Jakie znaczenie mają arkusze danych?

Jako ktoś, kto zaczyna od elektroniki, słyszę: „Sprawdź arkusz danych!”

Dlaczego arkusze danych są tak ważne i jakich informacji mogę się w nich znaleźć? Wygląda na to, że duża ilość informacji pochodziłaby z doświadczenia i wiedzy, nie czytając długiego suchego dokumentu opublikowanego przez producenta chipa.

Czy naprawdę warto przeczytać całość?

edytuj
Kiedy można pracować z bezwzględnymi maksymalnymi ocenami (AMR)?

Mówiąc prosto: arkusz danych to Twoja kompletna encyklopedia na części. Dobry arkusz danych powie ci wszystko, co musisz o nim wiedzieć. Skorzystaj z tych informacji. Większość błędów projektowych wynika (umyślnie lub nie) z pominięciem niektórych specyfikacji w arkuszu danych.

Najbardziej oczywistą rzeczą, którą daje arkusz danych, jest wyostrzenie części , abyś wiedział, jak ją połączyć. Dla 144-pinowego kontrolera jest oczywiste, że bez tego nie da się obejść, ale może być również potrzebny do prostej diody:

W przypadku stosunkowo prostych komponentów arkusz danych składa się głównie z liczb, w tabelach lub na wykresach. Jedną z pierwszych tabel w większości arkuszy danych będą absolutne maksymalne oceny . Często są one źle interpretowane. Nie tylko oznaczają, że operowanie częścią powyżej podanych wartości spowoduje uszkodzenie części, ale nie należy również stosować tych ocen w trybie ciągłym . Absolutne maksymalne oceny powinny być osiągane tylko w wyjątkowych sytuacjach i nigdy nie powinny być przekraczane.

Następnie będziesz mieć wartości napięcia i prądu , takie jak zakres i pobór mocy, a także napięcia i prądy na określonych pinach. Często będą to wartości minimalne i maksymalne. Znaczenie: obliczenie budżetu mocy i upewnienie się, że można podłączyć część A do części B pod względem dopasowania napięcia i wymaganego prądu. W szczególności dla cyfrowych układów scalonych podano wartości progowe , poziomy napięcia, w których logiczne zero przełącza się na logiczne lub odwrotnie.

Należy pamiętać, że wartości są często podawane jako pary minimalna / typowa lub typowa / maksymalna i pod podanymi warunkami . Zawsze pracuj z ekstremami ! Poniżej podano dla MOSFET- a BSS138 : Pierwsza linia mówi 0.7 typowa, 3.5 Ω $R_{DS(ON)}$

$\Omega$$\Omega$maksymalny. Należy to rozumieć jako „Większość części będzie miała niższą wartość, ale nie zdziw się, gdy zobaczysz wyższą wartość na niektórych częściach”. Jeśli projektujesz dla typowej wartości, ci, którzy są bliżej wartości maksymalnej, mogą nie działać poprawnie w twojej aplikacji! W takim przypadku możesz nie docenić rozproszonej mocy, tak że FET przegrzeje się i zawiedzie na długo przed przewidywanym okresem użytkowania produktu.
Producent prawie nigdy nie podaje krzywej prawdopodobieństwa, która mówi, ile części faktycznie będzie miało tę wyższą wartość. Oznacza to, że równie dobrze możesz mieć 20% niedziałających produktów! Ponownie zawsze pracuj z maksymalną wartością.

Zgodnie z duchem „obrazu wartego tysiąca słów” większość kart danych będzie zawierała szereg wykresów , które będą ze sobą powiązane dwa parametry. Często zobaczysz te same typy wykresów wielokrotnie dla niektórych składników, co pomaga w ich porównywaniu. Na przykład dla FET (MOS) jednym z najważniejszych wykresów jest vs. , V D $I_D$$V_{DS}$

a po zapoznaniu się z FET natychmiast rozpoznasz ten konkretny wykres. (Wielu projektantów najpierw spojrzy na zdjęcia w arkuszu danych, ponieważ jest to najszybszy sposób na znalezienie konkretnych informacji w niekiedy długim dokumencie. Właśnie dlatego ukończyliśmy z wyróżnieniem w przedszkolu!)

Wiele arkuszy danych będzie miało jeden lub więcej schematów, przede wszystkim typową aplikację . To powinno zacząć od pierwszego użycia części. Krajowe analogowe karty danych mają doskonałą reputację, ponieważ dostarczają wielu przykładów zastosowań.
Z drugiej strony arkusze danych dla regulatorów przełączania technologii liniowej zawierają również wiele informacji o aplikacjach, ale zawierają więcej informacji, wyjaśniając na przykład teorię działania i obliczenia.
Wymieniam tylko kilka, ale dowiesz się, że każdy producent ma swój własny styl arkusza danych i swój własny cel.

Na końcu arkusza danych można znaleźć rysunki mechaniczne pakietu części, a czasem także zalecane ślady PCB. Ten ostatni jest jednak często publikowany w dokumencie na opakowaniu, ponieważ jest wspólny dla wszystkich urządzeń korzystających z tego pakietu.

Powyższe lematy są mniej lub bardziej powszechne w większości arkuszy danych. Ale oczywiście nie można porównać arkusza danych dla rezystora z jednym z mikrokontrolerów . Szczególnie ten drugi wymaga trochę przyzwyczajenia. Przede wszystkim są długie! 100 stron i więcej nie są wyjątkiem. Nic nie możesz na to poradzić, mogą po prostu wykonywać tak wiele funkcji i wszystko musi zostać szczegółowo opisane. W arkuszu danych mikrokontrolera zobaczysz więcej prozy niż w innych arkuszach danych, ponieważ większości funkcji nie da się opisać tylko liczbami.

