Novinka:Toshiba: TBD62xxxA
(Kategória: Semiconductor-ZONE)
Zaslal wek
16.05.2016-08:22
Toshiba uviedla nový rad DMOS tranzistorových polí pod označením TBD62xxxA. Tieto IO sú určené ako priama náhrada za tradičné integrované tranzistorové polia typu ULN2xxx.
Technicko-historický úvod
Medzi signálnymi obvodmi (t.j. oblasť prúdov niekoľko mA) a "skutočnými" výkonovými obvodmi (jednotky A a viac) leží oblasť nízkych a stredných výkonov, kde je potrebné spínať niekoľko desiatok až málo stoviek mA pri "priemyselných" napätiach 12V/24V/48V. Toto je potrebné napríklad na zopnutie relé, rozbeh malého DC motora, rozsvietenie signálnej žiarovky alebo budenie multiplexovanej matice LED. Bežné digitálne integrované obvody takéto napätia nezvládnu a takéto prúdy nedodávajú - výkonové tranzistory by zaberali priveľkú plochu cenného kremíka; často sa vyrábajú technológiami odlišnými od "digitálnych" technológií, a tak by ich integrácia vyžadovala drahé výrobné kroky naviac; ich ohrev by nepriaznivo ovplyvňoval okolie obvodu; a určitý problém môže predstavovať aj ich púzdrenie.
Je však možné niekoľko takýchto stredne-výkonových tranzistorov integrovať do jedného púzdra, a je tiež možné a aj vhodné k nim pridať obvody, vďaka ktorým sa dajú jednoducho budiť z výstupov bežných digitálnych IO. Toto si pred mnohými rokmi uvedomili vo firme Sprague, kde vytvorili rad obvodov ULN200x ako sedmicu 50V/500mA NPN tranzistorov so spojenym emitorom v DIL16/SO16 puzdre. Budenie z logických IO vyriešili pridaním druhého tranzistora v Darlingtonovom usporiadaní spolu s integrovaným bázovým rezistorom (presnejšiem, deličom umožňujúcim rýchlejšie vypnutie pri budení otvoreným kolektorom). Práve hodnotou rezistorov sa líšili 4 podskupiny pre 4 rôzne druhy logík ktoré boli v tom čase v používaní, označené poslednou číslicou (1 - PMOS, 2 - HVMOS, 3 - TTL, 4 - CMOS). Kvôli bezpečnému vypínaniu indukčných záťaží (typicky cievka relé) pridali ku každému tranzistoru diódu, ktorá je druhým koncom vyvedená na jeden spoločný pin. Obvody mali aj "výberové" varianty (jeden na vyšší prúd, 600mA, druhý na vyššie napätie, 95V), ale tieto (zrejme marginálne vyššia úžitkovosť nevyvážila cenu) nikdy nenadobudli takú popularitu ako "klasické" ULN200x. Pribudol aj pomerne populárny ULN2803, osmica tranzistorov rovnakých vlastností ako ULN2003, avšak v neobvyklom 18-pinovom puzdre. Varianty ULN206x/207x obsahujú v 16-pinovom puzdre štvoricu 1,5A tranzistorov. Existovala aj "high-side" varianta, t.j. "spínajúca do kladného napätia", s PNP tranzistormi, v osmoritom prevedení označená ako UDN298x, tiež však pomerne málo rozšírená.
Status quo
Obvody radu ULN2xxx riešili skutočnú potrebu návrhárov a tak sa stali rýchlo populárnymi. K ich popularite určite prispelo aj šikovné umiestnenie vývodov - vstupy a k nim prislúchajúce výstupy sú umiestnené presne oproti sebe. Majú však aj nectnosti - najvýznamnejšou z nich je relatívne vysoké saturačné napätie na zopnutom tranzistore v Darlingtonovom zapojení, pri plnom prúdovom zaťažení môže byť viac než 1,5V, ale aj pri pomerne malých prúdoch v oblasti 100mA je to stále okolo 1V. V aplikáciách, kde nie je vylúčené že budú zopnuté viaceré tranzistory trvale dlhšiu dobu a bude nimi tiecť vyšší prúd, je potrebné zvážiť maxiálne výkonové zaťaženie, najmä pri SO puzdrách. Treba mať na mysli aj rýchlosť zopnutia/rozopnutia v ráde µs, ale to v typických aplikáciách vyhovuje.
