ICL3221E, ICL3222E, ICL3223E, 5kV ESD保护,+3V至+5.5V, 1微安,250kbps,RS-232 发射机/接收机

元器件信息   2022-11-21 10:15   185   0  

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Intersil ICL32XE设备的电源为3.0V至5.5V符合ElA/TIA-232和五、 28/V.24规格,即使在VCC=3.0V时。此外,提供±15kV ESD保护(IEC61000-4-2气隙以及人体模型)在发射机输出和接收机上输入(RS-232引脚)。目标应用程序是PDA,掌上电脑,笔记本电脑和笔记本电脑低运行,甚至更低的待机功率消费至关重要。高效的片上电荷泵,配有手动和自动断电功能(ICL3232E除外),减少备用电源电流为1微安。小型封装,以及使用小的低值电容器确保板空间还有储蓄。大于250kbps的数据速率是保证在最坏的负载条件下。这个家庭兼容3.3V专用系统,混合3.3V和5.0V系统和5.0V专用系统。ICL324XE是3驱动5接收器设备,提供适合笔记本电脑的完整串行端口电脑。这两种设备还包括用于“唤醒”功能的非交替始终活动接收器。ICL3221E、ICL3223E和ICL3243E具有自动断电功能,关闭芯片上的电源和驱动电路。当连接的外围设备关闭或RS-232电缆移除,自动保存系统电源硬件或操作系统的更改。这些当有效的RS-232电压为适用于任何接收器输入。表1总结了所示设备的特性根据本数据表,而申请说明AN9863总结了包含ICL32XE 3V系列

特征

提供无铅(符合RoHS)(见订购信息)

RS-232输入/输出引脚至±15kV的ESD保护(IEC61000)

MAX221E、MAX2222E的替换件,最大3223E,最大3232E,最大3241E,最大3243E,SP3243E系列ICL3221E是5V的低功耗、引脚兼容升级最大221E

ICL322E是5V的低功耗、引脚兼容升级MAX242E和SP312E

ICL3232E是HIN232E、ICL232的低功耗升级与Pin兼容的竞争对手设备

RS-232兼容VCC=2.7V

3V时满足EIA/TIA-232和V.28/V.24规范

无闩锁

片上电压转换器只需要四个外部0.1μF电容器

手动和自动断电功能

保证鼠标可驾驶性(仅限ICL324XE)

接收器滞后,提高抗噪性

保证的最小数据速率。250kbps

电源范围广。单个+3V至+5.5V

断电状态下的低电源电流。1微安

应用

任何需要RS-232通信端口的系统-电池供电、手持和便携式设备-笔记本电脑,笔记本电脑,掌上电脑-调制解调器、打印机和其他外围设备-数码相机-蜂窝/移动电话

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绝对最大额定值热信息

VCC接地。-0.3伏至6伏

V+接地。-0.3伏至7伏

对地电压。+0.3伏至-7伏

V+至V-。14伏

输入电压

锡,FORCEOFF,FORCEON,EN,SHDN。-0.3伏至6伏。5伏

输出电压3.2伏ROUT,无效。-0.3V至VCC+0.3V

短路持续时间吹捧。连续的静电放电额定值。见规格表

操作条件

温度范围

ICL32XECX。0°C至70°C

ICL32XEX系列。-40°C至85°C

热阻(典型,注3)θJA(摄氏度/瓦)

18 Ld PDIP包。80个

16 Ld宽SOIC封装。100个

16 Ld窄SOIC封装。115个

18 Ld SOIC封装。75个

28 Ld SOIC封装。75个

16 Ld SSOP包。135个

20 Ld SSOP包。122个

16 Ld TSSOP包。145个

20 Ld TSSOP包。140个

28 Ld SSOP和TSSOP包。100个

最高结温(塑料包装)。150摄氏度

最高储存温度范围。-65°C至150°C

最高铅温(焊接10s)。300摄氏度(SOIC、SSOP、TSSOP-仅限铅头)

注意:超过“绝对最大额定值”中列出的应力可能会对设备造成永久性损坏。这是一个压力等级和操作在本规范操作章节中所述的上述条件或任何其他条件下的装置并不隐含。

注:3.θJA是在自由空气中,用安装在低效热导率测试板上的元件测量的。

电气规范试验条件:VCC=3V~5.5V,C1~C4=0.1μF;除非另有规定。典型温度为TA=25°C

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电气规范试验条件:VCC=3V~5.5V,C1~C4=0.1μF;除非另有规定。典型温度为TA=25°C(续)

