ic-vx LEITUNGSTREIBER, 3 KANÄLE KOMPLEMENTÄR

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1 ic-x Ausgabe C1, Seite 1/11 EIGENSCHAFTEN 6 strombegrenzte und kurzschlussfeste Push-Pull Treiberstufen in komplementärer Anordnung Garantierter Treiberstrom auf oder 100 einstellbar Ausgänge TTL kompatibel bei kleinem Laststrom Integrierte Freilaufdioden Kurze Schaltzeiten und hohe Slew-Rate Schmitt-Trigger Eingänge mit integrierter Pull-Up Stromquelle und Kappdioden Eingänge kompatibel zu TTL- und CMOS-Pegeln erschiebung der Schaltschwellen durch getrennte ersorgung der Eingänge möglich On-Chip Temperaturschutzschaltung mit Hysterese Erweiterter Temperaturbereich von C ANWENDUNGEN Leitungstreiber für die 4- Steuerungstechnik GEHÄUSE SO16W TSSOP0 thermal pad BLOCKSCHALTBILD CC 6 T 16 B1 A NA1 14 KANAL 1 A 1 E NA 11 KANAL A 10 7 E NA 9 KANAL EE TEMP.-ÜBERWACHUNG BIAS SUB ic-x SO16W B ic-haus GmbH Tel Integrierte Schaltkreise Fax Am Kuemmerling 18, 5594 Bodenheim

2 ic-x Ausgabe C1, Seite /11 KURZBESCHREIBUNG Der Baustein ic-x ist ein monolithischer -Kanal Leitungstreiber mit komplementären Ausgängen für 4- Applikationen. Die Schmitt-Trigger Eingänge enthalten Pull-Up Stromquellen und arbeiten an separater ersorgungsspannung; ihr Bezugspotential ist innerhalb des Bereiches der Endstufenversorgung verschiebbar, um die Schaltschwellen der Anwendung anpassen zu können. Der garantierte Treiberstrom ist einstellbar und beträgt (Pin offen) oder 100 (Pin an SUB). Bei geringer Belastung sind die Treiber durch reduzierte Sättigungsspannungen TTL-kompatibel. Die Endstufen sind strombegrenzt und durch die Abschaltung bei Übertemperatur gegen thermische Zerstörung geschützt. Durch die Hysterese der Temperaturschutzschaltung takten die Treiberausgänge abhängig von der ic-erlustleistung bis zum Wegfall der Überlast. Für Treiberstrom ist die Kurzschlussfestigkeit direkt durch das ic, für 100 Treiberstrom in 4- Applikationen durch S orwiderstände gewährleistet. Freilaufdioden an den Ausgängen schützen das ic gegen Echos fehlangepasster Leitungen. Die Ein- und Ausgänge der Kanäle sind mit Dioden gegen Zerstörung durch ESD geschützt. GEHÄUSE SO16W, TSSOP0 nach JEDEC-Standard ANSCHLUSSBELEGUNG SO16W PIN-FUNKTIONEN (von oben) Name Funktion Eingang Kanal 1 E Eingang Kanal CC ersorgungsspannung der Eingänge (+5) EE Bezugspotential der Eingänge (0) Umschaltung für Treiberstrom (offen, an SUB 100) T Bias-ersorgungssspannung E Eingang Kanal B Treiber-ersorgungsspannung NA Ausgang Kanal, invertiert A Ausgang Kanal NA Ausgang Kanal, invertiert ANSCHLUSSBELEGUNG TSSOP0tp 4.4mm SUB Substrat-Potential, GND (von oben) A Ausgang Kanal NA1 Ausgang Kanal 1, invertiert 1 0 n.c. n.c. A1 Ausgang Kanal 1 19 B B Treiber-ersorgungsspannung E CC EE T E B n.c A1 NA1 A SUB NA A NA n.c. Für 100 Treiberstrom müssen die Pins B1 und B beide angeschlossen werden. Zur erbesserung der Wärmeabfuhr bietet das TSSOP0-Gehäuse einen großflächigen Pad zur Auflötung (eine erbindung ist nur mit SUB zulässig).

