半导体集成电路——TTL电路产品手册模板

Size: px

Start display at page:

Download "半导体集成电路——TTL电路产品手册模板"

欻死余
5 years ago
Views:

1 Ver 2.0 5V CMOS 四路 LVDS 差分接收器产品使用手册产品型号 :

2 版本控制页版本号发布日期更改章节更改说明备注更改模板 ( 按新模板进行正文章节调整, 且原附录内容按新模板移入对应正文章节 ), 修改笔误 ; 一三五七八附录 1 更新可兼容的国外产品更新图 3 表 3 成型图及成型尺寸修正图 5 图 6 的 CMOS 信号转换沿中心点电压值增加对电源的要求增加第八章用户关注产品信息增加附录 1 对应替代国外产品情况

3 目录一产品特性产品特点产品用途及应用范围二产品工作条件绝对最大额定值绝对最大额定值推荐工作条件热特性参数三封装及引出端说明引出端排列外形尺寸说明四产品功能产品的基本工作原理功能描述五产品电特性六典型应用七应用注意事项产品应用说明产品防护八用户关注产品信息产品鉴定信息

4 8.2 产品标识研制生产单位联系方式附录 1 对应替代国外产品情况

5 一产品特性 1.1 产品特点可处理 155Mbps(77.7MHz) 频率的信号 340mV 标准差分输入电压 5V 工作电压输出 TTL 兼容采用低功耗的 CMOS 工艺最大 8ns 的数据传输延时最大 3ns 的低高 - 高低数据传输延时差异 16 引脚扁平封装兼容美军标 ( 不含抗辐射指标 ) 兼容 Cobham 公司 UT54LVDS032( 不含抗辐射指标 ) 兼容 TI 公司 DS90C032QML DS90C032QML-SP( 不含抗辐射指标 ) 符合 IEEE SCI LVDS 标准符合 ANSI/TIA/EIA LVDS 标准 1.2 产品用途及应用范围型电路是针对低功耗高速率应用所设计的军用 5V CMOS 四路 LVDS 接收器采用低电压差分信号传输 (LVDS) 技术, 电路可支持超过 Mbps (77.7 MHz) 的数据传输速率型电路接收 LVDS 信号输入 ( 差分电压典型值 340mV) 并将其转换为 5V CMOS/TTL 电平信号输出电路有三态功能, 可支持输出多路复用接收器输入端设计失效保护电路, 支持输入端开路短路及端接 100Ω 电阻情况, 对于所有输入失效条件, 接收器输出高电平电路与 B54LVDS031 型 5V CMOS 四路 LVDS 差分发送器电路配合使用, 可替代高功耗的 PECL 器件的高速点对点接口应用 1

6 二产品工作条件 2.1 绝对最大额定值 2.1 绝对最大额定值参数名称参数符号参数值单位电源电压 V DD -0.3~6 V 输入输出电压 V I V O -0.3~V DD +0.3 V 最大功耗 P D <1.25 W 贮存温度 T stg -65~150 C 耐焊接温度 (10s) T h <260 C 结温 T j <150 C 2.2 推荐工作条件参数名称参数符号参数值单位电源电压 V DD 4.5~5.5 V 使能端输入电压 V I-EN 0~V DD V LVDS 端输入电压 V I-LVDS 0V ~2.4 V V 工作温度范围 T A -55~125 C 工作速度 f Mbps 2.3 热特性参数参数名称参数符号测试条件参数值单位热阻, 结到壳 θ JC 10 /W 三封装及引出端说明 3.1 引出端排列引脚排列顺序如错误! 未找到引用源所示图 1 引脚示意图 2

