ETC TM2104

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原厂销售总部：手机18682063283 QQ：709072958 E-mail: [email protected]
高压栅极驱动器
TM2104
特性描述
TM2104 是一款高压、快速的功率 MOS 和 IGBT 驱动器,具有高端和低端两个输出通道。逻辑
输入端可以匹配标准的 CMOS 和 LSTTL 输出端口；输出驱动端以高脉冲电流和带有缓冲级的设计
为特点，避免了上下桥功率 MOS 的直通；高端浮地通道可以直接驱动工作电压达到 600V 的 N 型
MOS 管和 IGBT.
功能特点

VS引脚允许浮动的电压高达600V，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

逻辑输入 IN 与高端输出 HO 同相， 与低端输出 LO 反相

输出关断 /SD 为逻辑低时关断输出

内置逻辑保护

内置死区延时

拉电流能力为 130mA

灌电流能力为 270mA
典型应用电路
up to 600V
VCC
VCC
VB
IN
IN
HO
/SD
/SD
VS
COM
LO
TO LOAD
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V1.0
1
高压栅极驱动器
TM2104
内部结构框图
VB
HV
LEVEL
SHIFT
HIN
DEAD TIME &
SHOOT-THROUGH
PREVENTION
Q
PULSE
FILTER
R
HO
S
PULSE
GEN
VS
VCC
UV
DETECT
SD
LO
COM
管脚信息
VCC
1
IN
8
VB
2
7
HO
SD
3
6
VS
COM
4
5
LO
(TOP VIEW)
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
IN
2
I
逻辑输入, 与 HO 脚输出同相，与 LO 脚输出反相
/SD
3
I
低压侧关断逻辑输入，/SD 脚输入逻辑 0 时，HO/LO 输出低电平
COM
4
-
逻辑地
LO
5
O
低压侧驱动输出，LO 与 IN 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 与 IN 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
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。
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2
高压栅极驱动器
TM2104
最大额定值范围（1）（2）
符号
描述
最小值
最大值
-0.3
600
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
20
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
SOP8
—
0.625
-
—
-
SOP8
—
200
-
—
-
dVS/dt
VS 引脚所能允许的电压变化率
最大允许的封装功率损耗
PD
（TA<25℃）
RthJA
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
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
高压侧浮动电源偏置电压
-5
600
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(IN & /SD)
0
9.0
TA
环境温度
-40
125
VB
高压侧浮动电压
VS
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单位
V
℃
3
高压栅极驱动器
TM2104
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
—
700
850
VS = 0V
TOFF
关断传输延迟
—
150
220
VS = 600V
Tsd
/SD 关断传输延时
140
220
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
650
MT
延时匹配
—
—
160
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
2.8
—
—
VIL
逻辑 0 输入电压
—
—
2.1
VSD,TH+
/SD 输入正相阀值
2.8
—
—
VSD,TH-
/SD 输入负相阀值
—
—
2.1
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
—
170
270
IIN+
逻辑 1 输入偏置电流
—
3
10
VIN = 5V
IIN-
逻辑 0 输入偏置电流
—
—
1
VIN = 0V
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
8.1
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
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4
高压栅极驱动器
TM2104
IN(LO)
IN
50%
50%
IN(HO)
SD
ton
HO
LO
HO
LO
tr
t off tf
90%
90%
10%
图 1：输入/输出时序图
10%
图 2：开关时间波形定义
50%
50%
IN
SD
50%
90%
HO
tsd
HO
LO
LO
90%
10%
DT
90%
DT
10%
图 3：/SD 关断波形定义
图 4：死区时间波形定义
IN(LO)
50%
50%
IN(HO)
LO
HO
10%
MT
MT
90%
LO
HO
图 5：延时匹配波形定义
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V1.0
5
900
900
800
800
700
700
600
600
开启延迟
温度
高压栅极驱动器
500
400
500
400
300
300
200
200
100
-40
100
25
75
10
125
12
14
图 4A：开启延迟时间 vs 温度
图 4B：开启延迟时间 vs 供电电压
500
500
400
400
关断延迟时间(ns)
开启延迟时间(ns)
16
电压
开启延迟
300
200
100
300
200
100
0
0
2
4
6
8
10
12
14
0
-50
16
-25
0
25
图 4C：开启延迟时间 vs 输入电压
50
温度(℃)
输入电压(V)
75
100
125
图 5A：关断延迟时间 vs 温度
500
关断延迟时间(ns)
500
400
关断延迟时间(ns)
TM2104
300
200
100
400
300
200
100
0
0
10
12
14
0
16
2
4
6
8
10
12
14
16
输入电压(V)
图 5C：关断延迟时间 vs 输入电压
VBIAS电压(V)
图 5B：关断延迟时间 vs 供电电压
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V1.0