3 ic-x Ausgabe C1, Seite /11 GRENZWERTE Keine Zerstörung, Funktion nicht garantiert. Kenn Formel- Benennung Bedingungen Bild Einh. Nr. zeichen Min. Max. G001 CC-EE ersorgungsspannung für Eingänge 0 1 G00 B1, B Positive ersorgungsspannung der Ausgangsstufen 0 G00 T Bias-ersorgungsspannung 0 G004 () Spannung an 0 G005 I(A,NA) Strom in Ausgängen A1.., NA G006 I(E) Strom in Eingängen E001 d() ESD-Prüfspannung, alle Ein- und MIL-STD-88, Methode 15, HBM 1 k Ausgänge 100pF entladen über 1.5kS TG1 Tj Chip-Temperatur C TG Ts Lagertemperatur C THERMISCHE DATEN Betriebsbedingungen: B= 4.5.., T= CC= 5 ±10% Kenn Formel- Benennung Bedingungen Bild Einh. Nr. zeichen Min. Typ. Max. T1 Ta Zulässiger Umgebungstemperaturbereich C (erweiterter Temperaturbereich bis -40 C auf Anfrage) T Rthja Thermischer Widerstand im SO16W Chip / Umgebung Lötmontage auf PCB mit ca. cm² Kühlfläche (siehe Demo-Board) K/W T Rthja Thermischer Widerstand im TSSOP0 Chip / Umgebung Lötmontage auf PCB, thermischer Pad an ca. cm² Kühlfläche 40 K/W Alle Spannungsangaben beziehen sich auf Masse (Ground), wenn kein anderer Bezugspunkt angegeben ist. In den Baustein hinein fließende Ströme zählen positiv, heraus fließende Ströme negativ.

4 ic-x Ausgabe C1, Seite 4/11 KENNDATEN Betriebsbedingungen: EE= SUB= 0, B= 4.5.., T= CC= 5 ±10%, Tj= C, wenn nicht anders angegeben Kenn Formel- Benennung Bedingungen Tj Bild Einh. Nr. zeichen C Min. Typ. Max. Allgemeines 001 CC- EE Zulässiger ersorgungsspannungsbereich der Eingänge CC Zul. ersorgungsspannung CC 4.5 B 00 EE Zul. ersorgungsspannung EE 0 B I(CC) ersorgungsstrom in CC T Zul. ersorgungsspannung T 4.5 B 006 I(T) ersorgungsstrom in T an SUB I(T) ersorgungsstrom in T offen 008 B1, B Zulässige Treiber-ersorgungsspannung B1 und B I(B) ersorgungsstrom in B an SUB, I(A1.., NA1..)= I(B) ersorgungsstrom in B offen, I(A1.., NA1..)= Treiberausgänge A1.., NA s()hi Sättigungsspannung hi (Treiberfähigkeit 100) 10 s()lo Sättigungsspannung lo (Treiberfähigkeit 100) 10 Isc()hi Kurzschlussstrom hi (Treiberfähigkeit 100) 104 Isc()lo Kurzschlussstrom lo (Treiberfähigkeit 100) 105 èsr()è Slewrate hi:lo (Treiberfähigkeit 100) an SUB, B1 und B angeschlossen, s()hi= B-(A,NA); I(A,NA)= -10 I(A,NA)= - I(A,NA)=-100 an SUB, B1 und B angeschlossen; I(A,NA)= 10 I(A,NA)= I(A,NA)= 100 an SUB, B1 und B angeschlossen, (A,NA)= 0 an SUB, B1 und B angeschlossen, (A,NA)= B an SUB, B1 und B angeschlossen, RL(A/NA)= 750S, CL(A/NA)= 100pF /µs