7 引脚定义见表 1: 表 1 引脚列表引出端序号符号名称引出端序号符号名称 1 R IN1- 第一路数据输入负端 9 R IN3- 第三路数据输入负端 2 R IN1+ 第一路数据输入正端 10 R IN3+ 第三路数据输入正端 3 R OUT1- 第一路数据输出 11 R OUT3 第三路数据输出 4 EN 高电平有效使能端 12 EN 低电平有效使能端 5 R OUT2 第二路数据输出 13 R OUT4 第四路数据输出 6 R IN2+ 第二路数据输入正端 14 R IN4+ 第四路数据输入正端 7 R IN2- 第二路数据输入负端 15 R IN4- 第四路数据输入负端 8 V SS 地 16 V DD 电源 3.2 外形尺寸说明型 5V CMOS 四路 LVDS 差分接收器电路封装及外形尺寸见表 2 和图 2 图 2 FP16 外壳尺寸示意图 3

8 表 2 FP16 外形尺寸尺寸符号数值 ( 单位 : 毫米 ) 最小公称最大 A B b c D e 1.27 He Q L L Z 1.27 D E h 推荐的 FP16 成型及成型尺寸见表 3 和图 3 图 3 FP16 成型尺寸示意图 4

9 表 3 FP16 成型尺寸四产品功能尺寸符号数值 ( 单位 : 毫米 ) 最小公称最大 A A b 0.43 c 0.13 e 1.27 Z 0.53 D 9.96 E HE L LP 电路用于接收 LVDS 信号输入并将其转换为 CMOS/TTL 电平信号输出电路有三态功能, 可支持输出多路复用接收器输入端设计失效保护电路, 支持输入端开路短路及端接 100Ω 电阻情况, 对于所有输入失效条件, 接收器输出高电平 4.1 产品的基本工作原理 5V CMOS 四路 LVDS 差分接收器电路的功能框图如图 4 所示图 4 结构图 5

10 4.2 功能描述本产品主要包含高灵敏度比较器模块使能控制模块及输出缓冲模块等在内部模块的控制下, 任一状态的 LVDS 差分信号输入都对应着一个确定的 CMOS/TTL 输出状态, 即将 LVDS 输入信号转换成为 CMOS/TTL 输出信号对应 LVDS 输入正端与负端电平之差为正的 340mV, 输出为高状态 CMOS/TTL 信号 ; 对应 LVDS 输入正端与负端电平之差为负的 340mV, 输出为低状态 CMOS/TTL 信号器件的真值表如表 4: 表 4 真值表使能信号输入输出 EN EN R IN+ -R IN- R OUT L H X Z 使能信号的其他组合接收器失效保护电路说明 : V ID 0.1V V ID -0.1V 全部的 Fail-safe 情况型接收器为高增益高速器件, 能够将小差分信号 (20mV) 放大为 TTL 逻辑电平信号由于接收器的高增益, 使用时应注意使有效信号要远离噪声源接收器电路的内部失效保护电路为端口提供很小的拉电流或灌电流, 可在接收器 LVDS 输入端浮空端接或者短路的情况下为电路提供失效保护 ( 使电路输出为稳定的高电位 ) 输入开路 : 共有四路接收器, 如果仅使用 1 2 或 3 路接收电路时, 未使用到的通道输入端应当保持开路不要将未使用到的接收器输入接地或者接其他固定电平输入端由内部的高阻上拉 / 下拉电阻偏置, 可使输出保持高电位这种内部电路可在输入开路的情况下确保稳定的高电位输出输入端接 : 如果发送器电路端未连接 ( 电缆未插 ), 或者发送器电路处于三态输出或是处于关电状态, 即使在靠近接收器输入端的电缆终端已端接 100Ω 的匹配电阻, 接收器的输出也为高这种情况下的电缆可以看成是浮空的天线, 会接收噪声信号如果电缆捕捉到的差分噪声信号大于 10mV, 接收器有可能将其视为有效的数据信号进行转换所以应用过程中, 为了使噪声信号成为共模干扰而不是差模信号, 驱动器与接收器需要使用平衡电缆进行连接双绞线可提供比扁平电缆线更好的平衡 H L H 6

11 输入短路 : 如果故障出现使接收器 LVDS 输入端短接, 导致输入端的输入差分电压为 0V, 接收器的输出仍然保持高电平状态短路失效保护功能并不支持电路全部的输入共模范围 (VSS 至 2.4V), 仅在输入端短路并且没有外部共模电平提供时有效电路对于输入短路的保护很容易受外界干扰的影响而不稳定工作不可以将输入短路作为电路的常态工作状态, 应尽量避免输入短路的情况出现五产品电特性除另有规定外, 电特性应按表 5 的规定, 并适用于全温度范围交流参数示意图见图 5, 图 6 7