Mikrokontrolery i inne cyfrowe karty danych układów scalonych również często mają schematy czasowe , ponownie obraz, który może wiele powiedzieć, co trudno byłoby wyjaśnić słowami.

Znowu przyciągają wzrok, więc łatwo je znajdziesz.
Typowe dla mikrokontrolerów jest to, że należą one do rodziny, co oznacza, że ​​są powiązane części z innymi urządzeniami peryferyjnymi. Aby uniknąć dużej ilości identycznych informacji między urządzeniami, a tym samym posiadania jeszcze dłuższych dokumentów, większość producentów decyduje się na wydobycie wspólnych informacji z arkusza danych i opublikowanie ich w tak zwanej rodzinnej instrukcji użytkownika .

Podczas czytania arkusza danych będziesz musiał sprawdzić zwłaszcza liczby. Widziałem, że kilka projektów się nie udawało (i sam popełniłem błędy), ponieważ projektant pominął lub źle zinterpretował pewną wartość w arkuszu danych. Skorzystaj z informacji.

Przed „Net i PC” istniały książki danych ze zbiorami arkuszy danych. Dziś możesz znaleźć dowolny arkusz danych na stronie producenta. Jeśli nie możesz znaleźć arkusza danych, nie używaj tej części!
Szczególnie dłuższe arkusze danych mają tę zaletę, że są dostępne elektronicznie (PDF). Możesz przeszukiwać arkusz danych pod kątem określonych słów kluczowych, a długie arkusze danych, takie jak mikrokontrolery, mają uporządkowany spis treści z zakładkami . Ponownie użyj ich!

O arkuszach danych można powiedzieć o wiele więcej, uważaj na więcej odpowiedzi, ale ważne jest, aby (nauczyć się je) czytać. Powinny one dostarczyć informacji potrzebnych do stworzenia działającego i niezawodnego produktu. Jeśli nie możesz znaleźć konkretnych informacji, zadzwoń do FAE swojej dystrybucji!

„Kiedy można pracować z bezwzględnymi maksymalnymi ocenami (AMR)?”

Nigdy, chyba że są one takie same, jak zalecane warunki użytkowania. To jest czasami dyskusja. Tony mówi

„urządzenie nie zawiedzie, jeśli pozostaniesz w kategorii Absolutnej Maksymalnej lub nawet jeśli zdołasz osiągnąć Absolutną Maksymalną Ocenę”

To złe podejście! Powinieneś trzymać się z dala od AMR.

Wybierzmy losowe urządzenie . Zalecane warunki pracy mówią, że powinno wynosić od 1,65 V do 5,5 V. Wartości graniczne (zgodnie z bezwzględnym systemem maksymalnej oceny (IEC 60134)) mówią, że nie powinno przekraczać 6,5 V. $V_{CC}$$V_{CC}$

Wydaje się, że niektórzy uważają OK za 6,5 ​​V lub sugerują zachowanie marginesu (dużo machania ręką). Rzeczywiście, i ten margines jest podany: 5,5 V. To już daje pewien margines, ponieważ w rzeczywistości odnosi się do 5V 10%, więc jeśli pracujesz z normalnym 5V 5%, jesteś bardziej niż bezpieczny. $\pm$$\pm$

Dlaczego 6V nie jest OK? Ponieważ każdy parametr jest określony dla zalecanych warunków pracy. Gdy przekroczysz 5,5 V, nie możesz już na niczym polegać. W najgorszym przypadku urządzenie może zachowywać się nieprzewidywalnie (nie, naprawdę nie zawiedzie). Może to być prosta rzecz, taka jak prąd zasilający. Jest to określone przy maksymalnej wartości 200 A. Nie narzekaj na NXP, jeśli jest wyższy przy 6V! EEPROM może być określony na 1 000 000 cykli kasowania / zapisu. Cóż, to w zalecanych warunkach pracy. Jeśli przekroczysz ten limit, nawet jeśli będziesz trzymać się z dala od Absolutnych Maksymalnych Ocen, liczba może być niższa.$\mu$

Trzymaj się zalecanych warunków pracy. Zawierają już pewien margines.

„Kiedy można pracować z bezwzględnymi maksymalnymi ocenami (AMR)?”

Prawie nigdy. Jeśli chcesz, aby Twój obwód działał zgodnie z oczekiwaniami (zgodnie z informacją zawartą w arkuszu danych), zaprojektuj normalne warunki pracy i zapomnij o AMR.

AMR to limity, które nie spowodują natychmiastowego trwałego uszkodzenia urządzenia, więc mogą być istotne, jeśli Twoje urządzenie może zostać poddane krótkiej podróży poza NOC, ale w obrębie AMR, podczas której nie jest wymagane normalne działanie , ale po tym powróci do NOC i oczekuje się, że będzie działał normalnie.

Pomyśl o upuszczeniu ze stołu, uderzeniu pioruna w pobliżu, zdarzeniu nuklearnym, wyładowaniu elektrostatycznym itp. Ale znowu, urządzenie nie musi działać normalnie, gdy jakikolwiek stan przekracza NOC, ale powinien znowu normalnie działać (krótko!) Przekroczono przekroczenie poziomu NOC (może dopiero po resecie, cyklu zasilania itp.)

W skrócie: NOC to (normalne) warunki operacyjne, AMR to (tylko krótki pobyt) warunki przeżycia . Nie oczekuj normalnej pracy wewnątrz AMR, ale poza NOC, to nie jest po to AMR.