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注:

4.在变送器过零点处测量变送器偏差。

详细说明

ICL32XE接口IC从单个+3V工作到+5.5V提供并保证最低数据速率为250kbps只有四个小的外部0.1μF电容器,具有低功率消耗,并满足所有ElA RS-232C和V.28规格。电路分为三个部分:电荷泵、发射器和接收器。充油泵Intersil的新ICL32XE系列采用了受监管的片上芯片双电荷泵作为电压倍增器和电压从VCC产生±5.5V发射机电源的逆变器提供低至3.0V的电源。这允许这些设备保持RS-232兼容输出电平超过±10%公差3.3V供电系统的范围。有效的片上电源电源只需要四个外部0.1μF的小电容器对于电压倍增器和逆变器功能,VCC=3.3V。参见“电容器选择”一节和表3其他操作条件下的电容器建议。充油泵不连续工作(即关闭一旦V+和V-供应被输送到标称值),从而显著节省电力。发射机发射机是专有的,低损耗,倒置将TTL/CMOS输入转换为EIA/TIA-232的驱动程序输出电平。再加上芯片上的±5.5V电源,这些发射机在很宽的范围内提供真正的RS-232电平单电源系统电压范围。除ICL3232E外,所有变送器输出均禁用当设备进入断电模式(见表2)。这些输出可能是禁用时驱动至±12V。所有设备保证满载时的250kbps数据速率条件(3kΩ和1000pF),VCC≥3.0V,有一个发射机全速运行。在更典型的情况下VCC≥3.3V,RL=3kΩ,CL=250pF的条件,1发射机以900kbps的速率轻松工作。如果未连接,变送器输入会浮动,并可能导致国际商会增加。最好将未使用的输入连接到GND性能

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接收器

所有ICL32XE设备都包含标准反转三个状态(ICL3232E除外)通过EN或FORCEOFF控制线。另外,这两个ICL324XE产品包括非转换(监视器)接收器(由ROUTB标签表示)始终处于活动状态,不考虑任何控制线的状态。所有的接收器将RS-232信号转换为CMOS输出电平并接受输入高达±25V,同时显示所需的3kΩ至7kΩ即使断电,输入阻抗(见图1)(VCC=0V)。接收机的施密特触发器输入级使用增加抗噪性和减少误差的滞后由于输入信号转换缓慢ICL3221E、ICL3222E、ICL3223E、ICL3241E反转只有当EN被驱动到高电平时接收器才会被禁用。氯化锂243E接收器在强制(手动)断电期间禁用,但不自动断电期间(见表2)。ICL3241E和ICL3243E监视器接收器保持激活状态即使在手动断电和强制接收器禁用的情况下,使它们对于环形指示器监控非常有用。驱动断电外围设备的标准接收器必须禁用以防止电流通过外围设备保护二极管(见图2和3)。这使得他们对唤醒功能无效,但相应的监视器接收器可以专用于此任务,如图3所示

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注:5.仅适用于ICL3241E和ICL3243E。

低功率运行

这些3V设备要求标称电源电流为0.3mA,即使在VCC=5.5V时,在正常运行期间(不在断电模式)。这比5毫安低得多相当于5V RS-232设备所需的11mA电流,允许用户通过简单的切换来降低系统功率为了这个新家庭。5V设备的引脚兼容替代品ICL3221E、ICL3222E、ICL3232E与引脚兼容使用现有的5V RS-232收发器-请参阅功能有关详细信息,请参阅首页的部分。这种引脚兼容性与低ICC和宽工作电源范围,使ICL32XE电位降低电源,更高的性能,替换现有的5V应用。只要±5V RS-232输出摆动是可以接受的,而发射机输入上拉电阻不是所需,IICL32XXE应在大多数5V下工作应用。在现有的5V应用中更换设备时可将C3端接至VCC,如典型图所示操作电路。但是,如果可能的,因为这会使性能稍微好一点配置。

断电功能

(ICL3232E除外)本已很低的电流需求显著下降当设备进入关机模式时。断电时,电源电流降到1微安,因为片上充电泵关闭(V+塌陷到VCC,V-塌陷到GND),发射机输出三种状态。反转接收机在断电时,输出可能禁用,也可能不禁用;请参阅详情见表2。这种微功率模式使得电池供电和便携式应用的理想设备。