5 ic-x Ausgabe C1, Seite 5/11 KENNDATEN Betriebsbedingungen: EE= SUB= 0, B= 4.5.., T= CC= 5 ±10%, Tj= C, wenn nicht anders angegeben Kenn Formel- Benennung Bedingungen Tj Bild Einh. Nr. zeichen C Min. Typ. Max. Treiberausgänge A1.., NA1.. (Fortsetzung) 106 s()hi Sättigungsspannung hi (Treiberfähigkeit ) 107 s()lo Sättigungsspannung lo (Treiberfähigkeit ) 108 Isc()hi Kurzschlussstrom hi (Treiberfähigkeit ) 109 Isc()lo Kurzschlussstrom lo (Treiberfähigkeit ) 110 èsr()è Slewrate hi:lo (Treiberfähigkeit ) 111 s()lo Sättigungsspannung lo für TTL-Pegel offen, s()hi=b-(a,na); I(A,NA)= - I(A,NA)= -10 I(A,NA)= - offen; I(A,NA)= I(A,NA)= 10 I(A,NA)= 5, B= I(A,NA)=, B= offen, (A,NA)= offen, (A,NA)= B 100 offen, RL(A/NA)= 750S, CL(A/NA)= 100pF /µs I(A,NA)= I0(A,NA) Reststrom bei Tri-State Tj> Toff, (A,NA)= 0..B µa 11 c()hi Clamp Spannung hi c(a,na)hi= (A)-B; I(A,NA)= c()lo Clamp Spannung lo I(A,NA)= Eingänge.. 01 t()hi Schwellspannung hi bezogen auf CC-EE 45 % 0 t()lo Schwellspannung lo bezogen auf CC-EE 5 % 0 t()hys Hysterese 6 % 04 I() Eingangsstrom (E)= EE..CC µa 05 c()hi Clamp Spannung hi c(e)hi= (E)-CC; I(E)= c()lo Clamp Spannung lo I(E)= tp() erzögerungszeit E6A, E6NA (Treiberfähigkeit 100) 08 )tp (A-NA) erzögerungszeitdifferenz A gg. NA (Treiberfähigkeit 100) 09 tp() erzögerungszeit E6A, E6NA (Treiberfähigkeit ) 10 )tp (A-NA) erzögerungszeitdifferenz A gg. NA (Treiberfähigkeit ) 50%(E) : 50%I(A,NA); an SUB, RL(A/NA)=750S )tp()= ètp(e-a) -tp(e-na)è; an SUB, RL(A/NA)=750S 50%(E) : 50%I(A); offen, RL(A/NA)= 750S )tp()= ètp(e-a) -tp(e-na)è; offen, RL(A/NA)= 750S µs µs 0.8 µs µs Temperaturüberwachung, Bias 1 Toff Abschalttemperatur EC Thys Temperatur-Hysterese 15 EC

6 ic-x Ausgabe C1, Seite 6/11 APPLIKATIONSHINWEISE Leitungstreiber für die Steuerungstechnik koppeln digitale Signale mit TTL- oder CMOS-Pegeln über Leitungen an 4-Systeme. Wegen möglicher Leitungskurzschlüsse sind die Treiber strombegrenzt und schalten bei Übertemperatur ab. Die Schaltschwellen der Schmitt-Trigger Eingänge sind beim Baustein ic-x mit der Wahl der ersorgungsspannungen CC und EE im Bereich der Endstufenversorgung B verschiebbar. Die Programmierung des Treiberstromes auf oder 100 erlaubt eine optimale Anpassung je nach Leitungslänge und geforderter Übertragungsrate. Für den hohen Treiberstrom sind externe orwiderstände vorzusehen, um die Kurzschlussfestigkeit in 4-Anwendungen zu gewährleisten. Diese orwiderstände verbessern zudem die Anpassung des Treibers an den Leitungswellenwiderstand.

