기업 서버나 네트워크 스위치와 같은 첨단 고속 시스템은 하드웨어 교체시 신호 무결성과 상관없이 계속 작동돼야 한다. 부분 전력 차단 기능은 절연을 위해 요구되는 필수 기능이다.
[그림1]에서 1번 디바이스는 시스템 안에서 5V로 작동하고 2번과 3번 디바이스는 Vcc = 0으로 전력이 차단된다. 그 이외의 모든 디바이스들 또한 전력을 차단한다. 버스 로직은 여전히 5V로 동작한다.
그러면 Vcc에 대한 ESD(electrostatic discharge) 클램프 다이오드가 동작하고 전도를 시작하면서 시스템은 다시 활성화된다. 이 다이오드를 통해서 흐르는 전류를 직렬 저항으로 제한하지 않는다면 전류는 심하게 순방향으로 바이어스돼 수십 밀리 암페어의 전류가 전도돼 디바이스 손상을 초래할 수 있다. 이 현상 후에 다시 정상적인 동작을 수행하더라도 이 디바이스의 신뢰성은 보장될 수 없다.
[그림1]에서 1번 디바이스는 시스템 안에서 5V로 작동하고 2번과 3번 디바이스는 Vcc = 0으로 전력이 차단된다. 그 이외의 모든 디바이스들 또한 전력을 차단한다. 버스 로직은 여전히 5V로 동작한다.
그러면 Vcc에 대한 ESD(electrostatic discharge) 클램프 다이오드가 동작하고 전도를 시작하면서 시스템은 다시 활성화된다. 이 다이오드를 통해서 흐르는 전류를 직렬 저항으로 제한하지 않는다면 전류는 심하게 순방향으로 바이어스돼 수십 밀리 암페어의 전류가 전도돼 디바이스 손상을 초래할 수 있다. 이 현상 후에 다시 정상적인 동작을 수행하더라도 이 디바이스의 신뢰성은 보장될 수 없다.
기본적인 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)는 N채널 MOS(NMOS)와 P채널 MOS(PMOS) 사이의 기생다이오드를 포함하는데 이 때 P 채널은 전류 누설을 최소화 할 수 있도록 바이어스돼 있다.
전형적인 로프 서브 회로는 [그림3]과 같이 기생 다이오드의 공통 캐소드(백 게이트라고도 함)에 연결된 Vcc의 블로킹 다이오드로 구성돼 전류가 Vcc로 역류되는 것을 방지한다.
[그림4]는 SN74CB3Q3125를 적용한 경우로 이 디바이스는 양방향 스위치로 동작하면서 f로프를 지원한다. Vcc가 떨어지고 스위치를 통해서 일정한 전류가 흐른다. Vcc가 약 0.5V로 떨어지면 이 스위치는 전도를 하고 0.5V보다 낮아지면 디바이스는 전원이 꺼지면서 로프 회로가 작동한다.
부분 전력 차단 기능을 가진 제품군은 데이터시트의 기능 부문에 ‘로프 부분 전력 차단 모드’ 또는 ‘V+=0 전원 오프 모드로 절연’이라고 표시돼 있다. [그림5]에서 보는 것 같이 로프는 데이터시트 사양에서 테스트 조건과 함께 별도의 행으로 표기하고 있다.
텍사스인스트루먼트(TI)는 로프나 부분 전력 차단 회로를 레벨1 절연으로 분류한다. 이는 시스템의 전반적인 신호 무결성을 손상시키지 않으면서 백플레인에서 카드를 제거하거나 삽입해야 하는 시스템의 핫 또는 라이브 삽입에 대한 주요 요건이다.
또 부분 전력 차단 모드는 시스템 일부분을 차단함으로써 에너지 소모를 줄이고 남은 서브시스템을 절연한다.
TI의 ABT, ALVT, AVC, AUC, AUP, CBTLV, CBT-C, GTL, GTLP LV-A, LVC, LVT, VME를 포함한 대부분의 로직 제품군은 부분 전력 차단 기능을 제공한다. 현재 사용중인 애플리케이션에서의 로프 기능과 그 중요성에 대해 확인하했다면 TI의 로프 기능을 갖춘 로직 디바이스를 선택해보자.
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