软件控制(手动)断电ICL32XE系列中的大多数设备都提供允许用户强制集成电路进入低功耗待机状态。在ICL322E和ICL3241E上,断电控制是通过一个简单的关闭(SHDN)管脚。把这个别针打高使其正常工作,同时驱动它使集成电路进入断电状态。如果不需要断电功能。注意所有的接收器关闭期间输出保持启用(见表2)。为了断电时的最低功耗还应通过驱动EN输入来禁用接收器高(见下一节,图2和图3)。ICL3221E、ICL3223E和ICL3243E使用双针在FORCEON和FORCEOFF输入确定IC的模式。对于始终启用的操作,FORCEON和FORCEOFF都绑得很高。到在逻辑下,在激活模式和断电模式之间切换或软件控制,只需强制关闭输入驱动。FORCEON状态并不重要,因为FORCEOFF凌驾于强权之上。尽管如此,如果严格按照手册需要控制断电,用户必须捆绑强制高以禁用自动关机电路。ICL3243E反转(标准)接收机输出当设备处于手动关机状态时禁用,因此通过关机消除可能的电流路径外围设备的输入保护二极管(见图2和3)。

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无效输出始终指示RS-232信号存在于任何接收器输入端(参见表2),为用户提供了一种简单的方法来确定接口块应断电。如果是所有接收器输入的接口电缆断开是浮动的(但是被内部接收器拉到GND下电阻),无效逻辑检测无效电平并使输出降低。电源管理逻辑然后使用此指示器关闭接口块的电源。重新连接电缆可恢复接收器的有效电平输入、无效开关高和电源管理逻辑唤醒接口块。无效的也可以是用于指示DTR或环形指示器信号,如只要其他接收器输入是浮动的,或驱动到GND(如驱动器断电)。连接FORCEOFF和FORCEON一起禁用自动断电功能,使它们能够作为手动关机输入(见图4)。

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对于上述任何一种控制方案,所需的时间退出断电,恢复传输仅100微秒鼠标或其他应用程序可能需要更多时间才能唤醒从关机开始。如果正在使用自动关机,则如果接收器电平有效,RS-232设备将重新断电在ICL32XE通电后30微秒内未重新建立起来。图5显示了一个保持ICL32XE的电路启动自动关机100毫秒后正在通电。这使得慢速唤醒外围电路重新建立有效RS-232输出电平的时间。

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自动断电

(仅限ICL3221E、ICL3223E、ICL3243E)通过使用具有自动断电功能的设备。当没有检测到有效的RS-232电压(见图6)时在30微秒的任何接收器输入上,电荷泵和发射机断电,从而降低电源电流1微安。每当驱动外围设备的输出关闭(断电)或RS-232接口电缆断开。ICL32XE当检测到有效的RS-232电压时,启动备用电源任何接收器输入电平。自动关机此功能在不使用对现有操作系统的更改。

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当强制输入时自动断电低,强制关闭输入高。捆绑力高禁用自动关机,但手动关机始终可以通过重写FORCEOFF输入使用。表2总结了自动断电功能。具有自动关机功能的设备包括无效的输出信号,该信号切换到低位以指示所有的接收器输入上都存在无效的级别大于30微秒(见图7)。无效开关高1微秒在接收器输入端检测到有效的RS-232电平后。所有模式下的无效操作(强制或自动关闭或强制打开),因此它对系统也很有用采用手动断电电路。当自动使用了关机,INVALID=0表示ICL32XE处于关机模式。

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接收器启用控制

(仅限ICL3221E、ICL3222E、ICL3223E、ICL324E)一些设备还具有一个EN输入来控制接收器输出。高速行驶将禁用所有反转(标准)接收器输出阻抗状态。这有助于消除供电电流,由于接收器输出正向偏压保护二极管,当驱动掉电的输入时(VCC=GND)外围设备(见图2)。启用输入对发射机或监视器(ROUTB)输出。电容器选择充电泵需要3.3V的0.1μF电容器操作。其他电源电压参见表3电容值。不要使用小于列出值的值在表3中。增加电容值(2倍)降低发射机输出的纹波,并稍微降低降低功耗。C2、C3和C4可以是增加而不增加C1的值,但是,不在不增加C2、C3和C4的情况下增加C1保持适当的比率(C1与其他电容器的比率)。当使用所需的最小电容值时,确保电容值不会随着温度。如果有疑问,请使用标称值较大的电容器价值。电容器等效串联电阻(ESR)通常在低温下上升,它会影响V+和V-上的波纹量。

