MCU中5V耐压pin的那些事

来源:面包芯语 时间:2023-07-29 07:39:55

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先给出典型的IO口的内部结构示意图。


(资料图片仅供参考)

图0 IO口内部结构示意图

I/O口的内部结构示意图,我们放在这里,不过今天不主要讨论它的细节。通常来说,3.3V供电的MCU会有一些耐压5V的pin,通过这些5V输入pin,可以很方便的去直接和5V的器件连接,而不需要电平转换这个过程。本文就简要说一下5V耐压的pin的一些特性。

以dsPIC33CK256P508系列来说,数据手册中表格8-2给出了所有5V耐压输入的pin,如下图中的阴影部分端口。

图1 5V耐压pin的端口

在数据手册中绝对最大rating部分对这些pin也有相应的描述,如下图2。

图2 5V耐压输入pin的额定电压说明

这里可以看出,3.3V耐压的MCU,在VDD上最大可以达到4V的耐压,对于非5V输入耐压pin而言,其最大耐压可以达到VDD+0.3V。对于5V耐压pin而言,又分为两种情况,当VDD供电小于3V时,即使这个pin是5V耐压输入pin,那么其最大耐压也只有3.6V,当VDD供电大于3V时,这个pin可以达到的最大耐压为5.5V,所以,对于5V耐压的pin而言,还要注意其VDD供电电压是多少,才能确定其是否具有5V耐压输入的能力。

图3 器件的封装表示图信息

从器件的pin脚封装排布图上,同样可以看到5V 输入耐压的相关信息,如图3所示,对于28pin的SSOP封装的器件而言,可以从图上看到阴影部分为5V耐压输入pin。

图4 5V耐压输入pin的输入电压规格

注意,这里指的是pin的输入电压规格,当这个pin为5V耐压规格时,对于这个pin的输入高电平电压指标是有影响的,如一般的GPIO口如果其为5V耐压,那么其最大耐压为5.5V,dsPIC33 系列芯片MCLR pin一般是5V耐压,所以也支持最大为5.5V.

对于I2C pin来说,当是否使能SMbus功能时,对于这个pin的高电平门限下限是有影响的,而对于高电平上限都是5.5V.

图5 5V耐压pin对漏电流的影响

从规格书的数据来看,不管GPIO是否为5V耐压,其漏电流指标都是一样的,都是+-700nA.

图6 pin的注入电流指标

对于GPIO来说,除了5V耐压pin,其输入高电平时注入电流指标最大值为5mA,对于5V耐压pin来说,事实上它有一个重要特性,它并不包含内部的高边二极管从而连接到VDD供电,所以其不能忍受任何正的输入电流。

以上,对规格书中5V耐压pin的相关特性做一个基本的整理,希望能有一定帮助。

参考文档,dsPIC33CK256MP508 FAMILY datasheet

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