ST3232B與ST3232C:低功耗RS - 232驅動與接收芯片的深度解析
在電子設備的通信領域,RS - 232接口一直扮演著重要角色。ST3232B和ST3232C作為3至5.5V低功耗、最高支持400 kbs數據傳輸速率的RS - 232驅動與接收芯片,在眾多應用場景中展現出了獨特的優勢。接下來,我們就深入了解一下這兩款芯片。
文件下載:ST3232BDR.pdf
一、產品概述
ST3232B和ST3232C芯片各有兩個接收器和兩個驅動器,能夠在保證RS - 232輸出電平的同時,以250 kbps的數據速率穩定運行。它們的典型應用場景包括筆記本電腦、掌上電腦、電池供電設備、手持設備、外設以及打印機等。芯片具有300 μA的低供電電流,最低保證300 kbps的數據速率和6 V/μs的最低擺率,滿足EIA/TIA - 232規范,且支持3V供電,有SO16、SO16L和TSSOP16三種封裝形式可供選擇。
| 訂購代碼 | 溫度范圍 | 封裝 | 包裝 |
|---|---|---|---|
| ST3232CDR | 0 to 70 °C | SO16 (tape and reel) | per reel 2500 parts |
| ST3232BDR | -40 to 85 °C | ||
| ST3232CWR | 0 to 70 °C | SO16L (tape and reel) | per reel 1000 parts |
| ST3232BWR | -40 to 85 °C | ||
| ST3232CTR | 0 to 70 °C | TSSOP16 | per reel 2500 parts |
| ST3232BTR | -40 to 85 °C | (tape and reel) |
二、引腳配置
芯片的引腳配置清晰明確,每個引腳都有其特定的功能。例如,C1 +和C1 - 是第一個電荷泵電容的正負極,V + 是倍壓端子,V - 是反相電壓端子等。具體引腳描述如下表所示:
| 引腳編號 | 符號 | 名稱和功能 |
|---|---|---|
| 1 | C 1 + | 第一個電荷泵電容的正極端子 |
| 2 | V+ | 倍壓端子 |
| 3 | C 1 - | 第一個電荷泵電容的負極端子 |
| 4 | C 2 + | 第二個電荷泵電容的正極端子 |
| 5 | C 2 - | 第二個電荷泵電容的負極端子 |
| 6 | V- | 反相電壓端子 |
| 7 | T2 OUT | 第二個發射器輸出電壓 |
| 8 | R2 IN | 第二個接收器輸入電壓 |
| 9 | R2 OUT | 第二個接收器輸出電壓 |
| 10 | T2 IN | 第二個發射器輸入電壓 |
| 11 | T1 IN | 第一個發射器輸入電壓 |
| 12 | R1 OUT | 第一個接收器輸出電壓 |
| 13 | R1 IN | 第一個接收器輸入電壓 |
| 14 | T1 OUT | 第一個發射器輸出電壓 |
| 15 | GND | 接地 |
| 16 | V CC | 電源電壓 |
三、絕對最大額定值
了解芯片的絕對最大額定值對于正確使用芯片至關重要。這些額定值規定了芯片在各種參數下的安全工作范圍,超過這些范圍可能會對芯片造成損壞。例如,電源電壓VCC的范圍是 - 0.3至6V,發射器輸入電壓范圍TIN是 - 0.3至6V等。
| 符號 | 參數 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|
| V CC | 電源電壓 | -0.3 to 6 | V |
| V+ | 倍壓端子 | (V CC - 0.3) to 7 | |
| V- | 反相電壓端子 | 0.3 to -7 | |
| V+ + |V-| | 13 | ||
| T IN | 發射器輸入電壓范圍 | -0.3 to 6 | |
| R IN | 接收器輸入電壓范圍 | ±25 | |
| T OUT | 發射器輸出電壓范圍 | ±13.2 | |
| R OUT | 接收器輸出電壓范圍 | -0.3 to (V CC + 0.3) | |
| t SHORT | 發射器輸出短路到地的時間 | 連續 | |
| T stg | 存儲溫度 | -65 to 150 | °C |
需要注意的是,絕對最大額定值并不意味著芯片可以在這些條件下正常工作,只是表示超過這些值可能會損壞芯片。此外,外部施加的V + 和V - 的最大幅值為 + 7V,但它們的絕對值之和不能超過13V。在使用內部電荷泵時,芯片的固有自限特性允許在一定程度上超過這些值而不會造成損壞,但啟動電壓順序(VCC,然后V + ,然后V - )很關鍵,因此不建議對V + 和V - 外部施加電壓。
四、電氣特性
芯片的電氣特性包括電源電流、輸入輸出電壓閾值、傳輸速率等多個方面。在不同的電源電壓和溫度條件下,這些特性會有所不同。例如,在無負載、VCC = 3V ± 10%、TA = 25°C的條件下,電源電流典型值為0.3 mA;在測試條件為3.3V ± 10%、VCC = 3V至5.5V、TA = - 40至85°C時,數據傳輸速率最低為300 kbps,典型值為400 kbps。
1. 電源電流
| 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 無負載,$V{CC}=3 ~V pm 10 %$,$T{A}=25^{circ} C$ | 0.3 | 1 | mA | |
| 無負載,$V{CC}=5 ~V pm 10 %$,$T{A}=25^{circ} C$ | 1 | 2 |
2. 邏輯輸入
