NJW4822 J

NJW4822
1 回路 小型ローサイドスイッチ
概 要
NJW4822 は、0.2A の電流を供給できる 1 回路のローサイドスイッ
チです。Nch MOS FET にアクティブクランプ、過電流、サーマルシャ
ットダウンの保護回路機能を内蔵しています。FLT 論理は、アクティブ
ハイ(A-ver)及びロー(B-ver)の 2 種類を用意しています。
3V 系のマイコンや DSP のロジック信号でも直接制御できるため、
3V マイコン等の使用時にレベルシフタが不要です。
保護回路も充実しており、光電・圧力・流量センサ等の出力部の
集積化に最適です。Pch 出力の NJW4832 とコンプリメンタリです。
特 長
 ドレイン・ソース間電圧
 ドレイン電流
 3V/5V 系ロジック電圧対応
 低 ON 抵抗
■
外形
NJW4822KH1
43V
0.2A
1.1 (typ.) (VIN=5V)
1.3 (typ.) (VIN=3.3V)
160A (typ.) (VIN=5V)
135A (typ.) (VIN=3.3V)
 低消費電流
 アクティブクランプ回路
 過電流検出回路
 サーマルシャットダウン
 外形
ESON6-H1
 端子配列
6
1
5
2
4
3
(Top View)
1. NC
2. NC
3. DRAIN
4. IN
5. SOURCE
6. FLT
1
2
3
Exposed PAD on backside
connect to GND.
6
5
4
(Bottom View)
 ブロック図
DRAIN
FLT
Active
Clamp
IN
Thermal
Shut Down
Over
Current
Protection
SOURCE
Ver.2015-06-22
-1-
NJW4822
 絶対最大定格
項
(Ta=25C)
目
記 号
VDS
ドレイン・ソース間電圧
定
格
43
単 位
V
備 考
DRAIN–SOURCE端子
入力電圧
VIN
0.3 to 6
V
IN–SOURCE端子
FLT端子電圧
VFLT
V
FLT-SOURCE端子
消費電力
PD
mW
–
アクティブクランプ耐量(単発)
アクティブクランプ電流
接合部温度範囲
動作温度範囲
保存温度範囲
EAS
IAP
Tj
Topr
Tstg
0.3 to 6
445 (*1)
1135 (*2)
100
0.2
40 to 150
40 to 125
50 to 150
mJ
A
C
C
C
–
–
–
–
–
(*1): 基板実装時 101.5mm×114.5 mm×1.6mm(EIA/JEDEC 規格サイズ 2 層 FR-4)且つ Exposed Pad 使用
(*2): 基板実装時 101.5mm×114.5 mm×1.6mm(EIA/JEDEC 規格サイズ 4 層 FR-4)且つ Exposed Pad 使用
(4 層基板内箔：99.5x99.5mm 、JEDEC 規格 JESD51-5 に基づき、基板にサーマルビアホールを適用)
 推奨動作条件
項
目
ドレイン・ソース間電圧
ドレイン電流
入力電圧
FLT 端子電圧
 製品バージョン
製品名
NJW4822KH1-A
NJW4822KH1-B
-2-
(Ta=25C)
記 号
VDS
ID
VIN
VFLT
最小
0
0
0
0
標準
–
–
–
–
最大
40
0.2
5.5
5.5
単 位
V
A
V
V
備 考
DRAIN–SOURCE 端子
DRAIN–SOURCE 端子
IN–SOURCE端子
FLT–SOURCE端子
FLT 論理
アクティブハイ
アクティブロー
Ver.2015-06-22
NJW4822
 電気的特性
項
(特記事項なき場合、VDS=13V, Ta=25C)
目
記 号
ドレイン・ソース間
クランプ電圧
入力しきい値電圧
条
最小
標準
最大
単位
43
–
–
V
VIN=0V, VDS=40V
VIN=5V
VIN=3.3V
0.55
2.64
–
–
–
0.8
–
–
160
135
1.05
5.5
1
225
195
V
V
A
A
A
IIN3
VIN=5V, VDD=13V
–
260
345
A
IIN4
VIN=3.3V, VDD=13V
–
175
240
A
RDS_ON1
RDS_ON2
ILIMIT1
ILIMIT2
–
–
0.2
0.2
1.1
1.2
0.45
0.4
1.45
1.6
0.85
0.8


A
A
–
2
–
s
–
4
–
s
–
13
–
s
–
8
–
s
VDSS_CL
VIN=0V, ID=1mA
Vth
VIN_opr
IDSS
IIN1
IIN2
