LT1180A/LT1181A：低功耗5V RS232雙驅(qū)動(dòng)器/接收器的卓越之選

在電子工程師的日常設(shè)計(jì)工作中，RS232接口的應(yīng)用十分廣泛。今天，我們就來深入了解一款性能出色的低功耗5V RS232雙驅(qū)動(dòng)器/接收器——LT1180A/LT1181A。

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一、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

1. 強(qiáng)大的ESD保護(hù)

該芯片具備高達(dá)±10kV的ESD保護(hù)能力，這意味著它在復(fù)雜的電磁環(huán)境中能夠有效抵御靜電干擾，大大提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常會遇到靜電放電的情況，而LT1180A/LT1181A的這種保護(hù)特性可以讓我們減少對額外保護(hù)器件的依賴，降低成本的同時(shí)還能簡化設(shè)計(jì)。

2. 小電容設(shè)計(jì)

僅需使用0.1μF的外部電容器，就可以正常工作。這種小電容設(shè)計(jì)不僅節(jié)省了電路板空間，還降低了成本。對于那些對空間和成本要求較高的便攜式設(shè)備來說，這無疑是一個(gè)巨大的優(yōu)勢。

3. 高速數(shù)據(jù)傳輸

在不同的負(fù)載條件下，它能實(shí)現(xiàn)較高的波特率。例如，當(dāng)(R{L}=3k)，(C{L}=2500pF)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)120kBaud的操作；當(dāng)(R{L}=3k)，(C{L}=1000pF)時(shí)，能達(dá)到250kBaud的操作。這使得它能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

4. 輸出保護(hù)

輸出端能夠承受±30V的電壓而不損壞，并且在關(guān)閉或斷電時(shí)，輸出會呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)。這為電路的安全運(yùn)行提供了可靠保障，即使出現(xiàn)意外的電壓沖擊，也不會對芯片造成損壞。

5. 低功耗與單電源供電

它具有CMOS可比的低功耗，僅為40mW，并且可以由單一的5V電源供電。這對于電池供電的系統(tǒng)來說尤為重要，能夠有效延長電池的使用壽命。

6. 堅(jiān)固的雙極設(shè)計(jì)

采用堅(jiān)固的雙極設(shè)計(jì)，提供了操作容錯(cuò)能力和ESD保護(hù)，這是一些競爭的CMOS設(shè)計(jì)所無法比擬的。這種設(shè)計(jì)使得芯片在惡劣的工作環(huán)境下也能穩(wěn)定運(yùn)行。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

1. 便攜式計(jì)算機(jī)

由于其低功耗和小電容設(shè)計(jì)，非常適合應(yīng)用于便攜式計(jì)算機(jī)中，能夠在有限的空間和電源條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的RS232通信。

2. 電池供電系統(tǒng)

低功耗特性使得它成為電池供電系統(tǒng)的理想選擇，如手持設(shè)備、無線傳感器等，可以有效降低系統(tǒng)的功耗，延長電池的使用時(shí)間。

3. 電源供應(yīng)發(fā)生器

在電源供應(yīng)發(fā)生器中，它可以提供穩(wěn)定的RS232電壓轉(zhuǎn)換，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4. 終端設(shè)備和調(diào)制解調(diào)器

在終端設(shè)備和調(diào)制解調(diào)器中，它能夠?qū)崿F(xiàn)高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，滿足通信需求。

三、技術(shù)參數(shù)詳解

1. 絕對最大額定值

• 電源電壓（(V_{CC})）：最大為6V。
• (V^{+})輸出：最大為13.2V。
• (V^{-})輸出：最小為 -13.2V。
• 輸入電壓：驅(qū)動(dòng)端為(V^{-})到(V^{+})；接收端為 -30V到30V；ON/OFF端為 -0.3V到12V。
• 輸出電壓：驅(qū)動(dòng)端為(V^{+}-30V)到(V^{-}+30V)；接收端為 -0.3V到(V_{CC}+0.3V)。
• 短路持續(xù)時(shí)間：(V^{+})和(V^{-})為30秒，驅(qū)動(dòng)輸出和接收輸出為無限。
• 工作溫度范圍：LT1180AI/LT1181AI為 -40°C到85°C；LT1180AC/LT1181AC為0°C到70°C。
• 存儲溫度范圍： -65°C到150°C。
• 引腳溫度（焊接，10秒）：300°C。