| 符號 | 參數 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VTIL | 輸入邏輯閾值低 | T - IN(1) | 0.8 | V | ||
| VTIH | 輸入邏輯閾值高 | VCC = 3.3V | 2 | |||
| VCC = 5V | 2.4 | |||||
| 1L | 輸入泄漏電流 | T - IN | ±0.01 | ±1 | aA |
3. 發射器
| 符號 | 參數 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VTOUT | 輸出電壓擺幅 | 所有發射器輸出通過3 kΩ負載接地 | ±5 | ±5.4 | V | |
| RTOUT | 發射器輸出電阻 | Vcc = V+ = V- = 0 V,Vour = +2 V | 300 | 10 M | Ω | |
| Iтsc | 輸出短路電流 | VCC = 3 V或5 V,Vour = ±12 | ±60 | mA |
4. 接收器
| 符號 | 參數 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| V RIN | 接收器輸入電壓工作范圍 | -25 | 25 | V | ||
| VRIL | RS - 232輸入閾值低 | $T{A}=25^{circ}C$,$V{CC}=3.3V$ | 0.6 | 1.1 | ||
| $T{A}=25^{circ}C$,$V{CC}=5V$ | 0.8 | 1.5 | ||||
| VRH | RS - 232輸入閾值高 | $T{A}=25^{circ}C$,$V{CC}=3.3V$ | 1.5 | 2.4 | ||
| $T{A}=25^{circ} C$,$V{CC}=5 ~V$ | 1.8 | 2.4 | ||||
| VRIHYS | 輸入滯后 | 0.3 | ||||
| RAIN | 輸入電阻 | $T_{A}=25^{circ} C$ | 3 | 5 | 7 | kΩ |
| VROL | TTL/CMOS輸出電壓低 | louT = 1.6 mA | 0.4 | V | ||
| VROH | TTL/CMOS輸出電壓高 | louT = -1 mA | Vcc - 0.6 | Vcc - 0.1 |
5. 時序特性
| 符號 | 參數 | 測試條件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D R | 數據傳輸速率 | R L = 3 kΩ,C L2 = 1000 pF,一個發射器切換 | 300 | 400 | kbps | |
| t PHLR, t PLHR | 輸入到輸出的傳播延遲 | R XIN = R XOUT,C L = 150 pF | 0.2 | μs | ||
| |t PHLT - t THL| | 發射器傳播延遲差 | 見(1) | 100 | ns | ||
| |t PHLR - t THR| | 接收器傳播延遲差 | 50 | ||||
| S RT | 轉換擺率 | T A = 25 °C,R L = 3 kΩ至7 kΩ,V CC = 3.3 V,從3 V到 - 3 V或 - 3 V到3 V測量,C L = 150 pF至1000 pF | 6 | 30 | V/μs | |
| T A = 25 °C,R L = 3 kΩ至7 kΩ,V CC = 3.3 V,從3 V到 - 3 V或 - 3 V到3 V測量,C L = 150 pF至2500 pF | 4 | 30 |
五、應用信息
在實際應用中,芯片需要搭配適當的電容使用。不同的電源電壓對應不同的電容值,具體如下表所示:
| V CC | C1 | C2 | C3 | C4 | Cbypass |
|---|---|---|---|---|---|
| 3.0 to 3.6 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 4.5 to 5.5 | 0.047 | 0.33 | 0.33 | 0.33 | 0.33 |
六、典型性能特性
文檔中給出了多個典型性能特性圖,如驅動器電壓傳輸特性、輸出電流與輸出電壓的關系、接收器輸入電阻等。這些特性圖直觀地展示了芯片在不同條件下的性能表現,對于工程師設計電路和評估芯片性能具有重要的參考價值。例如,通過驅動器電壓傳輸特性圖可以了解輸入電壓與輸出電壓之間的關系,從而確保芯片在合適的輸入電壓范圍內正常工作。
七、封裝信息
芯片提供了多種封裝形式,每種封裝都有其對應的機械數據。這些數據包括尺寸、引腳間距等,方便工程師進行PCB設計。例如,SO16封裝的尺寸為長9.8 - 10mm,寬5.8 - 6.2mm等。同時,為了滿足環保要求,ST提供了不同等級的ECOPACK?封裝,相關規格、等級定義和產品狀態可在www.st.com查詢。
八、文檔修訂歷史
文檔的修訂歷史記錄了各個版本的更新內容,有助于工程師了解芯片和文檔的發展歷程。例如,在2016年1月25日的修訂中,對6.3節的部分數據進行了更新,修改了“絕對最大額定值”表,更新了部分圖表標題等。
總之,ST3232B和ST3232C芯片以其低功耗、高數據速率和豐富的特性,在RS - 232通信領域具有廣泛的應用前景。工程師在使用這些芯片時,需要仔細了解其引腳配置、電氣特性、應用要求等方面的信息,以確保設計出穩定可靠的電路。大家在實際應用中有沒有遇到過與這些芯片相關的問題呢?歡迎在評論區分享交流。
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