12 表 5 电参数特性表条件极限值参数符号 ( 除另有规定外,-55 T A 125 单位分组最小最大 V DD =5 (1±10%)V) 输入高电平电压 V IH (TTL) 2.0 V DD V 输入低电平电压 V IL (TTL) GND 0.8 V 输出高电平电压 V OH I OH = -0.4mA,V DD = 4.5V 4.0 V 输出低电平电压 V OL I OL = 2mA,V DD = 4.5V 0.3 V 输入电流 I IN 对于输入 V IN = 0 和 2.4,V DD =5.5V μa 对于使能 EN/ EN =0 和 5.5V,V DD =5.5V μa 差分输入高电平阈值 V TH V CM = +1.2V 100 mv 差分输入低电平阈值 V TL V CM = +1.2V -100 mv 输入钳位电压 V CL I CL = -18 ma -1.5 V 输出短路电流输出三态电流无负载电源电流, 使能开启无负载电源电流, 使能关闭 a I OS 使能开启,V OUT =0V ma I OZ I CC I CCZ 使能关闭,EN=0V, EN =5V,V OUT =0V 或 V DD,V DD =5.5V μa EN= EN =0V 或 V DD,V DD =5.5V 11.0 ma EN=0V, EN =V DD,V DD =5.5V, 输入开路 11.0 ma 功能测试 f =77.7MHz,V DD =4.5V 高到低传输延迟 t PHLD 见图 ns 低到高传输延迟 t PLHD 见图 ns 差分偏差 t SKD V ID =200mV., 测 t PLHD -t PHLD, 3.0 ns 通道间偏差芯片间偏差 b c t SK1 3.0 ns t SK2 7.0 ns 高到高阻态的时间 t PHZ 见图 6 20 ns 低到高阻态的时间 t PLZ 见图 6 20 ns 高阻态到高的时间 t PZH 见图 6 20 ns 高阻态到低的时间 t PZL 见图 6 20 ns 注 1:A1( 常温静态测试 ) A2( 高温静态测试 ) A3( 低温静态测试 ) A9( 常温交流测试 ) A10( 高温交流测试 ) A11( 低温交流测试 ) 注 2: 除特别说明外,V DD =4.5V 和 5.5V 注 3: 所有直流参数, 定义流入器件管脚的电流为正向, 流出管脚的电流为负所有电压值均为对地电压注 4: 除特别说明外, 以上所有开关参数指标均在以下激励信号源下测得 : 频率 1MHz, 输出阻抗 50 欧姆, 上升时间小于等于 1ns, 下降时间小于等于 1ns a b c 输出短路电流只关注绝对值, 负号只用于表明电流方向测量时每次只短路一路输出, 并且不要超出最大结温要求通道间偏差定义为, 同一芯片的各通道上加相同激励时各通道的传输延迟时间之差芯片间偏差定义为最大与最小差分传输延迟之差 A1 A2 A3 A9 A10 A11 8

13 50% 50% 图 5 传输延时波形示意图 50% 50% 50% 50% 图 6 三态延时波形图 9

14 六典型应用图 7 应用示意图作为低压差分信号传输电路的接收器电路, 将输入的 LVDS 信号电平快速转化为 CMOS 电平或 TTL 电平输出电路与 B54LVDS031 型 5V CMOS 四路 LVDS 差分发送器电路配合使用, 可实现信号的高速可靠传输型接收器通常应用于如图 7 所示的简单点对点的传输结构, 器件具有一致地电位对于高速 ( 边沿速率 ), 这种点对点连接有清晰的路径, 可以提供最佳的信号质量接收器与驱动器通过平衡介质进行连接, 平衡介质如标准双绞线, 并行同轴电缆或者 PCB 走线通常, 介质的特征阻抗为 100Ω 使用时需要一个与介质差分阻抗相匹配的 100Ω 终端电阻, 并且终端电阻应布放在尽量靠近接收器输入端处终端电阻将驱动电流转换为接收器的输入电压的其他应用电路结构参照 Q/W 航天器用 LVDS 接口电路设计准则七应用注意事项 7.1 产品应用说明对电源的要求必须注意器件的上电次序, 通常原则是 : 首先加电源, 再加信号电源上电时间应大于 1us 电路工作电压范围 4.5V~5.5V, 电源电压绝对最大额定值为 -0.3V~+6.0V, 电路要工作在使用条件范围内, 以免过电应力造成电路损坏冷备份功能冷备份功能是指当电路的电源端接 GND 电位时, 从端口到电源的直流通路为高阻状态 10

