電源を逆さまにすると、チップは正確にフライされますか？

私自身の経験から、マイクロコントローラーの書き込みは非常に簡単です。5Vをグランドに、GNDをV _CCにすると、すぐにチップが焼けます。

完全に機能を停止する原因となる内部的に正確に何が起こっていますか？たとえば、チップを魔法のように開いてすべての半導体接続を再配置して修正することができた場合、正確にどこを見る必要があり、何をする必要がありますか？

これがチップ固有の場合は、私の質問に答えられるか、少なくともアイデアをくれるものを選択してください。

ほとんどの商用IC回路は、逆バイアスPN接合（CMOS部品を含む）によって基板材料から絶縁されています。基板は通常、最も負になると予想される電圧に結び付けられています。

そうでない場合、その接合部は順方向にバイアスされ、大量の電流を流し、金属を溶かすか、接合部をダイオードとして機能しなくなるポイントまで加熱することができます。これは通常、約0.6Vの電圧ですが、ICメーカーは通常、-0.3Vを下回らないように指示することで安全に動作します。

（以下の図を参照しますが、表示されていませんが、基板はピン5に接続されます）

ほとんどのCMOSパーツには、チップの一部に通常のVddがあり、別のパーツに大きな負の電流が流れると、構造の副作用である大きな寄生SCRがトリガーされるという別のねじれがあり、デバイスの電源に大きな電流が流れます電流が外部的に制限されていない場合、過熱、融解などを引き起こします。それはラッチアップと呼ばれます。

動作電圧を超えたり、供給電圧を反転させたりすると、魔法のような青い煙が放出されますか？

「チップ」に適用

$I^2 R$

内部デバイスとその小さな熱伝導経路の物理的性質が非線形で非対称（極性に敏感）であることを考慮してください。これを、非常に細かい絶縁層の低電圧破壊（高電界V / m）と組み合わせて、双方向の低抵抗伝導経路を生成します。

内部の個々のデバイスの温度は非常に急速に上昇し、その半導体/絶縁特性を破壊します。破壊されると、他の低抵抗経路が生成され、チップ上の他のデバイスに複数のカスケード障害が発生します。

これはすべて非常に迅速に行われ、非常に一方通行のイベントです。（Humpty Dumptyを考えてください -すべてのピースを元に戻しても、元の場所に戻れません-Humptyは建物を出ました）

どうやって修理できますか？

基本的に、魔法が存在しないようにすることはできません。回路には相互作用する障害が非常に多く存在するため、障害を特定することはほぼ不可能です。（数十万のデバイスを扱っている「単純な」ICであっても覚えておいてください。）すべての障害のあるデバイスを同時に識別して交換する必要があります（すべての障害のあるデバイスをアトミックレベルで再構築できると仮定します） -1つだけを見逃すと、電源を入れたときに再び起動する必要があります。

シンプルなソリューション（および時間と費用の面で最も費用対効果の高い）は、死んだバグを捨て、経験から学び、それを真新しいフルスペックチップと交換し、次回は電源に注意します。

それが機能を停止する原因となる内部的に正確に何が起こっていますか？

電流が過剰な場合、接合部は一方向の電流にしか抵抗できず、極性が反転すると短絡になります。熱が発生し、接合部が燃焼し、その他の過熱した要素が発生します。

魔法のようにチップを開き、すべての半導体接続を再配置して修正できた場合...

多くのジャンクションが現在の環境と同様に破損/蒸発しているため、（実際には）修正できません。

極性反転に対する保護は非常に簡単です（ダイオード）が、電圧降下と追加の熱が発生し、メーカーはそれをチップに埋め込みません。ICユーザーは必要に応じて外部ダイオードを追加できます。

遅い答え、私は別の質問でここに来ましたが、実際にはこれらの答えのいずれも、ほとんどのIC /チップが逆電源電圧を印加することで揚げられることができる本当の理由に対処していないことに気付きました。

本当の理由は、すべてのチップが、次のような回路を備えた電源ピンではないすべてのピンでESD保護を必要とすることです。

ほぼすべてのピンにこれがあります！それは多くの並列ダイオードです。電源を逆にすることで、これらすべてのダイオードを簡単に破壊できます。そして、それは実際にあなたのチップを破壊します。

上記のラッチアップは、電源が正しい極性を持っているが、入力または出力で電流がシンクまたはソースされ、上記で説明した誤動作を引き起こす場合に発生する効果です。供給の逆転とは何の関係もありません！私がナンセンスだと思っているなら、ラッチアップテストの実行方法を調べてください。そのようなテストを行うための専用の測定機器があります。

ラッチアップについて説明しているこの優れた記事を読んで、電源が「正常」なので反転しないことに注意してください！まだ疑問がある場合は、EIA / JEDEC標準ICラッチアップテストEIA / JESD78をお読みください。

半導体構造は非常に小さいため、実際に焼却するのは非常に簡単です。

1. クリアランス距離-2つの導体の間に十分に大きな電界をかけると、故障が発生します。これはチップ上にあり、端末の誤動作の原因になります。これは主にFET構造のゲートで発生します。
2. 原則として、半導体は非線形で極性に敏感なデバイスです。これにより、デバイス全体が非常に非線形で極性に敏感になります。
3. 私が今考えることができない他の百万の理由...