Odbicie od ziemi
W inżynierii elektronicznej odbicie masy jest zjawiskiem związanym z przełączaniem tranzystorów , w którym napięcie bramki może wydawać się mniejsze niż lokalny potencjał masy , powodując niestabilne działanie bramki logicznej .
Opis
Odbicie od masy jest zwykle obserwowane na VLSI o dużej gęstości , gdzie nie podjęto wystarczających środków ostrożności, aby zasilić bramkę logiczną połączeniem o wystarczająco niskiej impedancji (lub wystarczająco dużej pojemności ) z masą. W tym zjawisku, gdy baza tranzystora NPN jest włączona, przez emiter - kolektor przepływa wystarczająca ilość prądu obwodu, że krzem w bezpośrednim sąsiedztwie połączenia emiter-uziemienie jest częściowo podciągnięty wysoko, czasami o kilka woltów, podnosząc w ten sposób lokalną masę, widzianą na bramce, do wartości znacznie powyżej rzeczywistej masy. W stosunku do tego lokalnego uziemienia napięcie bazowe może stać się ujemne, odłączając w ten sposób tranzystor. Gdy nadmiar lokalnego ładunku rozprasza się, tranzystor włącza się ponownie, prawdopodobnie powodując powtórzenie zjawiska, czasem nawet do pół tuzina odbić.
Odbicie od masy jest jedną z głównych przyczyn „zawieszonych” lub metastabilnych bramek w nowoczesnym projektowaniu obwodów cyfrowych. Dzieje się tak, ponieważ odbicie od masy skutecznie umieszcza wejście przerzutnika na poziomie napięcia, który nie jest ani jedynką, ani zerem w czasie zegara, lub powoduje niepożądane efekty w samym zegarze. Podobne zapadu napięcia można zaobserwować po stronie kolektora, zwane zapadem napięcia zasilania (lub V CC sag ), gdzie V CC jest ściągnięty nienaturalnie nisko. Ogólnie rzecz biorąc, odbicie od ziemi jest głównym problemem w technologiach o zakresie nanometrów w VLSI.
Odbicie od masy może również wystąpić, gdy płytka drukowana ma źle zaprojektowane ścieżki uziemienia. Niewłaściwe uziemienie lub V CC może prowadzić do lokalnych różnic w poziomie gruntu między różnymi komponentami. Jest to najczęściej obserwowane w płytkach drukowanych, które mają ścieżki masy i V CC na powierzchni płytki.
Zmniejszenie
Odbijanie masy można zmniejszyć, umieszczając szeregowo rezystor 10-30 omów do każdego z wyjść przełączających, aby ograniczyć przepływ prądu podczas przełączania bramki.
Zobacz też
- Jeff Barrow, Zmniejszenie odbicia od podłoża , (2007), Urządzenia analogowe
- Vikas Kumar, Ground Bounce Primer , (2005), TechOnLine (obecnie EETimes).
- Odbicie od podłoża w 8-bitowej szybkiej logice , uwaga aplikacyjna firmy Pericom.
- AN-640 Zrozumienie i zminimalizowanie odbicia od podłoża , (2003) Fairchild Semiconductor, nota aplikacyjna 640.
- Minimalizowanie odbicia od podłoża i zwisu VCC , Biała księga, (2001) Altera Corporation.
- Ground Bounce część 1 i część 2 autorstwa Douglasa Brooksa , artykuły, Ultra Cad Design.