深圳市天微电子有限公司 地址：深圳市南山区高新技术产业园北区紫光信息港A栋10层 原厂销售总部：手机18682063283 QQ：709072958 E-mail: [email protected] 高压栅极驱动器 TM2103 特性描述 TM2103 是一个高电压、快速的功率 MOS 和 IGBT 驱动器,具有高端和低端两个通道。逻 辑输入端可以匹配标准的 CMOS 和 LSTTL 输出端口。高端浮地通道可以直接驱动工作电压达 到 550V 的 N 型 MOS 管和 IGBT. 功能特点 VS引脚允许浮动的电压高达+550V，适用于自举升压操作 栅极驱动器的电压范围宽（10V-17V） 欠压锁定功能 输入兼容 3.3V、5V CMOS 逻辑电平 所有输入引脚都有 CMOS 施密特触发器，提高抗噪声能力 高端输出相位与 HIN 同相 低端输出相位与 LIN 反相 内置逻辑保护 内置死区时间 拉电流能力为 130mA 灌电流能力为 270mA 外部应用框图 550V VC C VC C VB HI N HIN HO LIN LIN C OM TO L OAD VS LO ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 1 高压栅极驱动器 TM2103 内部结构框图 VB HV LEVEL SHIFT DEAD TIME HIN Q PULSE FILTER R HO S PULSE GEN VS UV DETECT VCC VCC LIN LO DEAD TIME COM 管脚信息 VCC 1 (TOP VIEW) 8 VB HIN 2 7 HO LIN 3 6 VS COM 4 5 LO 管脚功能 端口 功能描述 I/O 名称 管脚 VCC 1 - 低压侧电源，以 COM 脚为参考，为低压侧和输入提供电源 HIN 2 I 高压侧逻辑输入 LIN 3 I 低压侧逻辑输入 COM 4 - 地 LO 5 O 低压侧驱动输出，LO 和 LIN 反相 VS 6 - 高压侧浮动电源的参考点 HO 7 O 高压侧驱动输出，HO 和 HIN 同相 VB 8 - 高压侧浮动电源：以 VS 为参考，为输出的高压侧提供电源，自举升 压电容连接在 VB 和 VS 之间 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 2 高压栅极驱动器 TM2103 在干燥季节或者干燥使用环境内，容易产生大量静电，静电放电可能会损坏集成电路，天微电子建 议采取一切适当的集成电路预防处理措施，如果不正当的操作和焊接，可能会造成 ESD 损坏或者性 能下降，芯片无法正常工作。 绝对最大额定值范围（1）（2） 符号 描述 最小值 最大值 -0.3 550 VB 高压侧浮动电压 VS 高压侧浮动电源偏置电压 VB - 22 VB + 0.3 VHO 高压侧浮动输出电压 VS - 0.3 VS + 0.3 VCC 低压侧电源电压 -0.3 17 VLO 低压侧输出电压 -0.3 VCC + 0.3 VIN 逻辑输入电压 -0.3 VCC + 0.3 — 50 dVS/dt PD RthJA VS 引脚所能允许的电压变化率 最大允许的封装功率损耗 SOP8 — 0.625 （TA<25℃） DIP8 — 1.0 SOP8 — 200 DIP8 — 125 结到环境的热阻 TJ 结温 — 150 TS 储存温度 -55 150 TL 引脚温度（焊接，10 S） — 300 单位 V V/nS W ℃/W ℃ （1）以上表中这些等级，芯片在长时间使用条件下，可能造成器件永久性伤害，降低器件的可靠性。我们不 建议在其它任何条件下，芯片超过这些极限参数工作。 （2）所有电压值均相对于系统地测试。 推荐工作条件范围 器件的输入信号和电源偏置电压等参数都是在 VCC=15V 和环境温度 TA=25°C 下测试的，测试条件 VCC=VBS=15V,CL=1000pF,VS=COM. 符号 描述 最小值 最大值 VS + 10 VS + 17 VB 高压侧浮动电压 VS 高压侧浮动电源偏置电压 -5 550 VHO 高压侧浮动输出电压 VS VB VCC 低压侧电源电压 10 17 VLO 低压侧输出电压 0 VCC VIN 逻辑输入电压 0 VCC TA 环境温度 -40 125 ©Titan Micro Electronics 单位 V ℃ www.titanmec.com V1.0 3 高压栅极驱动器 TM2103 动态参数 器件的输入信号和电源偏置电压等参数都是在 VCC=15V 和环境温度 TA=25°C 下测试的，测试条件 VCC=VBS=15V,CL=1000pF,VS=COM. 符号 描述 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件 TON 导通传输延迟 — 680 900 VS = 0V TOFF 关断传输延迟 — 150 220 VS = 550V tr 导通上升时间 — 70 170 tf 关断下降时间 — 35 90 DT 死区时间 400 550 750 MT 延时匹配 — — 60 nS 静态参数 器件的输入信号和电源偏置电压等参数都是在 VCC=15V 和环境温度 TA=25°C 下测试的，测试条件 VCC=VBS=15V ,VS=COM,下面电压都是以 COM 为参考地的。 