MAX1840/MAX1841：低電壓 SIM/智能卡電平轉(zhuǎn)換器的卓越之選

在當(dāng)今的電子設(shè)備中，SIM 卡和智能卡的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。為了實(shí)現(xiàn)這些卡片與系統(tǒng)之間的有效通信，電平轉(zhuǎn)換和靜電放電（ESD）保護(hù)變得至關(guān)重要。MAXIM 推出的 MAX1840/MAX1841 低電壓 SIM/智能卡電平轉(zhuǎn)換器，正是滿足這些需求的理想解決方案。

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一、產(chǎn)品概述

MAX1840/MAX1841 為 SIM 和智能卡端口提供電平轉(zhuǎn)換和 ESD 保護(hù)。這兩款器件集成了兩個(gè)用于復(fù)位和時(shí)鐘信號(hào)的單向電平轉(zhuǎn)換器、一個(gè)用于串行數(shù)據(jù)流的雙向電平轉(zhuǎn)換器，并且在所有卡觸點(diǎn)上提供 ±10kV 的 ESD 保護(hù)。

• 功能差異：MAX1840 包含一個(gè) SHDN 控制輸入，有助于 SIM 和智能卡的插入和移除；而 MAX1841 包含一個(gè)系統(tǒng)側(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器，以支持沒(méi)有開(kāi)漏輸出的系統(tǒng)控制器。
• 電壓范圍：邏輯電源電壓范圍在“控制器側(cè)”為 +1.4V 至 +5.5V，在“卡側(cè)”為 +1.7V 至 +5.5V，總電源電流僅為 1.0μA。當(dāng)任一電源被移除時(shí)，兩個(gè)器件都會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。

二、產(chǎn)品特性

2.1 電平轉(zhuǎn)換功能

MAX1840/MAX1841 能夠?qū)崿F(xiàn) SIM/智能卡的電平轉(zhuǎn)換，支持 DVCC ≥VCC 或 DVCC ≤VCC 的電平轉(zhuǎn)換，適用于多種電壓系統(tǒng)。

2.2 寬電壓范圍

控制器電壓范圍為 +1.4V 至 +5.5V，卡電壓范圍為 +1.7V 至 +5.5V，具有良好的兼容性。

2.3 ESD 保護(hù)

提供 ±10kV 的 ESD 卡插座保護(hù)，確保在卡片插入和移除過(guò)程中對(duì)設(shè)備的有效保護(hù)。

2.4 低功耗特性

總靜態(tài)電源電流為 1μA，總關(guān)斷電源電流為 0.01μA，有效降低了功耗。

2.5 小巧封裝

采用超小型 10 引腳 μMAX 封裝，高度僅為 1.09mm，面積是 8 引腳 SO 封裝的一半，節(jié)省了電路板空間。

2.6 標(biāo)準(zhǔn)兼容性

符合 GSM 測(cè)試規(guī)范 11.11 和 11.12，保證了產(chǎn)品在通信領(lǐng)域的可靠性。

三、電氣特性

3.1 電源參數(shù)

• DVCC 工作范圍：1.4V 至 5.5V。
• VCC 工作范圍：1.7V 至 5.5V。
• 不同時(shí)鐘頻率下的工作電流：CIN 在不同時(shí)鐘頻率和占空比下，DVCC 和 VCC 的工作電流不同。

3.2 邏輯輸入?yún)?shù)

• 數(shù)字輸入低閾值：VIL 為 0.2 ?DVCC。
• 數(shù)字輸入高閾值：VIH 為 0.7 ?DVCC。
• 輸入泄漏電流：0.01μA 至 1μA。

3.3 輸出參數(shù)

• CLK、RST 輸出：數(shù)字輸出低電平 VOL 在 ISINK = 200μA 時(shí)為 0.4V，數(shù)字輸出高電平 VOH 在不同條件下有不同取值。
• DATA 輸入/輸出：DATA 上拉電阻 RDATA 在 13kΩ 至 28kΩ 之間，輸入低閾值和高閾值也有相應(yīng)規(guī)定。

3.4 其他參數(shù)

• IO 輸入/輸出：IO 上拉電阻 RIO 在 6.5kΩ 至 14kΩ 之間，輸入低閾值、高閾值以及輸入低電流、高電流都有明確規(guī)定。
• 關(guān)斷輸出電平：在不同條件下，IO、CLK、RST 的關(guān)斷輸出電平在 ISINK = 200A 時(shí)為 0.4V。
• 最大 CLK 頻率：在不同的 Vcc 和 DVcc 電壓條件下，最大 CLK 頻率有所不同。