Neskôr tieto obvody - najmä ULN2003, ULN2004 a ULN2803 - začali vyrábať aj iní výrobcovia. Sprague - po prevzatí japonským koncernom Sanken začiatkom 90tych rokov a premenovaní na Allegro - nedokázal konkurovať "komoditným" výrobcom, a tak ULN2xxx prestal vyrábať. Dnes tieto obvody vyrábajú ST, TI, ONSemi, Diodes, ako aj Toshiba. Dajú sa kúpiť aj u tých najmenších predajcov súčiastok a ich cena aj v malom množstve dnes už atakuje hranicu 20 centov (v závislosti od varianty, puzdra aj výrobcu).
Toshiba ako jediný z uvedených výrobcov nepoužíva prefix ULN, ale TD6; a osmica je značená číslicou 8 na 3. pozícii za prefixom a nie na 2. ako je to u ostatných výrobcov. Toshiba vyrába aj "high side" verziu pod označením TD62783A.
TBD62xxxA
V Toshibe si zrejme uvedomili, že doba pokročila, a že spomínanú nectnosť veľkého napäťového úbytku pri zopnutí je možné odstrániť použitím moderných výkonových MOSFET tranzistorov s dvojitou implantáciou (označované ako DMOS) namiesto bipolárnych Darlingtonov. Vytvorili tak nový rad obvodov s prefixom TBD6, ktoré sú však plne funkčne aj pinovo kompatibilné s ich predchodcami.
Vlastnosti
Základný 7-násobný TBD62003A aj 8-násobný TBD62803A obsahujú 50V/500mA tranzistory s VDSON,max=3.25Ω (typ. 2.0Ω) pri vstupnom napätí 5V, t.j. pri 100mA je na nich úbytok max. 0.325V; samozrejme pri plnom prúde 400mA (dôkladné čítanie datasheetu totiž odhalí, že 500mA z "titulkov" je absolute maximum) to môže byť až okolo 1V. Na zopnutie potrebujú vstupné napätie min. 2.5V (modely s označením končiacim číslicou 4 potrebujú na zopnutie min. 7V), pri tom napätí je však zaručený úbytok pri 100mA až 2V; datasheet bohužiaľ neuvádza podrobnejšie údaje napr. pri dnes obvyklých "digitálnych" napätiach v oblasti 3V. Maximálne vstupné napätie je 25V a čas zopnutia/rozopnutia je pod 1µs.
Vyrábajú sa aj o niečo lacnejšie modely s maximálnym prúdom 300mA (TBD625xxA), štvornásobné modely s prúdom 1.5A (TBD62064A a netypický "invertujúci" TBD62308A) a aj varianta spomínaného "high-side" modelu (TBD62783A).
Obvody sú puzdrené do 16 a 18 pinových variánt konvenčného DIP puzdra (suffix PG), SSOP puzdra (rozteč pinov 0.65mm, suffix FNG) ako aj do dvoch verzií SO puzdra, obe s roztečou pinov 1.27mm. Nie je úplne jednoduché zistiť, v čom sa tieto dve verzie SO líšia, ale pravdepodobne je to rozdiel v rozteči medzi radmi pinov - kým SOP16-P-225-1.27 (suffix FG) má rozteč radov (v strede pinov) 5.715mm (225 mil), P-SOP16-0410-1.27-002 (suffix FWG a označovaná aj ako SOL) má rozteč 5.25mm (206 mil). Ťažko povedať, čo viedlo Toshibu k použitiu dvoch takmer zhodných puzdier - možno sa odpoveď skrýva v tom, že DS uvádza pre suffix FWG zhruba dvakrát vyššiu výkonovú zatažiteľnosť než pre suffix FG, pričom však otázky vyvoláva fakt, že v DS ani na webe Toshiby nie sú žiadne stopy po tom, že by puzdro suffixu FWG mal thermal pad či iný zvláštny spôsob odvodu tepla... Nuž, dokumentácia ďalekovýchodných výrobcov nebýva vždy úplne prehľadná, a to sa bohužiaľ netýka len čínsky hovoriacich výrobcov...
Blokové zapojenie
Cena
TBD62003 v DIL aj SO u bežných zahraničných distribútorov (Digikey, Mouser) v stovke okolo 25-30 centov, čo je príjemná cena; v kusovke asi dvakrát toľko.