符号 描述 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件 VIH 逻辑 1 输入电压 3 — — VIL 逻辑 0 输入电压 — — 0.8 VOH 高电平输出电压,VCC - VO — — 100 VOL 低电平输出电压,VO — — 100 ILK 偏置电源漏电流 — — 50 VB = VS = 550V IQBS VBS 静态电流 — 40 55 VIN = 0V or 5V IQCC VCC 静态电流 — 190 270 IIN+ 逻辑 1 输入偏置电流 — 3 10 HIN = 5V, LIN = 0 V IIN- 逻辑 0 输入偏置电流 — — 1 HIN = 0V, LIN = 5 V VCCUV+ VCC 欠压保护正阈值 8 8.9 9.8 VCCUV- VCC 欠压保护负阈值 7.4 8.3 9.1 输出为高电平时的短路脉冲电流 130 290 — IO+ IO- 输出为低电平时的短路脉冲电流 270 600 — V mV μA VCC = 10V to 15V VCC = 10V to 15V IO = 0A IO = 0A VIN = 0V or 5V V VO = 0V,VIN = VIH μA PW≤10μS VO = 15V,VIN = VIL PW≤10μS ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 4 高压栅极驱动器 TM2103 HIN LIN LIN 50% t on HO 50% tr t off 90% LO LO tf 90% 10% 10% 图 1：时序图 HIN LIN 50% 50% HIN 50% t on 50% tr t off 90% 90% HO LO DT 90% HO tf 90% 10% 10% 图 3：开关时间定义 10% DT 10% 1200 1200 1000 1000 开启延迟时间(nS) 开启延迟时间(nS) 图 2：死区时间定义 800 600 400 200 0 800 600 400 200 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 温度(℃) 12 14 16 18 20 VBIAS电压(V) 图 4A：开启延迟时间 vs 温度 图 4B：开启延迟时间 vs 供电电压 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 5 1200 500 1000 400 关断延迟时间(nS) 开启延迟时间(nS) 高压栅极驱动器 800 600 400 200 0 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 -50 -25 0 输入电压(V) 50 75 100 125 图 5A：关断延迟时间 vs 温度 500 1000 400 800 关断延迟时间(nS) 关断延迟时间(nS) 25 温度(℃) 图 4C：开启延迟时间 vs 输入电压 300 200 100 0 600 400 200 0 10 12 14 16 18 20 0 2 VBIAS电压(V) 4 6 8 10 12 14 16 输入电压(V) 图 5B：关断延迟时间 vs 供电电压 图 5C：关断延迟时间 vs 输入电压 500 500 400 400 上升时间(nS) 上升时间(nS) TM2103 300 200 100 300 200 100 0 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 温度(℃) 12 14 16 18 20 VBIAS电压(V) 图 6A：上升时间 vs 温度 图 6B：上升时间 vs 供电电压 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 6 200 200 150 150 下降时间(nS) 下降时间(nS) 高压栅极驱动器 100 50 0 100 50 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 12 温度(℃) 1000 1000 死区时间(nS) 死区时间(nS) 1200 800 600 400 0 25 50 75 100 125 10 12 温度(℃) 16 20 逻辑1与逻辑0的输入电压高电平(V) 图 8B：死区时间 vs 电压 4 3.2 2.4 1.6 0.8 0 50 14 VBIAS电压(V) 图 8A：死区时间 vs 温度 25 18 400 0 0 20 600 200 -50 -25 18 800 200 0 16 图 7B：下降时间 vs 电压 1200 -50 -25 14 输入电压(V) 图 7A：下降时间 vs 温度 逻辑1与逻辑0的输入电压高电平(V) TM2103 75 100 125 温度(℃) 4 3.2 2.4 1.6 0.8 0 10 12 14 16 18 20 输入电压(V) 图 9A：逻辑 1 逻辑 0 的输入电压（高电平） vs 温度 图 9B：逻辑 1 逻辑 0 的输入电压（高电平） vs 电压 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 7 逻辑1与逻辑0的输入电压低电平(V) 逻辑1与逻辑0的输入电压低电平(V) 高压栅极驱动器 4 3.2 2.4 1.6 0.8 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 4 3.2 2.4 1.6 0.8 0 10 12 温度(℃) 高电平输出电压VBIAS-VOH(V) 高电平输出电压VBIAS-VOH(V) 20 0.4 0.3 0.2 0.1 0 50 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 75 100 125 10 12 温度(℃) 14 16 18 