題解答第3期2解釋了與模擬開(kāi)關(guān)和多路復(fù)用器的模擬信號(hào)連接為什么不能保持懸空，而應(yīng)始終接地或連接至其他方便的電位。

未用電壓輸出很少需要端接，通常可保持懸空，但一些放大器輸出（其包括緩沖基準(zhǔn)電壓源的輸出）可能在無(wú)容性或阻性（極偶然情況）負(fù)載的情況下振蕩。 此類振蕩可能擾亂系統(tǒng)其他器件的運(yùn)行，必須利用適當(dāng)?shù)碾娙莼螂娮鑱?lái)防止。

未用電流輸出通常需要與電源或地電壓的上拉（或下拉）連接，以防止電路其他器件的錯(cuò)誤運(yùn)行。 根據(jù)基爾霍夫定律，電流實(shí)際上總會(huì)流向某處，而不會(huì)憑空消失！ 此上拉/下拉一般是短路，但有時(shí)需要是電阻，使得功耗發(fā)生于電阻內(nèi)而不是IC芯片內(nèi)。

以上建議的真實(shí)信息是，即使IC的特定引腳未用于應(yīng)用中，仍需了解其功能、存在（或應(yīng)該存在）的電位、可能（或必須）流進(jìn)/流出的電流、對(duì)靜電或RF影響的靈敏度，以及是否需要任何種類的容性或阻性負(fù)載。 換句話說(shuō)，正如我們常說(shuō)的：“閱讀淺顯易懂的數(shù)據(jù)手冊(cè)”8，并按照其中的建議行事。

參考文獻(xiàn)：

1 Oktoberfest 2015.

2 Bryant, James。“隔離關(guān)鍵細(xì)節(jié)（或與美人魚(yú)和腌鯡魚(yú)共進(jìn)午餐）。”非常見(jiàn)問(wèn)題解答第3期。

3 Bryant, James。“我們應(yīng)該如何處理未使用的運(yùn)算放大器？”非常見(jiàn)問(wèn)題解答第46期。

4 Bryant, James。“照顧好未使用的引腳！”非常見(jiàn)問(wèn)題解答第70期。

5 Castro, Gustavo。“機(jī)靈的紳士與神秘的焊盤(pán)。”非常見(jiàn)問(wèn)題解答第119期。

6 極少數(shù)情況下，數(shù)字電路具有三態(tài)輸入，三個(gè)狀態(tài)分別為邏輯0、邏輯1和開(kāi)路。 此類情況下，未使用引腳可能需要保持開(kāi)路狀態(tài)，但這種情況應(yīng)盡可能避免。RTFD。

7 允許通過(guò)內(nèi)部下拉電阻將終端上拉，反之亦然，且有時(shí)很有必要，但這會(huì)（略微地）增加系統(tǒng)功耗。

8 Bryant, James。“購(gòu)者自慎。”非常見(jiàn)問(wèn)題解答第4期。

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James Bryant [james@jbryant.eu]自1982年至2009年退休為止一直是ADI公司的歐洲應(yīng)用經(jīng)理，至今仍從事撰寫(xiě)和咨詢工作。 他擁有英國(guó)利茲大學(xué)的物理學(xué)和哲學(xué)學(xué)位，同時(shí)還是注冊(cè)工程師(C.Eng.)、歐洲注冊(cè)工程師(Eur.Eng.）、電機(jī)工程師協(xié)會(huì)會(huì)員(MIET)以及對(duì)外廣播新聞處(FBIS)會(huì)員。 除了熱情鉆研工程學(xué)外，他還是一名無(wú)線電愛(ài)好者，他的呼叫代號(hào)是G4CLF。