15 电路的所有端口均不具备冷备份功能未使用输入端的处理是四路接收器器件, 如果仅使用 1 2 或 3 路接收电路时, 未使用到的通道输入端可以采用下面两种端接方式的一种 1 保持开路电路内部设计有保护电路, 在输入端悬空时, 接收器输入端由内部的高阻上拉 / 下拉电阻偏置, 可使输出保持高电位, 使的接收器在输入开路的情况下确保稳定的高电位输出, 使用时可将未使用输入端悬空 2 将器件未使用通道的 + 输入端电压上拉, - 输入端电压下拉, 使未使用通道的输出保持高电位 7.2 产品防护电装及防护措施器件应采取防静电措施进行操作推荐下列操作措施 : a) 器件应在防静电的工作台上操作 ; b) 试验设备和器具应接地 ; c) 不能直接用手触摸器件引线, 应佩戴防静电指套和腕带 ; d) 器件应存放在防静电材料制成的容器中 ; e) 生产测试使用及流转过程工作区域内应避免使用能引起静电的塑料橡胶或丝织物 ; f) 相对湿度应尽可能保持在 20%~70% 包装器件包装应至少满足以下要求 : a) 由无腐蚀的材料制成 ; b) 具有足够的强度, 能够经得起搬运过程中的震动和冲击 ; c) 用抗静电材料涂敷过或浸渍过, 具备足够的抗静电能力 ; d) 能够牢固的把所装器件支撑在一定的位置 ; e) 能保持器件引线不发生变形 ; f) 没有锋利的棱角 ; g) 能安全容易的移动检查和替换器件 ; 11

16 h) 一般不使用聚氯乙稀氯丁橡胶乙烯树脂和聚硫化物等材料, 也不允许使用有硫盐酸碱等腐蚀成分的材料, 使用具有低放气指数低尘粒脱落的材料制造为宜运输和贮存器件在运输和贮存过程中, 至少应满足以下要求 : a) 运输 : 在避免雨雪直接影响的条件下, 装有产品的包装箱可以用任何运输工具运输但不能和带有酸性碱性和其它腐蚀性物体堆放在一起 b) 贮存 : 包装好的产品应贮存在环境温度为 15 ~25, 相对湿度不大于 25%~65%, 周围没有酸碱或其它腐蚀性气体且通风良好的库房里八用户关注产品信息 8.1 产品鉴定信息鉴定产品批次 1048 注总规范名称及编号半导体集成电路总规范 (GJB 597A-1996 ) 鉴定执行标准详细规范名称及编号半导体集成电路型 5V CMOS 四路 LVDS 差分接收器详细规范 (Q/Zt ) 附加技术条件注质量等级 B 鉴定情况鉴定试验日期鉴定试验机构鉴定报告编号北京微电子技术研究所注 : 详细规范已更新至 Q/Zt A-2017, 执行总规范 GJB 597B

17 8.2 产品标识产品标识如图 8 所示, 标志图中为器件型号, 器件型号后增加可靠性增长标志 /K ; XXXX 为器件批次 ; B 为静电标识 ; 001 为器件序号 /K /K 图 8 产品标识图 8.3 研制生产单位联系方式通信地址 : 北京市丰台区东高地四营门北路 2 号邮政编码 : 联系部门 : 市场二部电话 / 传真 : / 抗加中心电话 : /

