¿Cuál es la importancia de las hojas de datos?

Como alguien que comienza con la electrónica sigo escuchando: "¡Consulte la hoja de datos!"

¿Por qué las hojas de datos son tan importantes y qué información puedo esperar encontrar en ellas? Parece que una gran cantidad de información provendría de la experiencia y los conocimientos, sin leer un documento largo y seco que publica el fabricante del chip.

Además, ¿realmente vale la pena leerlo todo?

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Cuándo está bien trabajar en Absolute Maximum Ratings (AMR)?

En pocas palabras: la hoja de datos es su enciclopedia completa en una parte. Una buena hoja de datos le dirá todo lo que necesita saber al respecto. Usa esta información. La mayoría de los errores de diseño se deben (deliberadamente o no) a pasar por alto ciertas especificaciones de la hoja de datos.

Lo más obvio es que la hoja de datos le dará el pinout de la pieza , para que sepa cómo conectarla. Para un controlador de 144 pines es obvio que no puede prescindir de eso, pero también puede necesitarlo para un diodo simple:

Para componentes relativamente simples, la hoja de datos consistirá principalmente en números, ya sea en tablas o en gráficos. Una de las primeras tablas en la mayoría de las hojas de datos será Absolute Maximum Ratings . Estos a menudo se interpretan incorrectamente. No solo significan que operar la parte por encima de los valores dados dañará la parte, sino que tampoco se supone que aplique estas clasificaciones en operación continua . Las clasificaciones máximas absolutas solo deben cumplirse en situaciones excepcionales y nunca superarse.

A continuación, tendrá clasificaciones de voltaje y corriente , como rango y consumo de la fuente de alimentación, y voltajes y corrientes en pines específicos. A menudo serán valores mínimos y máximos. Importancia: cálculo del presupuesto de energía , y asegúrese de que puede conectar la parte A a la parte B , en términos de voltaje de coincidencia y corriente requerida. En particular, para valores de umbral de circuitos integrados digitales , niveles de voltaje en los que un cero lógico cambia a uno lógico o viceversa.

$R_{DS(ON)}$

$\Omega$$\Omega$máximo. Esto debería leerse como "La mayoría de las partes tendrán el valor más bajo, pero no se sorprenda cuando vea el valor más alto en ciertas partes". Si diseña para el valor típico, ¡los que están más cerca del valor máximo pueden no funcionar correctamente en su aplicación! En este caso, puede subestimar la potencia disipada, para que el FET se sobrecaliente y falle mucho antes de la vida útil esperada del producto.
Y el fabricante casi nunca da una curva de probabilidad que le indique cuántas piezas tendrán realmente este valor más alto. ¡Eso significa que también podrías tener un 20% de productos que no funcionan! Nuevamente, trabaje siempre con el máximo valor.

$I_D$$V_{DS}$

y una vez que se familiarice con los FET, reconocerá este gráfico específico de inmediato. (Muchos ingenieros de diseño primero verán las imágenes en una hoja de datos porque esa es la forma más rápida de encontrar información específica en un documento a veces largo. ¡Por eso nos graduamos con honores en el jardín de infantes!)

Muchas hojas de datos también tendrán uno o más esquemas, en primer lugar una aplicación típica . Esto debería ayudarlo a comenzar cuando esté usando la pieza por primera vez. Las hojas de datos analógicas de National tienen una gran reputación de proporcionar muchos ejemplos de aplicaciones.
Las hojas de datos para los reguladores de conmutación de Linear Technology , por otro lado, también tienen mucha información de aplicación, pero más en prosa, explicando la teoría de la operación y los cálculos, por ejemplo.
Solo estoy nombrando algunos, pero aprenderá que cada fabricante tiene su propio estilo de hoja de datos y su propio enfoque.

Al final de la hoja de datos, puede encontrar dibujos mecánicos del paquete de la pieza y, a veces, también las huellas de PCB recomendadas. Sin embargo, este último a menudo se publica en un documento sobre el paquete, ya que es común para todos los dispositivos que usan ese paquete.