7 ic-x Ausgabe C1, Seite 7/11 BEISPIEL 1: Kurze Leitungen Kurze Leitungen von z.b. 5m stellen für das ic näherungsweise kapazitive Last dar; eine Anpassung des Wellenwiderstands ist nicht erforderlich. Mit jeder Schaltflanke treten im ic Umschaltverluste pro Kanal von Pc = 1/ B I(A) auf. Die Lastkapazität wird mit dem garantierten Treiberstrom von I(A)$ umgeladen. Diese Umschaltverluste bestimmen die mögliche Grenzfrequenz, da die hohe Chip-erlustleistung ohne Kühlung zum Abschalten des ics führt. Bei großer kapazitiver Last kann die Übertragungsrate auch durch Abfall- und Anstiegszeiten begrenzt werden, die den Signalhub verkleinern. 4 5 A 1 CC T 6 C1 1µF B1 16 A1 15 NA1 14 C 1µF L=5m, CL=500pF SPS k KANAL1 A 1 B E NA 11 k KANAL A 10 Z 7 E NA 9 k KANAL EE 4 TEMP.-ÜBERWACHUNG BIAS ic-x 5 SUB 1 B 8 Bild 1: Datenübertragung mit geringer kapazitiver Last; Pin offen: I(A)$ Bild 1 zeigt als typische Anwendung die Übertragung der Ausgangssignale eines Inkremental-Drehgebers (Spur A, Spur B, Nullimpuls Z) an eine Steuerung (SPS). Die durch die erlustleistung eingeschränkte maximale Signalfrequenz lässt sich durch die Normierung auf die Randwerte des Beispiels für kurze Leitungen abschätzen: f max. 00kHz 500pF 4 CL B 41K&T a 70K 75K/W R thja Kanäle (1.1) Bei einer Slew-Rate Begrenzung gilt für die maximale Signalfrequenz unter ernachlässigung der Sättigungsspannung: f max. 4 B (CL%1nF) CL = Lastkapazität in Brückenschaltung, von Ausgang A gg. NA B = ersorgungsspannung T a = Umgebungstemperatur R thja = Wärmewiderstand Chip/Board/Umgebung (R thja = R thjb + R thba ) (1.)

8 ic-x Ausgabe C1, Seite 8/11 BEISPIEL : Lange Leitungen Längere Leitungen von z.b. 100m erfordern einen höheren Treiberstrom und eine Wellenanpassung. Ein entsprechender orwiderstand von S am Treiberausgang gewährleistet Kurzschlussfestigkeit und eine geeignete Aufteilung der erlustleistung auf Widerstand und ic. Pin an SUB wählt den hohen Treiberstrom von 100. Die Treiberversorgung muss in diesem Fall über B1 und B zugeführt werden. 4 5 CC T 6 C1 1µF B1 16 A1 15 C 1µF SPS A 1 k NA1 14 KANAL1 L=100m, CB=100pF/m A 1 B E k NA 11 KANAL A 10 Z 7 E k NA 9 KANAL EE 4 TEMP.-ÜBERWACHUNG BIAS ic-x SUB B Bild : Datenübertragung mit hoher kapazitiver Last; an SUB: I(A)$ 100 Die durch die erlustleistung eingeschränkte maximale Signalfrequenz lässt sich durch die Normierung auf die Randwerte des Beispiels für lange Leitungen abschätzen: f max. 0kHz 100pF/m 100m 4 CB L B 41K&T a 70K 75K/W R thja Kanäle (.1) Bei einer Slew-Rate Begrenzung gilt für die maximale Signalfrequenz unter ernachlässigung der Sättigungsspannung: f max B (C L %1nF) (.) CB = Kapazitätsbelag der Leitung L = Länge der Leitung C L = Wirksame Lastkapazität am Ausgang A gg. NA B = ersorgungsspannung T a = Umgebungstemperatur R thja = Wärmewiderstand vom Chip zur Umgebung (R thja = R thjb + R thba ) Die Strombegrenzung der Treiberstufen kann in der 100 Programmierstellung bis zu 0 betragen. Damit errechnet sich die maximale erlustleistung bis zum Ansprechen der Temperaturschutzschaltung für den angeschlossenen S Widerstand bzw. für das ic mit B= 4. Max. erlustleistung im Widerstand: Pmax R = I² R = (0)² S =.7W Max. erlustleistung im ic pro Kanal: Pmax IC = (B - I(A) R) I(A) = 4.5W