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电源去耦

在大多数情况下,0.1μF旁路电容器足够了。在对电源噪声,用与电荷泵电容器C1值相同的电容器。将旁路电容器尽可能靠近集成电路。操作电压降到2.7伏ICL32XE发射机输出满足RS-562电平(±3.7V),在全数据速率下,VCC低至2.7V。RS-562电平通常确保与RS-232设备的互操作性。退出时的发射器输出断电图8显示了两个发射机输出的响应退出关机模式时。当它们启动时发射机输出正确地转到相反的RS-232电平,没有闪烁,响声,也没有不需要的瞬变。每个发射机负载3kΩ,与2500pF并联。注意只有当电源超过约3V。

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鼠标操纵性

ICL3241E和ICL3243E设计用于在低功耗操作时为串行鼠标供电电压供应。图9显示了变送器输出负载电流增大时的电压。片上开关调节器确保发射器在最坏情况下至少±5V(并联15mAV+发射器,单V-发射器为7.3mA)。这个自动关机功能不适用于鼠标,所以FORCEOFF和FORCEON应该连接到VCC

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高数据速率

ICL32XE保持RS-232±5V最小值即使在高数据速率下,发射机也输出电压。图10详细说明了发射机回送测试电路,以及图11显示了120kbps的环回测试结果。为了这次测试,所有的发射器同时驱动RS-232以120kbps的速度与1000pF并行加载。图12显示单台发射机驱动1000pF的回送结果以及250kbps的RS-232负载。静电发射器还装有一个RS-232接收器。

与3V和5V逻辑互连ICL32XX直接与5V CMOS和TTL逻辑接口家庭。然而,ICL32XX的电压为3.3V,逻辑5V、AC、HC和CD4000输出的电源可以驱动ICL32XX输入,但ICL32XX输出未达到这些逻辑家族。更多信息见表4。

5kV ESD保护ICL32XX设备上的所有管脚都包括ESD保护结构,但ICL32XE系列采用了先进的允许RS-232引脚(变送器输出)的结构以及接收器输入),以在高达±15kV的ESD事件中存活。这个RS-232引脚特别容易受到ESD损坏因为它们通常连接到成品的外观。只需触摸端口插脚或连接电缆可能导致ESD事件可能会破坏未受保护的IC。这些新的静电放电结构无论设备是否通电,保护设备不允许任何锁止机构启动,以及不要干扰±25V的RS-232信号。人体模型试验顾名思义,此测试方法模拟ESD在人工处理期间将事件传递给IC。测试人员通过1.5kΩ限流电阻器提供电荷,使测试的严重性低于IEC61000测试采用330Ω限制电阻器。HBM法确定IC承受ESD瞬态的能力通常在搬运和制造过程中出现。由于这些事件的随机性,每个管脚都用尊重所有其他的别针。“E”系列上的RS-232引脚设备可承受HBM ESD事件至±15kV

IEC61000-4-2测试

IEC61000试验方法适用于成品设备,而不是一个独立的集成电路。因此,最有可能遭受静电放电事件的是那些暴露在外部世界(在本例中是RS-232引脚),而IC是在其典型应用配置中进行测试(通电)而不是测试每个针对针的组合。下层与大电荷耦合的限流电阻存储电容器产生的测试比HBM测试。内置额外的ESD保护设备的RS-232引脚允许设计设备满足4级标准,无需增加董事会RS-232端口上的电平保护。气隙放电试验方法对于本试验方法,带电探针尖朝IC引脚,直到电压弧到它。电流波形传送到IC引脚取决于接近速度,湿度、温度等,所以很难获得可重复的结果。“E”装置RS-232引脚耐受5kV气隙放电。接触放电试验方法在接触放电试验期间,探针接触在探针尖端通电之前,测试销,因此消除与气隙相关的变量出入。结果是一个更可重复和可预测的测试,但设备限制会阻止在电压下测试设备高于±8kV。所有“E”系列设备均能承受±8kV的接触电压RS-232引脚放电。

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