私はいつも側の絶対最大定格であることを考えたあなたは違反しなかれことを制限します。期間。話の終わり。

ただし、別のエンジニアは、マイクロコントローラーのI / Oピンの入力電圧の絶対最大定格を超えてもよいと主張しています。具体的には、彼は5v、30uAに制限された電流を、3.8vの絶対最大電圧（Vdd + 0.3V <= 3.9V）のマイクロに印加したいと考えています。クランプダイオードである引数は、過剰な電圧を処理します。

マイクロ上のI / Oハードウェアに関するデータシートには何も見つかりませんでした。

部品の絶対最大定格を超えることができるのはいつですか？

データシート

ユーザーガイド

最大定格を超えることは決して安全ではありません。たとえば、製造プロセスが仕様から外れている場合、定格内のポイントで動作しても、故障が発生する可能性があります（プロトタイプのランソークテストでパワートランジスタが故障し、メーカーが故障を認めました）。

操作する「安全な」地域から離れるほど、早期故障の可能性が高くなります。たぶん数秒、多分数ヶ月-一般的に分析は存在しません。まれに（およびデバイスが成熟するにつれてより一般的に）、メーカーは最大定格の一部、特に時間制限のあるストレスに関連する定格を緩和する場合があります。

指定する場合、絶対最大定格はおそらく近似値であることを特定しました。ことをそのもっともらしい高い駆動インピーダンスと電流はブレークダウン電圧を超えることなく、非常に確実にピンで受け入れられる（およびピンがクランプされますので、間違いなくあなたは、このような定格を超えないようにしてください）。さらに、シリコンの予期しない部分がさまざまな電圧状態で導通している場合、ラッチアップのリスクがあります。$\mu A$

寿命が10年である100,000個の部品でこれが機能するとは思わないでください。場合によっては壊滅的な障害に耐えることができるのであれば、設計はまだ合理的です。ライフタイムが6か月の5ドルの製品のデバッグポートであれば、より合理的です。

絶対最大定格を超えることは悪い考えです。

非常に限られた状況では、制限を超えて何かを慎重にプッシュすることはリスクに見合うかもしれません。これは、たとえば温度が常に25°C未満であり、結果として他の何かに違反することで逃げることができることを知っている1回限りの状況に当てはまる場合があります。また、あなたがいずれかのことを何もか何かを持っていないMcGyver型の状況に適用される可能性があるかもしれないが仕事。

生産設計の制限を超えることはできません。

特定のケースでは、2つの制限がある可能性があります。ピンの最大電圧とそのピンへの最大電流です。30 µAに制限されている場合、実際には5 Vを印加していません。保護ダイオードを介してわずか30 µAで、最大電圧を実際に超えない可能性があります。データシートを注意深く読んでください。

私はかつてAtmelからアプリノートに出くわしました（TIでなく、私は知っています-まだ面白いです）。そのような構造を容認します。

VCCを超えGNDを下回る電圧からデバイスを保護するために、AVRはI / Oピンに内部クランプダイオードを備えています（図-1を参照）。ダイオードはピンからVCCおよびGNDに接続され、すべての入力信号をAVRの動作電圧内に保ちます（下図を参照）。VCC + 0.5Vを超える電圧はVCC + 0.5Vに強制的に低下し（0.5Vはダイオードの電圧降下）、GND-0.5V未満の電圧はGND-0.5Vに強制されます。

...

直列入力抵抗は1MΩ抵抗です。クランプダイオードが最大1mAを超える電流を流すことはお勧めできません。1MΩの場合、最大電圧は約1,000Vになります。

したがって、明らかにAtmelは、MCUでこの方法で最大1mAのクランプダイオードを使用しても問題ないと考えています。（ただし、アプリノートの権限について議論することができます）

個人的に、私はまだそれをどう考えるべきか完全にはわかりません。一方で、Atmelがクランプダイオードを介して最大1mAをソース/シンクしてもよいと指定している場合、その電流を十分に無視しても問題はありません（30µAが確実に該当します）。また、この方法で使用した場合、実際に電圧仕様を超えることはありません。結局ダイオードはそれを固定します。

一方、このようなクランプダイオードを使用しても大丈夫ですか？データシートにダイオード電流のクランプについて何も見つけられなかったので、これの唯一のソースはアプリケーションノートです。

そのため、クランプダイオードを流れる最大電流を指定するTIのドキュメントを試してみてください。データシートまたはアプリケーションノートにこれらの使用を許可または禁止する情報も含まれている可能性があります。

ただし、安全にしたい場合は、独自のクランプダイオード、できれば低Vfダイオード、つまりショットキーを追加することをお勧めします。または、単純な分圧器を使用します。そうすれば、仕様に違反しているかどうかを心配する必要がなくなります。

更新、2019年8月

この回答でアプリノートを見つけたとき、私は実際に趣味のプロジェクトを作成していましたが、結局、このコンストラクトを電源のゼロクロスセンシングに使用することになりました。（回路図などの詳細については、この質問を参照してください。これはR8 / R9です）。

この回路は、ATTiny85の230VACを2MΩ経由でPB3に直接接続し、約58µA RMS / 163µAピークをESDダイオードに流します。全体についてどのように感じるかはまだ完全にはわかりません。それを使う動機は、プロジェクトが部分的にミニマリズムの運動であったことでした。回路をどれだけ削減し、それでもうまく機能するかを確認します。