20 VBIAS电压(V) 图 11A：高电平输出电压 vs 温度 图 11B：高电平输出电压 vs 电压 0.5 低电平输出电压VOL(V) 0.5 低电平输出电压VOL(V) 18 平）vs 电压 0.5 25 16 图 10B：逻辑 1 逻辑 0 的输入电压（低电 vs 温度 0 14 输入电压(V) 图 10A：逻辑 1 逻辑 0 的输入电压（低电平） -50 -25 TM2103 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 温度(℃) 12 14 16 18 20 VBIAS电压(V) 图 12A：低电平输出电压 vs 温度 图 12B：低电平输出电压 vs 电压 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 8 高压栅极驱动器 500 偏置电源漏电流ILK(μA) 偏置电源漏电流ILK(μA) 500 400 300 200 100 0 400 300 200 100 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 0 100 200 300 400 500 600 温度(℃) VB自举电压(V) 图 13B：偏置电源漏电流 vs 浮电压 150 150 120 120 VBS供电电流(μA) VBS供电电流(μA) 图 13A：偏置电源漏电流 vs 温度 90 60 30 0 90 60 30 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 12 温度(℃) 14 16 18 20 VBS供电电压(V) 图 14A：VBS 供电电流 vs 温度 图 14B：VBS 供电电流 vs 电压 500 500 400 400 Vcc供电电流(μA) Vcc供电电流(μA) TM2103 300 200 100 0 300 200 100 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 温度(℃) 12 14 16 18 20 Vcc供电电压(V) 图 15A：VCC 供电电流 vs 温度 图 29：15B：Vcc 供电电流 vs 电压 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 9 30 30 25 25 逻辑1输入电流(μA) 逻辑1输入电流(μA) 高压栅极驱动器 20 15 10 5 0 20 15 10 5 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 12 温度(℃) 16 18 20 图 16B：逻辑 1 输入电流 vs VCC 电压 5 5 4 4 逻辑0输入电流(μA) 逻辑0输入电流(μA) 14 Vcc供电电压(V) 图 16A：逻辑 1 输入电流 vs 温度 3 2 1 0 3 2 1 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 12 14 温度(℃) 16 18 20 供电电压(V) 图 17B：逻辑 0 输入电流 vs VCC 电压 图 17A：逻辑 0 输入电流 vs 温度 11 Vcc欠压保护负阈值(V) 11 Vcc欠压保护正阈值(V) TM2103 10 9 8 7 6 10 9 8 7 6 -50 -25 0 25 50 75 100 125 -50 -25 温度(℃) 0 25 50 75 100 125 温度(℃) 图 18A：VCC 欠压保护正阈值 vs 温度 图 18B：VCC 欠压保护负阈值 vs 温度 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 10 500 500 400 400 输出脚源电流(mA) 输出脚源电流(mA) 高压栅极驱动器 300 200 100 0 300 200 100 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 温度(℃) 12 14 16 18 20 VBIAS供电电压(V) 图 19A：源电流 vs 温度 图 19B：源电流 vs 电压 1000 1000 800 800 输出脚灌电流(mA) 输出脚灌电流(mA) TM2103 600 400 200 0 600 400 200 0 -50 -25 0 25 50 75 100 125 10 温度(℃) 12 14 16 18 20 VBIAS供电电压(V) 图 20A：灌电流 vs 温度 图 20B：灌电流 vs 电压 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 11 高压栅极驱动器 TM2103 封装示意图 SOP8 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 12 高压栅极驱动器 TM2103 DIP8 All specs and applications shown above subject to change without prior notice. (以上电路及规格仅供参考,如本公司进行修正，恕不另行通知) ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 13 高压栅极驱动器 TM2103 修订历史 版本 发行日期 修订简介 V1.0 2012-6-15 初版发行 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.0 14