保護回路動作入力電圧範囲
ドレイン遮断電流
入力電流 1(定常動作時)
入力電流 2(定常動作時)
入力電流 3
(過電流リミット動作時)
入力電流4
(過電流リミット動作時)
ドレイン・ソース間ON抵抗1
ドレイン・ソース間ON抵抗2
過電流リミット1
過電流リミット2
件
VDS=13V, ID=10mA
ONスイッチング時間1
tON1
ONスイッチング時間2
tON2
OFFスイッチング時間1
tOFF1
OFFスイッチング時間2
tOFF2
VIN=5V, ID=0.2A
VIN=3.3V, ID=0.2A
VIN=5V, VDD=13V
VIN=3.3V, VDD=13V
VIN=0 to 5V,
VDD=13V, ID=0.2A
VIN=0 to 3.3V,
VDD=13V, ID=0.2A
VIN=5 to 0V,
VDD=13V, ID=0.2A
VIN=3.3 to 0V,
VDD=13V, ID=0.2A
SOURCE端子–DRAIN端子間
電位差
VPDSD
VIN=0V, IDR=0.2A
–
0.95
1.25
V
FLT端子Lowレベル出力電圧
VLFLT
IFLT=500A
–
0.25
0.5
V
IOLEAKFLT
TdDFLT
TdRFLT
VFLT=5.5V
–
–
–
–
0.85
0.3
1
–
–
A
ms
ms
FLT端子OFF時リーク電流
過電流検出時FLT遅延
過電流解除時FLT遅延
ID<ILIMITIDILIMIT
IDILIMITID<ILIMIT
 測定回路図
NJW4822
VIN
IN
DRAIN
FLT
RL
VDD
SOURCE
Fault
Ver.2015-06-22
-3-
NJW4822
 端子動作表
【A バージョン：アクティブハイ】
入力信号
動作状態
L
通常
H
L
過電流 ILIMIT
H
L
Tj150C
H
FLT 端子
出力状態
H
L
OFF
ON
H
H
OFF
ILIMIT
H
H
OFF
OFF
【B バージョン：アクティブロー】
入力信号
動作状態
FLT 端子
出力状態
L
H
通常
H
H
OFF
ON
L
H
過電流 ILIMIT
H
L
OFF
ILIMIT
L
H
Tj150C
H
L
OFF
OFF
-4-
Ver.2015-06-22
NJW4822
 タイミングチャート
ON, OFF スイッチング時間 (VIN=0 to 5V, VDS=13V, ID=0.2A)
90%
IN
10%
90%
DRAIN
10%
tON
tOFF
過電流検出時及び解除時 FLT 遅延時間(VIN=0 to 5V, FLT=Pull-up)
【A バージョン：アクティブハイ】
IN
ILIMIT
ID
Current limit
FLT
t dDFLT
t dRFLT
【B バージョン：アクティブロー】
IN
ILIMIT
ID
Current limit
FLT
t dDFLT
Ver.2015-06-22
t dRFLT
-5-
NJW4822
【A バージョン：アクティブハイ】
High
Input Signal
Low
ON
Over Current
Protection
OFF
ON
Thermal Protection
OFF
Drain-Source
Voltage
VDD
VDSS_CL
0V
Inductive
load
ILIMIT
Drain Current
0A
High
Fault Signal
Low
Normal
-6-
Current limit
Thermal
shutdown
Active clamp
Ver.2015-06-22
NJW4822
【B バージョン：アクティブロー】
High
Input Signal
Low
ON
Over Current
Protection
OFF
ON
Thermal Protection
OFF
Drain-Source
Voltage
VDD
VDSS_CL
0V
Inductive
load
ILIMIT
Drain Current
0A
High
Fault Signal
Low
Normal
Ver.2015-06-22
Current limit
Thermal
shutdown
Active clamp
-7-
NJW4822
 アプリケーション回路例
NJW4822
MCU
Load
FLT
DRAIN
IN
SOURCE
FLT 端子を他の電源等に接続する場合はプルアップ抵抗を挿入してください。
-8-
Ver.2015-06-22
NJW4822
 特性例
1
50
0.9
45
0.8
40
入力しきい値 [V]
ドレイン・ソース間クランプ電圧 [V]
