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[参考译文] TM4C123BH6PZ:ESD钳式故障安全引脚行为

Guru**** 2394295 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/1095634/tm4c123bh6pz-esd-clamp-on-fail-safe-pin-behavior

部件号:TM4C123BH6PZ

您好,TI:

我们一直在使用此微控制器对设计进行一些ESD测试,并相信我们在ESD事件期间触发ESD钳位。

数据表未描述钳表的预期行为或触发钳表后重置销的方法。 但是,我们观察到,如果引脚输出过高且钳子被触发,它会将引脚夹紧至~1V。 之后,我们必须先将引脚设置为低电平,然后再设置为高电平,以将输出重置为3.3V。 仅写入高电压不会将引脚重置为3.3V。

我对此有一些问题:

  1. 是否有更多有关ESD夹预期功能的文档?
  2. 切换输出是重置引脚输出状态的最佳还是唯一方法? 是否有我们可以使用的ESD钳位寄存器或标志?
  3. 反复的夹紧操作是否最终会以任何方式损坏销?
  4. 您是否有任何改进硬件设计的建议? 例如,在引脚输出上有一个TVS二极管,以防止ESD钳位在第一个位置触发?

以下是触发行为的示例图像(标有"Trig"的紫色通道和标有"CS"的绿色通道显示夹持行为)。 TRIG针脚应在OUT内部系统嘀嗒声期间从高到低脉冲。 它缩小了,但一旦ESD事件发生,高输出就会降至~1V,但随后能够在TRIG信号的下一个脉冲周期重置为3.3V。

感谢您的帮助,

Bryan

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好,Bryan:

    感谢您在此处详细了解您的测试内容,测试方式以及测试结果, 非常清楚地了解手头的问题,我将尽可能多地在这里说明问题,以帮助指导设备上的ESD夹具的预期情况。

    是否有更多有关此钳位的预期功能的文档?[/ESD]

    我们没有更多详细的文档可供分享,但我想我可以充分解释此主题,以帮助您更好地理解这一点。

    [quote userid="42.9258万" url="~/support/pinspectors/arm-based pinctors/group/arm-based pinspectors/f/arm-based pinspectors/109.5634万/tm4c123bh6pz-esdo-clamp-on-fail安全引脚行为"pin是否切换输出是重置输出状态的最佳或唯一方法? 我们是否可以使用ESD钳形寄存器或标志?[/QUOT]

    因此,这些ESD钳夹内置在设备中的方式是通过将I/O垫夹紧到GND来触发和防止VDD导轨暴露在高压下:

    需要将引脚拉至低状态的原因是需要将设备内部的I/O路径连接至接地,以便能够重置ESD夹子并恢复到I/O垫和外部的连接 销钉。

    没有任何寄存器或标记可用于此操作,但通过将I/O设置为低电平,您将在此时释放ESD夹,然后针脚可以再次在VDD和GND之间切换。

    重置PIN的另一种方法是 运行POR。 这实际上是我们在测试设备的ESD夹时的做法。 执行POR时,您需要重新配置I/O,因为它们将默认为不带上拉的输入,但数据表中记录的具有特殊注意事项的GPIO引脚除外。 这可能不是您在这里寻找的,但这是重置引脚输出状态的另一种方法。

    [QUOTE userid="42.9258万" url="~/support/mspectros/arm-based mspectros/group/arm-based mspectros/109.5634万/tm4c123bh6pz-esde-clamp-one-fail安全引脚行为"重复的夹持事件是否会以任何方式损坏引脚?

    是的,这是可能的。

    首先,您需要确保ESD事件符合规格:

    请注意,也有与此相关的计时规范-这些是ESD事件,因此极短和长时间的暴露会损坏设备。 通过查找ESD的HBM和CDM规格(这些是行业范围的标准),可以找到计时的具体细节。

    但是,如果您保持在ESD规格范围内,重复夹紧仍会损坏引脚,因为随着时间的推移,引脚在设备的使用寿命内受到较长的总持续时间的整体应力。 最终,这些应力会导致销损坏。

    通过使用适当的外部ESD保护,可以降低此风险,并将其完美地细分至您的最后一个问题:

    您是否有任何改进硬件设计的建议? 例如,在引脚输出上有一个TVS二极管,以防止ESD钳位首先触发?[/QUOT]

    我们的系统设计指南文档中对此部分进行了详细的记录,链接如下 :https://www.ti.com/lit/pdf/spma059

    第3.10 3节专门介绍了ESD/EMC保护,我们推荐使用TVS二极管和限流电阻器。 这些部件的确切值取决于系统,但我们在设计指南中提供了一些部件号建议,您也可以随时联系我们的界面团队获取更新的部件建议: https://e2e.ti.com/support/interface-group/interface/f/interface-forum

    我希望这是足够详细的信息,有助于您了解这些ESD钳的工作原理,并且所提供的资源将有助于您提高应用程序的ESD保护的可靠性。 如果有任何不明确的地方,请告诉我。

    此致,

    Ralph Jacobi

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    谢谢Ralph。 这都很有帮助。