18 附录 1 对应替代国外产品情况替代国外型号 :UT54LVDS032 国外生产商 :Cobham 对比项国内产品国外产品差异性兼容性分析电源电压 4.5V~5.5V 4.5V~5.5V 一致输入高电平电压 2.0V~V DD 2.0V~V DD 一致输入低电平电压 G ND ~0.8V G ND ~0.8V 一致输出高电平电压 4V 4V 一致输出低电平电压 0.3V 0.3V 一致输入电流 -10μA~10μA -10μA~10μA 一致差分输入高电平阈值 100mV 100mV 一致差分输入低电平阈值 -100mV -100mV 一致输入钳位电压 -1.5V -1.5V 一致输出短路电流 -130mA~-15mA -130mA~-15mA 一致输出三态电流 -10μA~10μA -10μA~10μA 一致无负载电源电流, 使能一致 11mA 11mA 开启无负载电源电流, 使能一致 11mA 11mA 关闭高到低传输延迟 8ns 8ns 一致低到高传输延迟 8ns 8ns 一致差分偏差 3ns 3ns 一致通道间偏差 3ns 3ns 一致芯片间偏差 7ns 7ns 一致高到高阻态的时间 20ns 20ns 一致低到高阻态的时间 20ns 20ns 一致高阻态到高的时间 20ns 20ns 一致高阻态到低的时间 20ns 20ns 一致最大工作速率 155.5Mbps 155.5Mbps 一致抗静电能力 ( 人体模型 ) 8000V 2000V 优于电离总剂量 / 1M rad(si) 不一致 SEL 阈值 / 100MeV cm 2 /mg 不一致 ( 受限于国内试验条件 ) 电路盖板电位浮空接 G ND 不一致 ( 外壳差异 ) 14

19 替代国外型号 :DS90C032QML DS90C032QML-SP 国外生产商 :TI 对比项国内产品国外产品差异性兼容性分析电源电压 4.5V~5.5V 4.5V~5.5V 一致输入高电平电压 2.0V~V DD 2.0V~V DD 一致输入低电平电压 G ND ~0.8V G ND ~0.8V 一致输出高电平电压 4V 3.8V 差异不影响兼容替代输出低电平电压 0.3V 0.3V 一致输入电流 -10μA~10μA -10μA~10μA 一致冷备份电流 / -10μA~10μA 国产电路无冷备份功能差分输入高电平阈值 100mV 100mV 一致差分输入低电平阈值 -100mV -100mV 一致输入钳位电压 -1.5V -1.5V 一致输出短路电流 -130mA~-15mA -100mA~-15mA 差异不影响兼容替代输出三态电流 -10μA~10μA -10μA~10μA 一致无负载电源电流, 使能一致 11mA 11mA 开启无负载电源电流, 使能一致 11mA 11mA 关闭高到低传输延迟 8ns 8ns 一致低到高传输延迟 8ns 8ns 一致差分偏差 3ns 3ns 一致通道间偏差 3ns 3ns 一致芯片间偏差 7ns 7ns 一致高到高阻态的时间 20ns 20ns 一致低到高阻态的时间 20ns 20ns 一致高阻态到高的时间 20ns 20ns 一致高阻态到低的时间 20ns 20ns 一致最大工作速率 155.5Mbps 155.5Mbps 一致抗静电能力 ( 人体模型 ) 8000V 2000V 优于电离总剂量 / 50K rad(si) 差异不影响非宇航应用的兼容替代 SEL 阈值 / 100MeV cm 2 /mg 差异不影响非宇航应用的兼容替代 15

半导体集成电路——TTL电路产品手册模板

半导体集成电路——TTL电路产品手册模板 Ver 1.2 辐射加固 5V 四路差分线驱动器产品使用手册产品型号 : 版本控制页版本号发布日期更改章节更改说明备注 1.0 2017.3 1.1 2018.4 更改模板, 修正笔误 1.2 2018.9 增加 1.3 免责声明, 修改 7.1 产品应用说明及 7.2 产品防护, 删除 8.3 产品环境试验和可靠性目录一产品概述 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------