TXB0108：8位雙向電壓電平轉(zhuǎn)換器的技術(shù)剖析

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，不同電壓電平之間的轉(zhuǎn)換是常見且關(guān)鍵的需求。今天我們要深入探討的是德州儀器（TI）的TXB0108，一款具備自動(dòng)方向感應(yīng)和±15kV ESD保護(hù)功能的8位雙向電壓電平轉(zhuǎn)換器。

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一、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

寬電壓范圍支持

TXB0108的A端口支持1.2V至3.6V的電壓，B端口支持1.65V至5.5V的電壓（需滿足(V{CCA} ≤V{CCB})）。這使得它能夠在多種不同電壓節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)通用的低電壓雙向轉(zhuǎn)換，如1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V和5V等。

電源隔離特性

當(dāng)任意一個(gè)(V_{CC})輸入為GND時(shí)，所有輸出都處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，這一特性增強(qiáng)了電路的安全性和穩(wěn)定性。

低功耗設(shè)計(jì)

最大(I_{cc})僅為4mA，有效降低了功耗，適合對(duì)功耗敏感的應(yīng)用場(chǎng)景。

ESD保護(hù)

具備出色的ESD保護(hù)能力，A端口的人體模型（HBM）為2000V，B端口更是達(dá)到了±15kV，同時(shí)兩者的充電設(shè)備模型（CDM）均為1000V，有效保護(hù)芯片免受靜電損害。

二、產(chǎn)品詳細(xì)信息

封裝形式

TXB0108提供多種封裝形式，如GXY/ZXY、DQS、PW和RGY等。不同封裝在引腳排列和尺寸上有所差異，工程師可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。

引腳說明

該芯片共有20個(gè)引腳，其中A1 - A8為參考(V{CCA})的輸入/輸出引腳，B1 - B8為參考(V{CCB})的輸入/輸出引腳，(V{CCA})和(V{CCB})分別為A端口和B端口的電源引腳，OE為輸出使能引腳，GND為接地引腳。

工作條件

• 絕對(duì)最大額定值：(V{CCA})的范圍為 - 0.5V至4.6V，(V{CCB})為 - 0.5V至6.5V，輸入電壓范圍為 - 0.5V至6.5V等。超出這些范圍可能會(huì)對(duì)器件造成永久性損壞。
• 推薦工作條件：(V{CCA})為1.2V至3.6V，(V{CCB})為1.65V至5.5V，工作溫度范圍為 - 40°C至85°C。

三、電氣和開關(guān)特性

電氣特性

在不同的電壓和溫度條件下，TXB0108的輸出高電平、輸出低電平、輸入電流等參數(shù)都有相應(yīng)的規(guī)定。例如，當(dāng)(V{CCA}=1.2V)，(I{OH}=-20mA)時(shí)，(V_{OHA})的典型值為1.1V。

開關(guān)特性

不同的(V{CCA})和(V{CCB})組合下，其傳播延遲（(t{pd})）、使能時(shí)間（(t{en})）、禁用時(shí)間（(t{dis})）、上升和下降時(shí)間（(t{rA})、(t{fA})、(t{rB})、(t{fB})）以及通道間偏移（(t{SK(O)})）等參數(shù)有所不同。以(V{CCA}=1.2V)為例，(t{pd})從A到B的典型值在不同(V{CCB})下分別為9.5ns（(V{CCB}=1.8V)）、7.9ns（(V_{CCB}=2.5V)）等。

四、工作原理與應(yīng)用

工作原理

TXB0108的架構(gòu)無需方向控制信號(hào)來控制數(shù)據(jù)從A到B或從B到A的流向。在直流狀態(tài)下，輸出驅(qū)動(dòng)器可保持高或低電平，但設(shè)計(jì)為較弱的驅(qū)動(dòng)能力，以便在總線上的數(shù)據(jù)流向相反時(shí)能被外部驅(qū)動(dòng)器覆蓋。同時(shí)，輸出單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可檢測(cè)A或B端口的上升或下降沿，加快電平轉(zhuǎn)換速度。

應(yīng)用場(chǎng)景

主要用于不同接口電壓的設(shè)備或系統(tǒng)之間的電平轉(zhuǎn)換，例如在微控制器與不同電壓的外設(shè)之間進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，TXB0108可以確保信號(hào)的正確傳輸。

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

電源上電順序

在操作過程中，要始終確保(V{CCA} ≤V{CCB})。在上電順序方面，(V{CCA} ≥V{CCB})不會(huì)損壞器件，因此任何電源都可以先上電。

使能與禁用

通過OE輸入可以禁用器件，將OE置低可使所有I/O處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。禁用時(shí)間（(t{dis})）和使能時(shí)間（(t{en})）分別表示OE信號(hào)變化到輸出實(shí)際禁用或使能的延遲時(shí)間。

上拉或下拉電阻

由于TXB0108的輸出驅(qū)動(dòng)器直流驅(qū)動(dòng)能力較低，若在數(shù)據(jù)I/O上外接上拉或下拉電阻，其阻值應(yīng)高于50kΩ，以避免與輸出驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生沖突。同時(shí)，該器件不適合用于I2C或1-Wire等使用開漏驅(qū)動(dòng)器的雙向數(shù)據(jù)I/O應(yīng)用場(chǎng)景。

TXB0108憑借其寬電壓范圍、低功耗、出色的ESD保護(hù)等特性，為電子工程師在電平轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)可靠的選擇。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，工程師還需要根據(jù)具體的電路需求和設(shè)計(jì)要求，合理選擇封裝形式、設(shè)置工作條件，并注意相關(guān)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)，以確保電路的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在使用TXB0108的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。