Qual è la tipica resistenza all'eccesso di un'uscita MCU?

Nel mio caso sto usando i microcontrollori PIC24F e dsPIC33F, ma dove si trova la resistenza in stato on di una porta IO per un PIC indicato nel foglio dati? Non riesco a trovarlo da nessuna parte. E come si applica ad altri processori - PIC 16F / 12F, PIC32, MSP430, AVR ecc.

Il motivo per cui lo chiedo è perché sto progettando un circuito sensibile che modifica la portata di un ingresso ADC lasciando un resistore da 10k fluttuante o messo a terra. Se la resistenza di accensione è tra i 100 ohm, questo introdurrà un termine di errore dell'1% o più.

Risposta breve:
Supponendo che il valore della struttura del driver IO "regolari" della resistenza di uscita possa essere stimato indirettamente. La maggior parte dei DS fornisce i dati per le "caratteristiche DC IO" da cui è possibile calcolare questo parametro. Viene fornita la maggior parte del tempo seguente:
a) Tensione di alimentazione (Vcc)
b) Corrente di carico (Iload)
c) Caduta di tensione @ corrente di carico (Vdrop)

La resistenza statica è diretta Vdrop / Iload

Ad esempio PIC24F nella tabella 26-10 per Vcc = 2V e Vdrop = 0.4V, il produttore specifica Iload = 3,5mA (caso peggiore). Questo dà ~ 114 Ohm. Si noti che l'aumento della tensione di alimentazione a 3,6 V aumenterà il carico a 6,5 ​​mA con la stessa caduta di tensione dando ~ 62 Ohm.

Risposta lunga :
I. Innanzitutto è necessario verificare se si tratta effettivamente di una "struttura I / O CMOS normale" che dovrebbe essere simile alla seguente:

Sfortunatamente i produttori statunitensi raramente forniscono queste informazioni (vengono fornite se si ha a che fare con cancelli discreti, come la famiglia 74HC). Tuttavia, direi che questa è la struttura più comune e ci sono segni Tell-Tell se effettivamente utilizzati (ne parleremo più avanti).

II. Se sopra è vero, un bastone osserva che sulla resistenza sarebbe in effetti "sulla resistenza" del NMOS. In questo caso il VGS sarebbe uguale alla tensione di alimentazione, VDS alla tensione di fondo e ID alla corrente di carico.

Ora non resta che stabilire se i dati forniti nel produttore DS provengono dalla regione lineare o dalla regione di saturazione. Se i dati provenienti da DS provengono da una regione lineare, la "resistenza statica" calcolata in un punto molto basso è un'approssimazione piuttosto buona ed è valida anche per correnti molto più piccole. Se i dati provengono dalla regione di saturazione, la resistenza calcolata sarà troppo pessimistica per correnti più piccole.

Sopra è illustrato da queste caratteristiche da Wikipedia. Vale la pena controllare anche l'intero articolo sui MOSFET .

Quando VGS> Vth e VDS <VGS - VTH il transistor è nella regione lineare. È abbastanza sicuro supporre che per le tecnologie CMOS in cui sono fabbricati gli uC il Vth sia ovunque tra 0,5 V - 1,5 V volt. Quindi, prendendo in considerazione il precedente esempio PIC24F, si può concludere con buona probabilità che NMOS si trova in una regione lineare -> VGS (2V)> VTH (~ 1,5 V) e VDS (0,4) <VGS (2 V) -VTH (1,5 V).

Nota: il dispositivo MOS anche nella cosiddetta "regione lineare" è non lineare. Pertanto, la qualità dell'approssimazione con un dispositivo lineare (resistenza) dipenderà dal punto in cui è stata presa l'approssimazione (punto operativo). Negli esempi precedenti l'approssimazione è presa a una corrente abbastanza grande, quindi non sarà molto precisa a correnti molto basse (in realtà imposta un limite superiore per la resistenza).

III. Quindi quali sono i segnali tell-tell che hai a che fare con i normali circuiti IO CMOS?
a) Se sei fortunato - ci sarà uno schema equivalente dello stadio di uscita in DS
b) Se sei fortunato - come nel caso di MSP430G2231 a pagina 20 , troverai caratteristiche Vdrop contro iload che sono terribilmente simili all'ID NMOS rispetto alle caratteristiche VDS. E come vantaggio di questa caratteristica si ottiene direttamente la "resistenza statica" e indica se i dati forniti dal produttore provengono dalla regione lineare o di saturazione.
c) In altri casi si può scommettere che questo è un caso. Le tue probabilità di scommessa corretta aumentano se quei dati mostrano che la corrente motrice aumenta significativamente con l'aumento della tensione di alimentazione.

Probabilmente non è specificato a causa della gamma molto ampia e della variabilità con cose come la tensione di alimentazione e il carico.

Per qualcosa di critico del genere userei un interruttore analogico. Hanno una bassa resistenza ben definita. Potresti essere in grado di utilizzare un MOSFET come interruttore, se sei a corto di spazio.

Un tipico output CMOS non avrà un unico valore misurabile di "resistenza" in quanto tale, ma si comporterà come qualcosa che assomiglia a una sorgente / dissipatore di corrente costante in serie con un resistore, con un altro resistore in parallelo. Più precisamente, si comporterà come una combinazione parallela di un gruppo di diverse fonti / pozzi di corrente con resistori di serie differenti. I produttori di dispositivi in ​​genere forniscono alcuni grafici che indicano la tensione di uscita a diversi livelli di corrente di uscita, ma non ne ho mai visto uno specificare che un dispositivo soddisferà effettivamente il comportamento grafico con un particolare grado di precisione. D'altra parte, i produttori di dispositivi specificheranno spesso una tensione garantita per un'uscita leggermente caricata. Se la corrente assorbita dal resistore da 10K non supera il valore elencato per quella specifica,