Los lemas anteriores son más o menos comunes para la mayoría de las hojas de datos. Pero , por supuesto, no puede comparar la hoja de datos de una resistencia con la de un microcontrolador . Especialmente el último necesita algo de tiempo para acostumbrarse. En primer lugar, son largos! 100 páginas y más no son una excepción. No hay nada que pueda hacer al respecto, simplemente pueden realizar tantas funciones y todo tiene que describirse en detalle. En una hoja de datos del microcontrolador, verá más prosa que en otras hojas de datos, porque la mayoría de las funciones no se pueden describir solo en números.

Los microcontroladores y otras hojas de datos de circuitos integrados digitales a menudo también tienen diagramas de temporización , nuevamente una imagen que puede decir mucho y que sería difícil de explicar con palabras.

Una vez más, son llamativos, por lo que los encontrará fácilmente.
Lo típico de los microcontroladores es que son parte de una familia, lo que significa que hay partes relacionadas con otros periféricos en chip. Para evitar tener una gran cantidad de información idéntica entre dispositivos y, por lo tanto, tener documentos aún más largos, la mayoría de los fabricantes optan por extraer la información común de la hoja de datos y publicarla en lo que a menudo se llama un manual de usuario familiar .

Tendrá que verificar especialmente los números cuando lea una hoja de datos. He visto fallar varios diseños (y cometí errores yo mismo) porque el diseñador omitió o malinterpretó algún valor en la hoja de datos. Usa la información.

Antes de 'Net and PCs' había libros de datos con colecciones de hojas de datos. Hoy puede encontrar cualquier hoja de datos en el sitio web del fabricante. Si no puede encontrar la hoja de datos, ¡no use la pieza!
Las hojas de datos especialmente largas tienen la ventaja de estar disponibles electrónicamente (PDF). Puede buscar en la hoja de datos ciertas palabras clave, y las hojas de datos largas, como los microcontroladores, tienen una tabla de contenido estructurada con marcadores . De nuevo, úsalos!

Hay mucho más que decir sobre las hojas de datos, esté atento a más respuestas, pero es importante (aprender a leerlas). Deben brindarle la información que necesita para crear un producto que funcione y sea confiable. Si no puede encontrar información específica, ¡llame al FAE de su distribuidor!

"¿Cuándo está bien trabajar en Absolute Maximum Ratings (AMR)?"

Nunca, a menos que sean las mismas que las Condiciones de operación recomendadas. Esta es una discusión que tengo a veces. Tony dice

"el dispositivo no fallará si permanece dentro de la calificación máxima absoluta o incluso si cumple con la calificación máxima absoluta"

Esa es una mala actitud! Debe mantenerse alejado de AMR.

$V_{CC}$$V_{CC}$

$\pm$$\pm$

$\mu$

Respete las condiciones de funcionamiento recomendadas. Ya incluyen algo de margen.

"¿Cuándo está bien trabajar en Absolute Maximum Ratings (AMR)?"

Casi nunca Si desea que su circuito funcione como se espera (como dice la hoja de datos), diseñe según las condiciones de funcionamiento normales y olvídese del AMR.

Los AMR son los límites que no causarán daños permanentes al dispositivo de manera inmediata, por lo que pueden ser relevantes si su dispositivo puede estar sujeto a un corto viaje más allá del NOC pero dentro del AMR, durante el cual no es necesario que funcione normalmente , pero luego volverá al NOC y se espera que vuelva a funcionar normalmente.

Piense en una caída de la mesa, un rayo cercano, un evento nuclear, una descarga electrostática, etc. Pero, nuevamente, no se requiere que el dispositivo funcione normalmente mientras cualquier condición excede el NOC, pero debería funcionar normalmente nuevamente una vez que (¡corto!) El viaje que excede el NOC ha terminado (tal vez solo después de un reinicio, ciclo de encendido, etc.)

En resumen: NOC son las condiciones de funcionamiento (normales), AMR son las condiciones de supervivencia (solo de corta estancia) . No espere un trabajo normal dentro del AMR, pero fuera del NOC, para eso NO es para lo que está destinado el AMR.