Beiträge von Schmitti im Thema „CIA defekt - Joystick in Port 2 reagiert nicht. Was ist da eigentlich genau defekt?“
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Da kommen aber auch noch andere Effekte hinzu. Bei derartigen Situation spielt dann die Induktivität und Kapazität ebenfalls noch eine Rolle, die die Gesamtkette bildet, wie lange der Strom in welcher Höhe fließt. Der Strom ist in der Realität nicht konstant und ändert sich bei einem Entladungseffekt über die Zeit. Dann kommt es noch drauf an, wie sich die Energiemenge, über das Die verteilt und wie sie abgeleitet wird. Die Schutzstrukturen können da verschiedenartig aufgebaut sein.
Da gehen die Parasiten deutlich mit rein.
Für Berechnungen wird daher auch immer eine Parasitenextraktion durchgeführt, damit man die Berechnung möglichst genau erstellen kann. -
Was verstehst Du unter dem Begriff Experte?
Mit den Themen Bond-Drähte, Die, ESD, EOS, Schutzstrukturen und dergleichen habe ich zumindest intensiv zu tun.Shodan hat das aber in 34 auch sehr anschaulich ausgeführt. Damit kannst Du Dir das auch selbst ausrechen. Eine Überschlagsrechnung reicht dafür aus. Warum muss ich das beweisen? Muss ich ja gar nicht. Rechnen darf jeder selbst.
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So wie Shodan das bereits beschrieben hat, der Bond-Draht erleidet keinen Schaden.
Der Strom bei einem ESD-Schaden fließt auch nur deshalb, weil die zu hohe Spannung einen Durchbruch erzeugt, also an sich bereits eine zu hohe Spannung angelegt wird.
Dieser fließende Strom prägt dann eine gewisse Menge an Energie ein.Ist diese Energie zu hoch, wird die ESD-Schutzstruktur und weiteres beschädigt und der IC ist defekt. Was die Schutzstruktur ab kann, hängt davon ab, wie sie designt und wofür sie ausgelegt wurde (das steht im Datenblatt). Beliebig schnelle ESD-Störungen, kann die auch nicht ableiten. Es gibt also auch technische Grenzen.
Der Bonddraht geht bei den Entladungen jedoch nicht kaputt. Der kann nur durch EOS zerstört werden.
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@RalfP: Ich glaube Du verwechselst bei der Überlastung der Bonddrähte EOS und ESD. ESD-Schäden entstehen auf Grund zu hoher Spannungen. EOS-Schäden können auf Grund von zu hohen Strömen entstehen, daher kann bei EOS-Schäden auch ein Bond-Draht schmelzen.
Beim ESD-Schutz, der auf dem Die integriert ist, was so gut wie immer der Fall ist, ist es nur eine Frage, für welche Belastung dieser ESD-Schutz ausgelegt wurde. Das kann mehr oder weniger sein. Kaputt bekommt man alle. Es muss nur eine entsprechend hohe Spannung als Entladung auftreten, dann ist auch ein sehr starker ESD-Schutz nicht mehr ausreichend.
Von daher gibt es in dem Sinne keine ausreichend stark oder nicht ausgelegten ESD-Strukturen. Das hängt einfach von der Spezifikation ab. Hier gilt einfach die Regel, je höher der ESD-Schutz sein soll, desto teurer wird das Die, da die Fläche steigt. Das geht dann direkt in die Kosten ein. Daher versuchen die Hersteller nicht unnötig hohe ESD-Schutzstrukturen zu implementieren.
Es gilt am Ende einfach, dass die Verarbeitung in der Produktionskette das Thema ESD berücksichtigen muss. Dann gibt es auch keine ESD-Schäden. -
@RalfP: Die Bonddrähte können prinzipiell auch zerstört werden, jedoch nicht beim Thema ESD. Die sind im Vergleich zu den Silizium-Strukturen mega dick und total unempfindlich. Insofern kannst Du davon ausgehen, dass nahezu immer etwas in der elektrischen Schaltung auf dem Die kaputt geht.
Wie bereits in Beitrag 2 erwähnt, ist beispielsweise USB für Hotplug ausgelegt. Von daher ist USB nicht mit den meisten anderen Schnittstellen vergleichbar.
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Nachbau-CIA's sind mir nicht bekannt.
Was da kaputt geht ist ein kleiner Teil in der elektrischen Struktur des Silizium vom Chip, das genau das eine Port-Bit betrifft. Was genau kaputt geht, kann man von außen nicht genau sagen, wenn man die exakte Vorgeschichte und Schaltungsstruktur nicht kennt.
Aber meist sind es zwei Effekte die hier zum Tragen kommen:
- ESD: Ein Pin der Joystick-Anschlusses wird beispielsweise mit dem Finger berührt. Wenn man dabei selbst statisch aufgeladen ist, entlädt man sich über den Pin und damit das Port-Bit. Peng, die Schaltung ist zerstört.
- EOS: Wenn man den Pin mit etwas kontaktiert und dabei elektrisch etwas passiert, das "Port-Bit", genauer gesagt, die elektrische Schaltung am Port-Bit elektrisch überfordert. Das kann ein zu großer Stromfluss oder eine zu hohe oder zu niedrige Spannung sein, dann quittiert die Schaltung am Port-Bit auch ihren Dienst. Dafür verantwortlich ist dann meist das Überschreiten der Maximum Ratings, die für den Chip an dem betroffenen Pin spezifiziert sind.-> Daher gilt auch die Grundsatzregel: Nie an einen Anschluss am C64 etwas an- oder abstöbseln, wenn das Gerät eingeschaltet ist. Das gilt auch für andere Geräte, wenn der Anschluss nicht explizit dafür ausgelegt ist, dass man Stecker während des Betriebs an- oder abstecken kann (wie z. B. USB-Stecker).
Oft geht es (eine Weile) gut, aber es kann genauso leicht mal in die Hose gehen und dann ist etwas defekt.In weniger Fällen kann natürlich auch mal ein normaler Defekt eintreten. Aber gerade bei Anschlüssen wie den Joystick-Anschlüssen, ist das wohl eher selten der Fall.
Was man als Schutz tun kann:
Du kannst eine Schutzschaltung vor die empfindlichen CIA-Anschlüssen setzen, die dann im Zweifelsfall kaputt gehen. Diese IC's sind dann aber in der Regel leichter als Ersatz und für deutlich weniger Geld zu bekommen. Etwas Vergleichbares gibt es auch für den User-Port am C64, der ja auch an der CIA hängt.Wobei ein MOS 6526 jetzt noch relativ leicht zu bekommen ist. Bei Ebay kann man für etwa 20 Euro noch Ersatz bekommen. Der C64 ist damit dann noch kein "Totalschaden".