Ground bounce

Ground bounce

Unter Ground bounce versteht man einen unerwünschten Spannungs-Anstieg der Chip-internen Masse (am Chip-Die). Verursacht wird dieser Spannungsanstieg durch den Widerstand und die Induktivität des Chip-internen Bonddrahtes. Es handelt sich damit um einen speziellen Aspekt der Impedanzkopplung

Das Pendant zum Ground bounce ist das sogenannte „Vcc Sag“. Durch den gleichen Effekt bricht die Versorgungsspannung am Cip-Die kurzzeitig ein.

Entstehung

Ground bounce entsteht, wenn ein Ausgangssignal auf Low-Pegel schaltet beziehungsweise wenn der Ausgang aktiv einen Low-Pegel treiben muss. Durch den Strompuls beim Schalten, oder einem dauerhaften hohen Strom nach Ground steigt die Chip-Masse. Ground bounce kann auch durch ein Eingangssignal entstehen. Wird ein Eingangssignal von Low- auf High-Pegel geschaltet wird, muss der Einschaltstrom zur Umladung der Eingangskapazität nach Ground abgeleitet werden, wodurch der Groundpegel ebenfalls steigt.

Analog zum Ground bounce entsteht auch Vcc Sag.

Auswirkungen

Durch den Anstieg der internen Masse entstehen verschiedene Fehler:

  • Unsaubere Eingangs- und Ausgangssignale (Unter- und Überschwingen).
  • Verschlechterung der Qualität von analogen Signalen.
  • Verschlechterung der effektiven Auflösung von AD-Wandlern.
  • Unerlaubte Zustandsübergänge in Chip-Internen state machines. Führt in der Regel zum Absturz.
  • Bei hohem Ground bounce werden die parasitären Dioden des Pins leitend, was ebenfalls zu Fehlfunktionen führt.

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