9 ic-x Ausgabe C1, Seite 9/11 Die mittleren erlustleistungen im ic und in den Widerständen verringern sich, wenn die Temperaturschutzschaltung die Treiberausgänge bei hoher Chip-Temperatur taktet. Die verwendeten Widerstände sind für die ermittelte erlustleistung auszulegen, um eine Überlastung bei Dauerkurzschluss der Leitung zu vermeiden. Werden die Treiber mit kleinerer ersorgungsspannung betrieben, verringert sich die auf das ic entfallende erlustleistung, und die Temperaturschutzschaltung wird erst verzögert oder gar nicht aktiv. Für B# 0 sind kleinere Widerstände erlaubt (>10S), ohne die Kurzschlussfestigkeit des ics zu gefähr-den. Dadurch kann die Temperaturschutzschaltung des ics wieder aktiv werden, und auch 1/W Widerstände werden nicht überlastet. BEISPIEL : Datenübertragung bei Ansteuerung mit 5 TTL/CMOS Signalen Bei Ansteuerung mit TTL- oder CMOS-Logik kann der Baustein mit der 5 Logik-ersorgung an CC und T betrieben werden. Die Pins EE und SUB sind mit der Logik-Masse zu verbinden. Die 4-ersorgung ist an B1 oder B anzulegen (Bild ). In der alternativen Beschaltung nach Bild 4 ist die positive ersorgungsspannung für Logik und Treiber gemeinsam. Ein Negativ-Spannungsregler erzeugt Ground für die Logik bzw. das Bezugspotential EE für die Eingangsstufen. Infolge der größeren Bias-ersorgungspannung an T erhöht sich bei dieser Beschaltung die ic-erlustleistung. Bild : EE = SUB Bild 4: EE > SUB In beiden Beispielen sind die Schaltschwellen der Schmitt-Trigger Eingänge.. zu TTL- und CMOS-Pegeln kompatibel. Abhängig von der Leitungslänge ist der Treiberstrom mit der Beschaltung = offen zu bzw. mit = SUB zu 100 auszuwählen. Bei 100 Treiberstrom müssen die Endstufen über beide Anschlüsse B1 und B versorgt werden.

10 ic-x Ausgabe C1, Seite 10/11 DEMO-BOARD Der Baustein ic-x im SO16W-Gehäuse wird mit einem Demo-Board zu Testzwecken bemustert. Die folgenden Bilder zeigen die Schaltung sowie die Ober- und Unterseite der Testplatine. T Bruecke B01 Bruecke B0 CC C01 1µF/ C0 1µF/40 B CC T B1 A1 15 R01 1 A1 L1 NA1 14 R0 KANAL1 NA1 NL1 A 1 R0 E A L E NA 11 R04 KANAL NA NL A 10 R05 7 E A L E NA 9 R06 KANAL NA NL EE TEMP.-ÜBERWACHUNG BIAS SUB ic-x B EE Bruecke B0 GND Bild 5: Schaltplan des Demo-Boards Bild 6: Demo-Board (Bestückungsseite) Bild 7: Demo-Board (Lötseite)

11 ic-x Ausgabe C1, Seite 11/11 BESTELL-HINWEISE Typ Gehäuse Bestellbezeichnung ic-x X Demo-Board SO16W TSSOP0tp 4.4mm ic-x SO16W ic-x TSSOP0 X DEMO Auskünfte über Preise, Liefertermine, Liefermöglichkeiten anderer Gehäuseformen usw. erteilt ic-haus GmbH Tel Am Kuemmerling 18 Fax Bodenheim Die vorliegende Spezifikation betrifft ein neuentwickeltes Produkt. ic-haus behält sich daher das Recht vor, Daten ohne weitere Ankündigung zu ändern. Setzen Sie sich gegebenenfalls mit uns in erbindung, um die aktuellen Daten zu erfragen. Die angegebenen Daten dienen allein der Produktbeschreibung und sind nicht als zugesicherte Eigenschaft im Rechtssinn aufzufassen. Etwaige Schadensersatzansprüche gegen uns - gleich aus welchem Rechtsgrund - sind ausgeschlossen, soweit uns nicht orsatz oder grobe Fahrlässigkeit trifft. Wir übernehmen keine Gewähr dafür, dass die angegebenen Schaltungen oder erfahren frei von Schutzrechten Dritter sind. Ein Nachdruck - auch auszugsweise - ist nur mit Zustimmung des Herausgebers und mit genauer Quellenangabe zulässig.