기업 서버나 네트워크 스위치와 같은 첨단 고속 시스템은 하드웨어 교체 시 신호 무결성과 상관없이 계속 작동되어야 한다. 부분 전력 차단 기능은 절연을 위해 요구되는 필수 기능이다.

그림 1에서 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 바이어스되어 수십 밀리 암페어의 전류가 전도되어 디바이스 손상을 초래할 수 있다. 이 현상 후에 다시 정상적인 동작을 수행하더라도 이 디바이스의 신뢰성은 보장될 수 없다.

 
▲ 그림 1. Ioff 보호 기능 없는 디바이스

그림 1에서 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 바이어스되어 수십 밀리 암페어의 전류가 전도되어 디바이스 손상을 초래할 수 있다. 이 현상 후에 다시 정상적인 동작을 수행하더라도 이 디바이스의 신뢰성은 보장될 수 없다.

▲ 그림 2. Ioff 보호 기능이 있는 디바이스

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 바이어스되어 있다. 전형적인 Ioff 서브 회로는 그림 3과 같이 기생 다이오드의 공통 캐소드(백 게이트라고도 함)에 연결된 Vcc의 블로킹 다이오드로 구성되어 전류가 Vcc로 역류되는 것을 방지한다.

▲ 그림 3. 전형적인 Ioff 보호 회로

그림 4는 SN74CB3Q3125를 적용한 경우로, 이 디바이스는 양방향 스위치로 동작하면서 Ioff를 지원한다. Vcc가 떨어지고 스위치를 통해서 일정한 전류가 흐른다. Vcc가 약 0.5V로 떨어지면 이 스위치는 전도를 하고, 0.5V보다 낮아지면 디바이스는 전원이 꺼지면서 Ioff 회로가 작동한다. 

▲ 그림 4. 디바이스 전원이 켜졌을 때 Ioff 셋업

부분 전력 차단 기능을 가진 제품군은 데이터시트의 기능 부문에 'Ioff 부분 전력 차단 모드' 또는 'V⁺=0 전원 오프 모드로 절연'이라고 표시되어 있다. 그림 5에서 보는 것 같이 Ioff는 데이터시트 사양에서 테스트 조건과 함께 별도의 행으로 표기하고 있다.

 
▲ 그림 5. 데이터시트 상의 표기 및 전기 사양

TI는 Ioff나 부분 전력 차단 회로를 레벨 1 절연으로 분류한다. 이는 시스템의 전반적인 신호 무결성을 손상시키지 않으면서 백플레인에서 카드를 제거하거나 삽입해야 하는 시스템의 핫 또는 라이브 삽입에 대한 주요요건이다. 또한 부분 전력 차단 모드는 시스템 일부분을 차단함으로써 에너지 소모를 줄이고 남은 서브시스템을 절연한다.