ドレイン・ソース間クランプ電圧 対 周囲温度
55
35
30
25
20
15
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
10
0.2
5
0.1
0
入力しきい値 対 周囲温度
0
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-50
-25
入力電流 対 周囲温度
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
入力電流 対 周囲温度
(定常動作時)
250
(過電流リミット動作時)
400
VIN=3.3V
VIN=5.0V
VIN=3.3V
350
VIN=5.0V
200
入力電流 [μA]
入力電流 [μA]
300
150
100
250
200
150
100
50
50
0
0
-50
0
25
50 75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-50
ドレイン・ソース間ON抵抗 対 入力電圧
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-25
0
25
50 75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
ドレイン・ソース間ON抵抗 対 周囲温度
2.5
ドレイン・ソース間ON抵抗 [Ω]
1.4
ドレイン・ソース間ON抵抗 [Ω]
-25
VIN=3.3V
VIN=5.0V
2
1.5
1
0.5
0
0
2
4
入力電圧 [V]
Ver.2015-06-22
6
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-9-
NJW4822
 特性例
過電流リミット 対 入力電圧
過電流リミット 対 周囲温度
0.6
0.5
0.5
過電流リミット [A]
過電流リミット [A]
(Ta=25ºC)
0.6
0.4
0.3
0.2
0.1
0.4
0.3
0.2
0.1
VIN=3.3V
VIN=5.0V
0
0
0
1
2
3
4
入力電圧 [V]
5
6
-50
ドレイン電流 対 ドレイン・ソース間電圧
-25
0
25 50 75
周囲温度 [ºC]
ドレイン電流 対 ドレイン・ソース間電圧(拡大)
VIN=3.3V
0.6
0.6
0.5
0.5
ドレイン電流 [A]
ドレイン電流 [A]
VIN=3.3V
0.4
0.3
0.2
-40℃
25℃
125℃
0.1
0.4
0.3
0.2
-40℃
25℃
125℃
0.1
0
0
0
10
20
30
40
0
1
ドレイン・ソース間電圧 [V]
ドレイン電流 対 ドレイン・ソース間電圧
2
3
4
ドレイン・ソース間電圧 [V]
VIN=5.0V
0.6
0.6
0.5
0.5
ドレイン電流 [A]
ドレイン電流 [A]
5
ドレイン電流 対 ドレイン・ソース間電圧(拡大)
VIN=5.0V
0.4
0.3
0.2
-40℃
25℃
125℃
0.1
0.4
0.3
0.2
-40℃
25℃
125℃
0.1
0
0
0
10
20
30
ドレイン・ソース間電圧 [V]
- 10 -
100 125 150
40
0
1
2
3
4
5
ドレイン・ソース間電圧 [V]
Ver.2015-06-22
NJW4822
 特性例
OFFスイッチング時間 対 周囲温度
ONスイッチング時間 対 周囲温度
20
20
VIN=3.3V
VIN=5.0V
VIN=3.3V
18
OFFスイッチング時間 [μs]
ONスイッチング時間 [μs]
18
16
14
12
10
8
6
4
VIN=5.0V
16
14
12
10
8
6
4
2
2
0
0
-50
-25
0
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-50
1
0.9
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
VIN=3.3V
VIN=5.0V
0.1
25
50
75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
VIN=3.3V
VIN=5.0V
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
-50
-25
0
25 50 75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