2. 電氣特性

電源供應(yīng)發(fā)生器

• (V^{+})輸出：典型值為7.9V。
• (V^{-})輸出：最小值為 -7.0V。
• 電源電流（(V_{CC})）：在25°C時(shí)，典型值為9mA，最大值為13mA；在關(guān)斷狀態(tài)下（僅LT1180A），最大值為10μA。
• 電源上升時(shí)間：當(dāng)(C1 = C2 = C3 = C4 = 0.1μF)時(shí)，典型值為0.2ms。
• 關(guān)斷到開啟時(shí)間（僅LT1180A）：典型值為0.2ms。
• ON/OFF引腳閾值：輸入低電平（設(shè)備關(guān)斷）為0.8V到1.2V；輸入高電平（設(shè)備啟用）為1.6V到2.4V。

驅(qū)動(dòng)器

• 輸出電壓擺幅：負(fù)載為3k到地時(shí)，正輸出為5.0V到7.5V，負(fù)輸出為 -6.3V到 -5.0V。
• 邏輯輸入電壓電平：輸入高電平（(V{OUT}=低)）為2.0V；輸入低電平（(V{OUT}=高)）為0.8V到1.4V。
• 邏輯輸入電流：在0.8V到2.0V之間時(shí)，最大值為20μA。
• 輸出短路電流：(V_{OUT}=0V)時(shí)，最大值為100mA。
• 輸出泄漏電流：關(guān)斷時(shí)，(V_{OUT}=±30V)，最大值為10μA。
• 數(shù)據(jù)速率：當(dāng)(R{L}=3k)，(C{L}=2500pF)時(shí)為120kBaud；當(dāng)(R{L}=3k)，(C{L}=1000pF)時(shí)為250kBaud。
• 壓擺率：當(dāng)(R{L}=3k)，(C{L}=2500pF)時(shí)為4到7V/μs；當(dāng)(R{L}=3k)，(C{L}=51pF)時(shí)為15到30V/μs。
• 傳播延遲：輸出高到低為0.6到1.3μs；輸出低到高為0.5到1.3μs。

接收器

• 輸入電壓閾值：C級輸入低閾值（(V{OUT}=高)）為0.8V到1.3V；輸入高閾值（(V{OUT}=低)）為1.7V到2.4V；M級輸入低閾值為0.2V到1.3V；輸入高閾值為1.7V到3.0V。
• 磁滯：0.1V到1.0V。
• 輸入電阻：當(dāng)(V_{IN}=±10V)時(shí)，為3kΩ到7kΩ。
• 輸出泄漏電流：關(guān)斷時(shí)，在0到(V_{CC})之間，最大值為10μA。
• 輸出電壓：輸出低，(I{OUT}=-1.6mA)時(shí)為0.2V到0.4V；輸出高，(I{OUT}=160μA)（(V_{CC}=5V)）時(shí)為3.5V到4.2V。
• 輸出短路電流：灌電流，(V{OUT}=V{CC})時(shí)為 -20到 -10mA；拉電流，(V_{OUT}=0V)時(shí)為10到20mA。
• 傳播延遲：輸出高到低為250到600ns；輸出低到高為350到600ns。

四、引腳功能介紹

1. (VCC)

5V輸入電源引腳，應(yīng)使用0.1μF的陶瓷電容在靠近封裝引腳處進(jìn)行去耦。如果電源旁路不足，可能會導(dǎo)致輸出驅(qū)動(dòng)電平降低和電荷泵操作不穩(wěn)定。

2. GND

接地引腳。

3. ON/OFF

TTL/CMOS兼容的操作模式控制引腳。邏輯低電平將LT1180A置于關(guān)斷模式，此時(shí)電源電流降為零，驅(qū)動(dòng)器和接收器輸出均呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)；邏輯高電平則完全啟用設(shè)備。

4. (V^{+})