6
500
500
400
400
上升时间(ns)
上升时间(ns)
高压栅极驱动器
300
200
100
300
200
100
0
-50
-25
0
25
50
温度(℃)
75
100
0
125
10
12
图 6A：上升时间 vs 温度
16
图 6B：上升时间 vs 供电电压
200
150
150
下降时间(ns)
下降时间(ns)
14
VBIAS电压(V)
200
100
50
100
50
0
-50
0
-25
0
25
50
75
100
125
10
12
温度(℃)
图 7A：下降时间 vs 温度
14
VBIAS电压(V)
16
图 7B：下降时间 vs 电压
8
8
7
7
6
6
输入电压(V)
输入电压(V)
TM2104
5
4
3
5
4
3
2
2
1
1
0
0
-50
-25
0
25
50
75
100
10
125
12
14
16
VBIAS电压(V)
温度(℃)
图 8A：逻辑“1”输入电压 vs 温度
图 8B：逻辑“1”输入电压 vs 电压
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7
高压栅极驱动器
6
TM2104
6
5
逻辑"0"输入BIAS电流(uA)
逻辑"0"输入BIAS电流(uA)
MAX.
MAX.
4
3
2
1
0
5
4
3
2
1
0
-50
-25
0
25
50
75
100
125
10
12
14
温度(℃)
图 9A：逻辑 0 的输入 BIAS 电流 vs 温度
图 9B：逻辑 0 的输入 BIAS 电流 vs 电压
0.5
0.5
0.4
0.4
高电平输出电压(V)
高电平输出电压(V)
16
电压(V)
0.3
0.2
0.3
0.2
0.1
0.1
0
10
0
-50
-25
0
25
50
75
100
12
14
16
VBIAS电压(V)
125
温度(℃)
图 10A：高电平输出电压 vs 温度
图 10B：高电平输出电压 vs 电压
0.5
0.4
0.4
低电平输出电压(V)
低电平输出电压(V)
0.5
0.3
0.3
0.2
0.2
0.1
0.1
0
0
-50
-25
0
25
50
温度(℃)
75
100
10
125
图 11A：低电平输出电压 vs 温度
12
14
VBIAS电压(V)
16
图 11B：低电平输出电压 vs 电压
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8
150
150
120
120
VB供电电流(uA)
VB供电电流(uA)
高压栅极驱动器
90
60
30
90
60
30
0
0
-50
-25
0
25
50
75
100
10
125
12
温度(℃)
700
600
600
500
400
300
200
400
300
200
100
0
0
-25
0
25
50
温度(℃)
75
16
500
100
-50
14
电压(V)
图 12B：VBS 供电电流 vs 电压
700
VCC供电电流(uA)
VCC供电电流(uA)
图 12A：VBS 供电电流 vs 温度
100
10
125
12
14
16
电压(V)
图 13A：VCC 供电电流 vs 温度
图 13B：Vcc 供电电流 vs 电压
30
30
25
25
逻辑"1"输入电流(uA)
逻辑"1"输入电流(uA)
TM2104
20
15
10
5
20
15
10
5
0
0
-50
-25
0
25
50
75
100
125
10
12
14
16
电压(V)
温度(℃)
图 14B：逻辑 1 输入电流 vs VCC 电压
图 14A：逻辑 1 输入电流 vs 温度
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V1.0
9
5
5
4
4
逻辑"0"输入电流(uA)
逻辑"0"输入电流(uA)
高压栅极驱动器
3
2
2
1
0
0
-25
0
25
50
温度(℃)
75
100
10
125
14
16
图 15B：逻辑 0 输入电流 vs VCC 电压
图 15A：逻辑 0 输入电流 vs 温度
VCC欠压保护负阈值(V)
11
10
9
8
7
10
9
8
7
6
6
-50
-25
0
25
50
温度(℃)
75
100
-50
125
图 16A：VCC 欠压保护正阈值 vs 温度
500
500
400
400
300
200
0
0
0
25
50
75
100
25
50
温度(℃)
75
100
125
200
100
-25
0
300
100
-50
-25
图 16B：VCC 欠压保护负阈值 vs 温度
拉电流(uA)
拉电流(uA)
12
电压(V)
11
VCC负压保护正阈值(V)
3
1
-50
TM2104
10
125
12
14
16
电压(V)
温度(℃)
图 17A：拉电流 vs 温度
图 17B：拉电流 vs 电压
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10
高压栅极驱动器
900
900
800
800
700
700
灌电流(uA)
1000
灌电流(uA)
1000
600
500
400
600
500
400
300
300
200
200
100
100
0
0
-50
-25
0
25
50
温度(℃)
75
100
10
125
12
图 18A：灌电流 vs 温度
14
16
电压(V)
图 18B：灌电流 vs 电压
3
3
2.5
2.5
2
2
SD正 向 阀 值
SD正 向 阀 值
TM2104
1.5
1
0.5
1.5
1
0.5
0
0
-40
25
80
125
10
12
14
16
电压
温度
图19A：SD输入正向阀值vs温度
图19B：SD输入正向阀值vs电压
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11
高压栅极驱动器
TM2104
A1
A2
A
封装示意图
C
θ
b
L
e
Symbol
E1
E
D
Dimensions In Millimeters
Min
Dimensions In Inches
Max
Min
Max
A
1.350
1.750
0.053
0.069
A1
0.100
0.250
0.004
0.010
A2
1.350
1.550
0.053
0.061
b
0.330
0.510
0.013
0.020
c
0.170
0.250
0.006
0.010
D
4.700
5.100
0.185
0.200
E
3.800
4.000
0.150
0.157
E1
5.800
6.200
0.228
0.244
e
1.270(BSC)
0.050(BSC)
L
0.400
1.270
0.016
θ
0°
8°
0°
0.050
8°
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)
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高压栅极驱动器
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修订历史
版本
发行日期
修订简介
V1.0
2012-9-29
初版发行
©Titan Micro Electronics
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V1.0
13