感情がどうであれ、3年後に大々的に使用されても、MCUはまだ正常に動作しています。

あなたがすることを作る¯\ _（ツ）_ /¯

一般に絶対最大評価を超えることに関して、他の答えがこれをカバーしていると思います（つまり、それをしないでください）。

I / Oピンの絶対最大電圧定格に関しては、表面に表示されるのはもう少し複雑です。I / OにVCCとGNDへの内部保護ダイオードがある（通常の）場合、絶対最大電圧と絶対最大注入電流の2つの絶対最大値を考慮する必要があります。絶対最大電圧を超えない場合は問題ありません。一方、入力が電流が絶対最大注入電流以下に制限されている場合（たとえば抵抗を使用）、必要があります）:)大丈夫。これを説明する優れたアプリケーションノート：http : //www.nxp.com/assets/documents/data/en/application-notes/AN4731.pdf

具体的には、リストしたデバイスの場合、絶対最大注入電流の値を見つけることができませんでした。

このような状況では、限界に近づいている、および/または必要なデータが見つからない場合、製造元に直接連絡し、アプリケーションエンジニアの1人と問題について話し合うことをお勧めします（恐れないでください）メーカーに手を差し伸べるのであれば、彼らは通常とても喜んで助けてくれます！）

エンジニアが考えていることは事実かもしれませんが、確かに賢明ではありません。

クランプダイオードは、予期しない状況向けです。彼らは無知とずさんなデザインを補うことを意図していません。そうすることで、すべての安全マージンがなくなります。設計、製造業者、または理由が何であれ、設計が失敗すると、耐性が少し悪くなります。技術者が背景を知らずにこのような状況に陥ると、何が起こるかを理解するために多くの時間を無駄にする可能性があります。

したがって、仕様内に収まらないでください。

他の回答では言及されていないため、マイクロコントローラーの1つのピンの最大定格を超えると、次のようになる可能性があります。

• マイクロコントローラの電源を入れる前に（マイクロ秒単位でも）適用すると、マイクロがラッチアップし、壊滅的に失敗する可能性があります。

• マイクロが完全にオフまたはシャットダウンしているときに適用すると、その電流は保護ダイオードを介して電源レールに流れ込み、保護ダイオードに電力を供給したり、完全に電源がオフになったりしなくなります。

EEBlogのDave Jonesには、この動作を示す素晴らしいビデオがあります。

Ωより安全なソリューションは、デバイスの漏れ実効直列抵抗に依存するのではなく、TVSダイオードを使用して過電圧をクランプします。シリーズRは電流を制限し、その電流は安全で連続的であるため、長くても大丈夫です。しかし IF容量結合とESD保護が損なわれた場合、低ZクランプTVSクランプダイオードがVccに最適です（3.6V TVS）。

この回答では、正確な値ではなく、いくつかの合理的な推定値でオームの法則を使用する場合があります。

ABSOLUTE MAXを超えると、故障または幼児死亡の確率が急激に上昇します。

MTBFは、パラメーターと過剰量に応じて、数十年からマイクロ秒になります。

• 以下に、インターフェース電流を制限し、ESDから保護する方法を示します。

ESDクランプダイオードは、すべてのダイオードと同様に、特定の電圧降下、定格電流でのVf、Ifおよび多くの場合、2つの段階で直列の電流制限抵抗を使用して3kVスパイクを0.5V未満またはVgs未満に減衰させますCMOSのしきい値を設定します。これらのESDダイオードは通常、ジャンクションサイズが小さいために5mA DC電流に制限されており、1pFの小さな逆バイアス容量が得られ、インターフェースの高速応答とダイオードの高速応答が得られます。

100pFの標準放電からのESD定格保護が1kV @ 5mAであると仮定しましょう。すべてのダイオードには、そのW電力定格に反する内部ESRがあります。

1番目のダイオードの電圧降下と、ESDダイオードの5 mAの標準電流制限からの電圧降下を推定できます。Vf = 1Vと推定した場合、5mWのダイオード（5mA * 1V）である可能性があり、推定ESRは1 /（5mW）= 200オームです。

ただし、200オームを超える1kV ESDは、1番目のダイオードに5Vスパイクを発生させます。

したがって、直列に推定10Kの2番目のダイオードが必要です。現在、ESDスパイクは5V / 10k = 0.5Vであり、CMOSゲートのVgsサブスレッショルドトリガーレベルを下回るのに十分です。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

このコンテキストでは30 uAは小さいですか？

クランプダイオードの消費電力を計算し、ダイオードの体積で割って（つまり、ジオメトリサイズを調べて）、このピークストレスレベルが適用されたときにダイオード内のシリコンがどれだけ速く加熱されるかを確認する方法届く？溶けますか？

これらは、進行中の実際の負荷を把握し、同僚と調査するために実行できる簡単で合理的な計算です。熱効果、電圧ストレス、浮遊容量からのdV / dt（1）などをカバーできる場合は、設計が必要な場合があります。

しかし、少なくとも1つの問題が野心を阻むことがわかると思います（たぶんそれが絶対最大限度である理由です;-)。

（1）懸念される浮遊容量は、電流制限抵抗にまたがる容量であり、その小さな保護ダイオードを介して放電され、特に生き残っても安定したDC電力負荷が続くため、十分な熱容量を持たない可能性があります。

ほとんどのMicrochip PICデバイスでは、これは機能し、仕様の範囲内です。電流制限器（30µA）は分圧器として機能します。

作成したものが最初に使用されたときに壊れても大丈夫な場合は、評価についてあまり気にしないことができます。フラスコからガスを放出する電磁弁を駆動するコントローラーを作成するとします。ガスが放出された後は無駄になります。その場合、トランジスタのみで電磁弁を駆動できます。オフにすると、コレクターとエミッター間で電流が流れるようになります。しかし、デバイスはもう必要ないので大丈夫です。

おそらく、厳密には電子機器ではなく、火工点火器です。ニクロム線と12Vカーバッテリー。趣味のロケットの人々は、これを常に行ってモーターを始動させます。

ヒューズは、定格容量が（安全な方法で）破られるように設計されているという点で似ています。