Odkazy
Toshiba - Transistor Arrays
Táto novinka je z mikroZONE
( http://www.mikrozone.sk/news.php?extend.1159 )
(Kategória: Semiconductor-ZONE)
Zaslal wek
16.05.2016-08:22
Toshiba uviedla nový rad DMOS tranzistorových polí pod označením TBD62xxxA. Tieto IO sú určené ako priama náhrada za tradičné integrované tranzistorové polia typu ULN2xxx.
Technicko-historický úvod
Medzi signálnymi obvodmi (t.j. oblasť prúdov niekoľko mA) a "skutočnými" výkonovými obvodmi (jednotky A a viac) leží oblasť nízkych a stredných výkonov, kde je potrebné spínať niekoľko desiatok až málo stoviek mA pri "priemyselných" napätiach 12V/24V/48V. Toto je potrebné napríklad na zopnutie relé, rozbeh malého DC motora, rozsvietenie signálnej žiarovky alebo budenie multiplexovanej matice LED. Bežné digitálne integrované obvody takéto napätia nezvládnu a takéto prúdy nedodávajú - výkonové tranzistory by zaberali priveľkú plochu cenného kremíka; často sa vyrábajú technológiami odlišnými od "digitálnych" technológií, a tak by ich integrácia vyžadovala drahé výrobné kroky naviac; ich ohrev by nepriaznivo ovplyvňoval okolie obvodu; a určitý problém môže predstavovať aj ich púzdrenie.
Je však možné niekoľko takýchto stredne-výkonových tranzistorov integrovať do jedného púzdra, a je tiež možné a aj vhodné k nim pridať obvody, vďaka ktorým sa dajú jednoducho budiť z výstupov bežných digitálnych IO. Toto si pred mnohými rokmi uvedomili vo firme Sprague, kde vytvorili rad obvodov ULN200x ako sedmicu 50V/500mA NPN tranzistorov so spojenym emitorom v DIL16/SO16 puzdre. Budenie z logických IO vyriešili pridaním druhého tranzistora v Darlingtonovom usporiadaní spolu s integrovaným bázovým rezistorom (presnejšiem, deličom umožňujúcim rýchlejšie vypnutie pri budení otvoreným kolektorom). Práve hodnotou rezistorov sa líšili 4 podskupiny pre 4 rôzne druhy logík ktoré boli v tom čase v používaní, označené poslednou číslicou (1 - PMOS, 2 - HVMOS, 3 - TTL, 4 - CMOS). Kvôli bezpečnému vypínaniu indukčných záťaží (typicky cievka relé) pridali ku každému tranzistoru diódu, ktorá je druhým koncom vyvedená na jeden spoločný pin. Obvody mali aj "výberové" varianty (jeden na vyšší prúd, 600mA, druhý na vyššie napätie, 95V), ale tieto (zrejme marginálne vyššia úžitkovosť nevyvážila cenu) nikdy nenadobudli takú popularitu ako "klasické" ULN200x. Pribudol aj pomerne populárny ULN2803, osmica tranzistorov rovnakých vlastností ako ULN2003, avšak v neobvyklom 18-pinovom puzdre. Varianty ULN206x/207x obsahujú v 16-pinovom puzdre štvoricu 1,5A tranzistorov. Existovala aj "high-side" varianta, t.j. "spínajúca do kladného napätia", s PNP tranzistormi, v osmoritom prevedení označená ako UDN298x, tiež však pomerne málo rozšírená.
Status quo
Obvody radu ULN2xxx riešili skutočnú potrebu návrhárov a tak sa stali rýchlo populárnymi. K ich popularite určite prispelo aj šikovné umiestnenie vývodov - vstupy a k nim prislúchajúce výstupy sú umiestnené presne oproti sebe. Majú však aj nectnosti - najvýznamnejšou z nich je relatívne vysoké saturačné napätie na zopnutom tranzistore v Darlingtonovom zapojení, pri plnom prúdovom zaťažení môže byť viac než 1,5V, ale aj pri pomerne malých prúdoch v oblasti 100mA je to stále okolo 1V. V aplikáciách, kde nie je vylúčené že budú zopnuté viaceré tranzistory trvale dlhšiu dobu a bude nimi tiecť vyšší prúd, je potrebné zvážiť maxiálne výkonové zaťaženie, najmä pri SO puzdrách. Treba mať na mysli aj rýchlosť zopnutia/rozopnutia v ráde µs, ale to v typických aplikáciách vyhovuje.
