Güç kaynağını tersine çevirdiğinizde çipi tam olarak ne kızartır?

Kendi tecrübelerime göre, mikrodenetleyicileri yazmak oldukça kolaydır. 5V'yi yere, GND'yi V _CC'ye koyun ve bir anda çipiniz yakılır.

Tam olarak çalışmayı durdurmasına neden olan dahili olarak neler oluyor? Örneğin, bir çipi açıp, tüm yarı iletken bağlantılarını yeniden düzenleyip düzeltebilseydim, tam olarak nereye bakmam gerekecek ve ne yapmam gerekecek?

Bu yonga özgü ise, lütfen sorumu yanıtlayabilecek veya en azından bana bir fikir verebilecek birini seçin.

Ticari IC devrelerinin çoğu, substrat malzemesinden ters taraflı bir PN bağlantısıyla (CMOS parçaları dahil) izole edilir. Substrat genellikle en negatif olması beklenen voltaja bağlanır.

Olmazsa, o zaman bu kavşak öne doğru eğilimli hale gelir ve büyük miktarda akım iletebilir, metal eritebilir veya kavşağı artık diyot olarak hareket etmediği noktaya kadar ısıtabilir. Bu tipik olarak yaklaşık 0.6V'luk bir voltajdadır, ancak IC üreticileri genellikle -0.3V'den daha düşük olmamanızı söyleyerek güvenli bir şekilde oynarlar.

(aşağıdaki şemaya atıfta bulunularak, gösterilmemiştir, alt tabaka pim 5'e bağlı olacaktır)

Çoğu CMOS parçası, çipin bir kısmı normal bir Vdd'ye sahipse ve başka bir parça büyük bir negatif akım görürse, yapının yan etkisi olan büyük bir parazitik SCR'yi tetikleyeceği başka bir bükülme vardır, o zaman cihazın güç kaynağı büyük bir akım çeker. akım harici olarak sınırlı değilse, aşırı ısınmaya, erimeye vs. neden olur. Buna mandallama denir.

Çalışma voltajını aştığınızda veya besleme voltajını tersine çevirdiğinizde sihirli mavi dumanı ne serbest bırakır?

Herhangi bir 'çip' uygulanan

Aşırı akım üreten aşırı güç tüketimi ( ) ve / veya yüksek voltaj, yonganın içindeki cihazlardan gelen termal iletimin olmaması ile birlikte yüksek iç alan kuvvetleri nedeniyle izolasyonun bozulmasına neden olan aşırı voltaj.$I^2 R$

Dahili aygıtların doğrusal olmayan, asimetrik (polariteye duyarlı), fiziksel olarak küçük doğasını ve küçük ısı iletim yollarını düşünün. Bunu çift yönlü düşük dirençli iletim yolları üreten çok ince yalıtım katmanlarının (yüksek alan V / m) düşük voltajla imhasıyla birleştirin.

Dahili bireysel cihaz sıcaklığı çok hızlı yükseliyor ve yarı iletken / yalıtım özelliklerini yok ediyor. Bir kez yok edildiğinde, bu , çip üzerindeki diğer cihazlar arasında çoklu basamaklama hatalarına neden olan diğer düşük dirençli yollar üretir .

Bütün bunlar çok hızlı bir şekilde gerçekleşiyor ve bu çok da tek yönlü bir olay . ( Düşünün Humpty Dumpty - Tüm parçaları bir araya getirmek sizi başladığınız yere geri getirmez - Humpty binayı terk etti)

Nasıl onarabilirsin?

Temelde sihrin yok olmasına neden olamazsın. Devrede o kadar fazla etkileşimli hata olacaktır ki, herhangi bir hatanın lokalize edilmesi hemen imkansız olacaktır. (Yüzlerce cihazla uğraştığınız 'basit' bir IC'de bile unutmayın.) Tüm hatalı cihazların aynı anda tanımlanmaları ve değiştirilmeleri gerekir (tüm hatalı cihazları atomik seviyede yeniden yapılandırma yeteneğine sahip olduğunuz varsayılarak) - Sadece birini özlüyorum ve güç verdiğinizde tekrar başlamak zorundasınız.

Basit çözüm (ve zaman ve para açısından en uygun maliyetli) ölü böceği atar, deneyimle öğrenir, yepyeni bir tam özellik çipiyle değiştirir ve bir dahaki sefere güç kaynağı konusunda daha dikkatli olun.

İçinde tam olarak ne işe yaramasına neden oluyor?

Aşırı akım, kavşaklar akıma yalnızca bir yönde dayanabilir, kutup ters çevrildiğinde kısa devre olur. Isı üretilir, birleşme noktaları diğer aşırı ısınmış elemanların yanı sıra yanar.

Sihirli bir çip açıp tüm yarı iletken bağlantılarını yeniden düzenleyip düzeltebilseydim ...

Bunu düzeltemezsiniz (pratikte) çünkü birçok kavşak hemen çevrelerinde olduğu gibi şimdi de kopar / buharlaşır.

Polarite inversiyonuna karşı koruma oldukça kolaydır (bir diyot), ancak voltaj düşüşü ve ek ısı üretir, üretici bunu çip üzerine yerleştirmez, IC kullanıcısı gerekirse harici bir diyot ekleyebilir.

Geç cevap, buraya başka bir soru ile geldim, ancak bu cevapların hiçbirinin tersine doğru bir voltaj beslemesi uygulayarak neredeyse tüm IC / Chip'lerin kızartılmasının gerçek sebebini ele almadığını fark ettim.

Asıl sebep, tüm yongaların, bunun gibi bir devre ile pin sağlamayan tüm pinlerde ESD korumasına ihtiyaç duymasıdır:

Yani hemen hemen her iğnede buna sahip! Paralel olarak çok fazla diyot var. Kaynağı ters çevirerek tüm bu diyotları kolayca yok edebilirsiniz. Ve bu aslında çipini yok ediyor.

Yukarıda bahsedildiği gibi birleşme, besleme doğru polariteye sahip olduğunda meydana gelen bir etkidir ancak bir giriş veya çıkış üzerine bir akım battığında veya kaynaklandığında yukarıda açıklandığı gibi bir arızaya neden olan bir etkidir. Arzı tersine çevirmekle alakası yok! Saçma sapan konuştuğumu düşünüyorsanız lütfen bir Mandallama testi nasıl yapıldığına bakın. Böyle bir test yapmak için özel bir ölçüm cihazı var.

Lütfen mandallamayı açıklayan bu mükemmel makaleyi okuyun ve tedarikin "normal" olduğunu ve bu nedenle ters çevrilmediğini unutmayın! Hala şüphede kaldığınızda, EIA / JEDEC STANDART IC Mandallama Testi EIA / JESD78'i okuyun.

Yarı iletken yapılar çok küçük olduğu için, onları yakmak oldukça kolay bir iştir.

1. Boşluk mesafesi - iki iletken arasına yeterince büyük bir elektrik alanı uygularsanız, bir arıza olacaktır. Bu, bir çip üzerinde olmak, terminal arızasına neden olur. Bu esas olarak bir FET yapısının Kapısı üzerinde meydana gelir.
2. Prensip olarak yarı iletkenler doğrusal olmayan kutuplara duyarlı cihazlardır. Bu da tüm cihazı çok doğrusal olmayan ve kutuplara duyarlı hale getirir.
3. Şu an düşünemememin milyonlarca nedeni ...