Der Frequenzteiler CD4521 erwärmt sich, während RESET HIGH ist

Wie in dem hervorragenden Kommentar von brhans erwähnt , ist das Problem die Verbindung von Pin 7 mit Gnd (V _SS in Ihrem Schaltplan). Das interne Logikdiagramm für den IC 4521 erklärt das Problem - siehe Diagramm unten.

Zusammenfassung : Wenn Sie RESET(Pin 2) aktiv (High) fahren, versucht der IC, Y1 (OUT1)(Pin 7) High zu machen - aber Sie haben Pin 7 auf Ihrer Platine mit Gnd verbunden .

Daher versuchen Sie effektiv, einen Kurzschluss an Pin 7 des IC zu verursachen, der hauptsächlich durch die Stromkapazität des Ausgangstreibers des IC begrenzt ist. Es ist möglich, dass der IC dadurch bereits mehr oder weniger beschädigt wurde. Wenn Sie Glück haben, beschränkt sich der interne Schaden auf den Treiber für Pin 7, den Sie nicht verwenden. (Ein anderes 4521-IC-Datenblatt erwähnt einen absoluten maximalen Ausgangsstrom von 10 mA, den Sie überschreiten werden.)

Lösung : Befestigen Sie Ihren Schaltplan und Ihre Platine, um den unbenutzten Ausgang an Pin 7 zu trennen. Es ist normal, unbenutzte Ausgänge unverbunden zu lassen und sie nicht mit Gnd zu verbinden. Wie ich bereits erwähnt habe, sind diese ICs möglicherweise bereits teilweise beschädigt und müssen ersetzt werden, wenn Sie sich auf ihr zukünftiges Verhalten und ihre Zuverlässigkeit verlassen möchten.

Nochmals ein großes Lob an Brhans , dass er das Problem zuerst erkannt hat.

Ich habe das Originalbild aus dem von Ihnen verlinkten TI-Datenblatt bearbeitet, um überflüssige Teile zu entfernen. Beachten Sie, dass das TI-Datenblatt ein Scan eines früheren Datenblatts von Harris Semiconductor ist und daher nicht die hohe Auflösung typischer moderner Datenblätter aufweist.

Das Logikgatter direkt nach dem RESETSignal ist ein Inverter (die Überreste anderer, entfernter Signalleitungen machen das Invertersymbol etwas unklar).

• Bei normalem Gebrauch RESETist Low, IN1(Pin 9) ist ebenfalls Low (da er mit Gnd auf Ihrer Platine verbunden ist). Daher sind nach jedem Durchgang durch einen Inverter die beiden Eingänge des NAND-Gatters im Diagramm beide High und sein Ausgang ist Low. Nach zwei weiteren Invertern sehen Sie, dass OUT1(Pin 7) auch Low angesteuert wird.

  Da das an Pin 7 angesteuerte logische Low nicht genau null Volt beträgt, fließt ein zusätzlicher (ungeplanter) Strom von Pin 7 nach Gnd. Dieser zusätzliche Strom ist jedoch geringer als im folgenden Fall.

  Dies könnte erklären, warum die ICs "normalerweise" bei 29 ° C laufen, auf einer Leiterplatte mit einer Temperatur von 21 ° C.

• Wenn RESETHigh angesteuert wird, IN1ist es immer noch (fixiert) Low. Nach dem Inverter-Gatter auf dem RESETSignal ist nun ein Eingang des NAND-Gatters niedrig. Daher ist sein Ausgang jetzt High. Nach diesen beiden Invertern am Ausgang des NAND-Gatters versucht der IC, OUT1(Pin 7) High zu treiben , kann dies jedoch aufgrund der (sehr niederohmigen) Verbindung von Pin 7 mit Gnd auf der Leiterplatte nicht.

  Dadurch fließt ein erheblicher Strom durch den IC und seine Temperatur steigt, wie Sie gemessen haben. Es kann auch einen oder beide dieser ICs beschädigt haben.

Etwas klarere interne Logikdiagramme des 4521 IC sind in den Datenblättern verfügbar von:

• ON Semiconductor (siehe Seite 7)
• Nexperia (siehe Seite 3)

Sie zeigen die gleiche Gate-Struktur zwischen den Pins RESET, IN1und OUT1wie im (schlechter aufgelösten) TI-Datenblatt und verhalten sich daher genauso, wenn das RESETSignal High (aktiv) ist.