Neskôr tieto obvody - najmä ULN2003, ULN2004 a ULN2803 - začali vyrábať aj iní výrobcovia. Sprague - po prevzatí japonským koncernom Sanken začiatkom 90tych rokov a premenovaní na Allegro - nedokázal konkurovať "komoditným" výrobcom, a tak ULN2xxx prestal vyrábať. Dnes tieto obvody vyrábajú ST, TI, ONSemi, Diodes, ako aj Toshiba. Dajú sa kúpiť aj u tých najmenších predajcov súčiastok a ich cena aj v malom množstve dnes už atakuje hranicu 20 centov (v závislosti od varianty, puzdra aj výrobcu).
Toshiba ako jediný z uvedených výrobcov nepoužíva prefix ULN, ale TD6; a osmica je značená číslicou 8 na 3. pozícii za prefixom a nie na 2. ako je to u ostatných výrobcov. Toshiba vyrába aj "high side" verziu pod označením TD62783A.
TBD62xxxA
V Toshibe si zrejme uvedomili, že doba pokročila, a že spomínanú nectnosť veľkého napäťového úbytku pri zopnutí je možné odstrániť použitím moderných výkonových MOSFET tranzistorov s dvojitou implantáciou (označované ako DMOS) namiesto bipolárnych Darlingtonov. Vytvorili tak nový rad obvodov s prefixom TBD6, ktoré sú však plne funkčne aj pinovo kompatibilné s ich predchodcami.
Vlastnosti
Základný 7-násobný TBD62003A aj 8-násobný TBD62803A obsahujú 50V/500mA tranzistory s VDSON,max=3.25Ω (typ. 2.0Ω) pri vstupnom napätí 5V, t.j. pri 100mA je na nich úbytok max. 0.325V; samozrejme pri plnom prúde 400mA (dôkladné čítanie datasheetu totiž odhalí, že 500mA z "titulkov" je absolute maximum) to môže byť až okolo 1V. Na zopnutie potrebujú vstupné napätie min. 2.5V (modely s označením končiacim číslicou 4 potrebujú na zopnutie min. 7V), pri tom napätí je však zaručený úbytok pri 100mA až 2V; datasheet bohužiaľ neuvádza podrobnejšie údaje napr. pri dnes obvyklých "digitálnych" napätiach v oblasti 3V. Maximálne vstupné napätie je 25V a čas zopnutia/rozopnutia je pod 1µs.
Vyrábajú sa aj o niečo lacnejšie modely s maximálnym prúdom 300mA (TBD625xxA), štvornásobné modely s prúdom 1.5A (TBD62064A a netypický "invertujúci" TBD62308A) a aj varianta spomínaného "high-side" modelu (TBD62783A).
Obvody sú puzdrené do 16 a 18 pinových variánt konvenčného DIP puzdra (suffix PG), SSOP puzdra (rozteč pinov 0.65mm, suffix FNG) ako aj do dvoch verzií SO puzdra, obe s roztečou pinov 1.27mm. Nie je úplne jednoduché zistiť, v čom sa tieto dve verzie SO líšia, ale pravdepodobne je to rozdiel v rozteči medzi radmi pinov - kým SOP16-P-225-1.27 (suffix FG) má rozteč radov (v strede pinov) 5.715mm (225 mil), P-SOP16-0410-1.27-002 (suffix FWG a označovaná aj ako SOL) má rozteč 5.25mm (206 mil). Ťažko povedať, čo viedlo Toshibu k použitiu dvoch takmer zhodných puzdier - možno sa odpoveď skrýva v tom, že DS uvádza pre suffix FWG zhruba dvakrát vyššiu výkonovú zatažiteľnosť než pre suffix FG, pričom však otázky vyvoláva fakt, že v DS ani na webe Toshiby nie sú žiadne stopy po tom, že by puzdro suffixu FWG mal thermal pad či iný zvláštny spôsob odvodu tepla... Nuž, dokumentácia ďalekovýchodných výrobcov nebýva vždy úplne prehľadná, a to sa bohužiaľ netýka len čínsky hovoriacich výrobcov...
Blokové zapojenie
Cena
TBD62003 v DIL aj SO u bežných zahraničných distribútorov (Digikey, Mouser) v stovke okolo 25-30 centov, čo je príjemná cena; v kusovke asi dvakrát toľko.
Odkazy
Toshiba - Transistor Arrays
Táto novinka je z mikroZONE
( http://www.mikrozone.sk/news.php?extend.1159 )