四、引腳描述

五、詳細(xì)工作原理

5.1 電平轉(zhuǎn)換原理

MAX1840/MAX1841 為時(shí)鐘輸入、復(fù)位輸入和雙向數(shù)據(jù) IO 提供電平轉(zhuǎn)換器。時(shí)鐘和復(fù)位輸入（CIN 和 RIN）從控制器側(cè)電源軌（DVCC 到 GND）電平轉(zhuǎn)換到卡側(cè)電源軌（VCC 到 GND）。當(dāng)連接到開(kāi)漏控制器輸出時(shí)，DATA 和 IO 提供雙向電平轉(zhuǎn)換。

5.2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)（僅 MAX1841）

當(dāng)使用沒(méi)有開(kāi)漏輸出的微控制器時(shí)，使用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器（DDRV）輸入向 SIM/智能卡發(fā)送數(shù)據(jù)，而 DATA 提供控制器側(cè)輸出用于雙向數(shù)據(jù)傳輸。不使用時(shí)，將 DDRV 連接到 DVCC 以降低總電源電流。

5.3 關(guān)斷模式

對(duì)于 MAX1840，驅(qū)動(dòng) SHDN 低電平激活關(guān)斷模式。將 SHDN 連接到 DVCC 或驅(qū)動(dòng)高電平進(jìn)行正常操作。關(guān)斷模式下，CLK、RST 和 IO 主動(dòng)拉低，同時(shí)斷開(kāi)內(nèi)部 10kΩ 上拉電阻與 VCC 的連接，以防止過(guò)大電流消耗，總電源電流降至 0.01μA。

5.4 SIM/智能卡插入/移除

SIM/智能卡規(guī)范要求在插入 SIM/智能卡之前，卡側(cè)引腳（VCC、CLK、RST、IO）處于地電位。對(duì)于使用 MAX1686H 的應(yīng)用，可通過(guò)關(guān)閉 MAX1686H 或驅(qū)動(dòng) SHDN（僅 MAX1840）低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。若需要特定的時(shí)序，可通過(guò)驅(qū)動(dòng) DATA 或 DDRV（僅 MAX1841）低電平拉低 IO，通過(guò)驅(qū)動(dòng) CIN 和 RIN 低電平分別拉低 CLK 和 RST。

5.5 ESD 保護(hù)

所有引腳的 ESD 保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止在處理和組裝過(guò)程中遇到的 ESD。連接到卡插座的引腳（CLK、RST、IO、VCC 和 GND）提供 ±10kV 的 ESD 保護(hù)，ESD 結(jié)構(gòu)在所有狀態(tài)（正常操作、關(guān)斷和掉電）下都能承受高 ESD。ESD 事件后，MAX1840/MAX1841 可繼續(xù)工作而不會(huì)出現(xiàn)閂鎖現(xiàn)象。為了超過(guò) ±10kV ESD 規(guī)范，需要從 VCC 到 GND 連接一個(gè) 1μF 的旁路電容。

六、應(yīng)用領(lǐng)域

6.1 SIM 接口

在 GSM 蜂窩電話中，MAX1840/MAX1841 可用于 SIM 接口，實(shí)現(xiàn) SIM 卡與系統(tǒng)之間的有效通信。

6.2 智能卡讀卡器

為智能卡讀卡器提供電平轉(zhuǎn)換和 ESD 保護(hù)，確保智能卡的正常讀寫操作。

6.3 邏輯電平轉(zhuǎn)換

在不同電壓系統(tǒng)之間進(jìn)行邏輯電平轉(zhuǎn)換，提高系統(tǒng)的兼容性。

6.4 SPI/QSPI/MICROWIRE 電平轉(zhuǎn)換

在 SPI、QSPI 和 MICROWIRE 應(yīng)用中，作為 3V/5V 電平轉(zhuǎn)換器使用。

七、總結(jié)

MAX1840/MAX1841 低電壓 SIM/智能卡電平轉(zhuǎn)換器以其卓越的性能、低功耗和小巧的封裝，為 SIM 和智能卡接口提供了可靠的解決方案。無(wú)論是在通信領(lǐng)域還是其他需要電平轉(zhuǎn)換和 ESD 保護(hù)的應(yīng)用中，都能發(fā)揮重要作用。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)電路時(shí)，可以充分考慮這兩款器件的優(yōu)勢(shì)，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)類似電平轉(zhuǎn)換器件的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。