-50
-25
FLT端子Lowレベル出力電圧 対 周囲温度
0
25 50 75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
TSD検出/解除温度 対 入力電圧
200
0.3
180
0.25
TSD検出/解除温度 [ºC]
FLT端子Lowレベル出力電圧 [V]
0
過電流解除時FLT遅延 対 周囲温度
1
過電流解除時FLT遅延 [ms]
過電流検出時FLT遅延 [ms]
過電流検出時FLT遅延 対 周囲温度
-25
0.2
0.15
0.1
160
140
120
100
80
60
40
0.05
検出
20
解除
0
0
-50
Ver.2015-06-22
-25
0
25 50 75
周囲温度 [ºC]
100 125 150
2
2.5
3
3.5
4
4.5
入力電圧 [V]
5
5.5
6
- 11 -
Application Tips
NJW4822
技 術 資 料
 ハイサイド/ローサイドスイッチ製品のアクティブクランプ耐量について
 アクティブクランプ耐量とは
ハイサイド/ローサイドスイッチの負荷にモーターやソレノイドなどの誘導性負荷(L 負荷)を使用するアプリケーショ
ンでは、IC が ON 状態から OFF 状態に遷移する際に、L 負荷に蓄えられたエネルギーによる逆起電力によって IC にダ
メージを与える可能性があります。
このダメージを緩和するために用いられるのがアクティブクランプ回路と呼ばれるものです。アクティブクランプ回
路を用いることによって、
L 負荷から IC を保護する事ができるエネルギーをアクティブクランプ耐量(EAS)と呼びます。
ハイサイド/ローサイドスイッチの負荷に誘導性負荷を使用する際は、このアクティブクランプ耐量を超えないように
設計する必要があります。
 外部の保護素子を用いない場合の IC の動作(図 1)
アクティブクランプ
電流 IAP
tA
ID
アクティブクランプ期間
VDS
アクティブクランプ
電流 IAP
ID
VDD
0V
時間
ドレイン ・ソース間クランプ電圧
V DSS_CL
ドレイン ・ソース間クランプ電圧
V DSS_CL
VDS
VDD
0V
VIN
時間
5V
VIN
0V
tA
5V
アクティブクランプ期間
0V
tON
tON
図 1．アクティブクランプ動作波形 (左：ローサイドスイッチ 右：ハイサイドスイッチ)
VIN が ON するとドレイン電流(ID)が徐々に増加します。このとき VIN がオフになると、電流を流し続けようとする L
負荷の性質により、ドレイン・ソース間電圧（VDS）は急激に増加し、アクティブクランプ回路によって VDSS_CL でクラ
ンプされます。また同時に、出力トランジスタのゲート電圧を調整してドレインに電流を流し、そのエネルギーを出力
トランジスタで消費します。
このエネルギーESW は下式で表すことができます。
tA
E SW   VDS (t )  I D (t ) dt =
0
VDSS _ CL
1
2
LI AP 
2
VDSS _ CL  VDD
この ESW は IC 内で熱として消費されますが、VIN=0V の時はサーマルシャットダウンが機能していないため、最悪の
場合 IC が破壊に至ります。そのため、誘導性負荷を駆動する際は、上式の ESW が EAS を超えないように設計してくだ
さい。
- 12 -
Ver.2015-06-22
Application
Tips
NJW4822
技 術 資 料
 アプリケーションヒント
L 負荷の逆起エネルギーから IC を保護する一番簡単な方法は、負荷に対して外部フライホイール(回生)ダイオードを
追加することです(図 2)。
回生ダイオード
ID
VDD
V DS
VDD
VIN
DRAIN
SOURC E
VDD
OUT
VIN
V DS
ID
GND
回生ダイオード
図 2．誘導性負荷駆動回路図 (左：ローサイドスイッチ 右：ハイサイドスイッチ)
＜注意事項＞
このデータブックの掲載内容の正確さには
万全を期しておりますが、掲載内容について
何らかの法的な保証を行うものではありませ
ん。とくに応用回路については、製品の代表
的な応用例を説明するためのものです。また、
工業所有権その他の権利の実施権の許諾を伴
うものではなく、第三者の権利を侵害しない
ことを保証するものでもありません。
Ver.2015-06-22
- 13 -
NJW4822
 パッケージ外形図
ESON6-H1
GD-N00602A-0
単位 : mm
- 14 -
Ver.2015-06-22