正電源輸出（RS232驅(qū)動(dòng)器），(V^{+} ≈2V_{CC}-1.5V)。該引腳需要一個(gè)外部電荷存儲電容(C ≥0.1μF)，連接到地或(VCC)。使用較大值的電容可以減少電源紋波。在多個(gè)收發(fā)器的情況下，(V^{+})和(V^{-})引腳可以并聯(lián)到公共電容上。

5. (V^{-})

負(fù)電源輸出（RS232驅(qū)動(dòng)器），(V^{-} approx-(2V_{CC}-2.5V))。同樣需要一個(gè)外部電荷存儲電容(C ≥0.1μF)，較大值的電容可減少電源紋波，多個(gè)收發(fā)器時(shí)也可并聯(lián)。

6. TR1 IN、TR2 IN

RS232驅(qū)動(dòng)器輸入引腳，與TTL/CMOS兼容。輸入不應(yīng)浮空，未使用的輸入應(yīng)連接到(VCC)。

7. TR1 OUT、TR2 OUT

驅(qū)動(dòng)器輸出，為RS232電壓電平。驅(qū)動(dòng)器輸出擺幅滿足負(fù)載高達(dá)3k的RS232電平要求，在輕載線路上可控制壓擺率。輸出電流能力足以滿足高達(dá)2500pF的負(fù)載條件。在關(guān)斷模式、(V_{CC}=0V)或驅(qū)動(dòng)器禁用引腳激活時(shí)，輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。輸出在(V^{-}+30V)到(V^{+}-30V)范圍內(nèi)具有完全的短路保護(hù)。

8. REC1 IN、REC2 IN

接收器輸入引腳，可接受RS232電平信號（±30V），并通過一個(gè)受保護(hù)的5k終端電阻。接收器輸入具有±10kV的ESD保護(hù)，每個(gè)接收器提供0.4V的磁滯以提高抗噪聲能力。未連接的接收器輸入呈現(xiàn)邏輯低電平狀態(tài)。

9. REC1 OUT、REC2 OUT

接收器輸出，為TTL/CMOS電壓電平。在關(guān)斷模式下，輸出處于高阻抗?fàn)顟B(tài)，允許數(shù)據(jù)線共享。在電源開啟、關(guān)閉或關(guān)斷模式下，輸出對地或(VCC)具有完全的短路保護(hù)。

10. (C1^{+})、(C1^{-})、(C2^{+})、(C2^{-})

換向電容輸入引腳，需要兩個(gè)外部電容(C ≥0.1μF)，一個(gè)從(C1^{+})到(C1^{-})，另一個(gè)從(C2^{+})到(C2^{-})。如果有單獨(dú)的12V電源并連接到引腳(C1^{+})，則可省略C1；如果有單獨(dú)的 -12V電源連接到引腳(V^{-})，則可省略C2。

五、ESD保護(hù)措施

LT1180A/LT1181A的RS232線路輸入具有片上ESD瞬態(tài)保護(hù)，可承受高達(dá)±10kV的靜電放電。為了使ESD保護(hù)有效工作，電路的電源和接地引腳必須通過低阻抗連接到地。在正常應(yīng)用中，電源去耦電容和電荷泵存儲電容提供了這種低阻抗。需要注意的是，旁路和電荷存儲必須使用低ESR電容。ESD測試時(shí)，必須將(VCC)、(V_{L})、(V^{+})、(V^{-})和GND引腳短路到地或通過低ESR電容連接。

六、相關(guān)產(chǎn)品對比

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們可以根據(jù)具體的需求和應(yīng)用場景，選擇最適合的產(chǎn)品。例如，如果對功耗要求較高，可以選擇LT1280A/LT1281A；如果對封裝尺寸有特殊要求，LT1381的窄16引腳SO封裝可能更合適；而如果需要滿足特定的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，LT1780/LT1781則是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

總之，LT1180A/LT1181A以其出色的性能和豐富的特性，為電子工程師在RS232接口設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)可靠的解決方案。你在使用這款芯片的過程中，有沒有遇到過什么問題或者有趣的經(jīng)驗(yàn)?zāi)兀繗g迎在評論區(qū)分享。