S-19680シリーズ 車載用 www.sii-ic.com © SII Semiconductor Corporation, 2016 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 S-19680シリーズは、CMOS技術を使用して開発した、電流モニタ機能付きのハイサイドスイッチです。 Pch出力トランジスタがオンすると、OUT端子に接続された負荷に電圧を供給します。2つの外付け抵抗によりVIN端子か らOUT端子へ流れる電流をモニタし、電流が設定値を越えないように制限することができます。モニタした電流値に応じ て、OUT端子に接続された負荷のショート状態やオープン状態を検出し、アラーム信号を出力することができます。 また、S-19680シリーズはPch出力トランジスタのオン、オフを制御するためのON / OFF回路と、発熱を制限するための サーマルシャットダウン回路を内蔵しています。サーマルシャットダウン回路は、ヒステリシスタイプまたはラッチタイ プを選択することができます。 注意 本製品は、車両機器、車載機器へのご使用が可能です。これらの用途でご使用をお考えの際は、必ず弊社窓口まで ご相談ください。 特長 ・電源電圧 : ・動作時消費電流 : ・オン抵抗 : ・リミット電流 : ・負荷ショート検出電流 : ・負荷オープン検出電流 : ・サーマルシャットダウン回路を内蔵 : VDD = 2.7 V ~ 10.0 V ISS1 = 12 μA typ., ISS1 = 24 μA max. (Tj = −40°C ~ +105°C) RON = 1.1 Ω typ., RON = 3.7 Ω max. (Tj = −40°C ~ +105°C) 40 mA ~ 100 mA間において10 mAステップで選択可能 ILIM × 0.3 ~ ILIM × 1.0間 (ISHORT≧30 mA) において0.1ステップで選択可能 2.5 mA ~ 30 mA間において2.5 mAステップで選択可能 検出温度165°C typ. ヒステリシスタイプ、ラッチタイプ選択可能 ・ON / OFF回路を内蔵 : 電池の長寿命化に対応可能 ・動作温度範囲 : Ta = −40°C ~ +105°C ・鉛フリー (Sn 100%)、ハロゲンフリー ・AEC-Q100進行中*1 *1. 詳細は、弊社営業部までお問い合わせください。 用途 ・GPSアンテナなどのリモートLNAファンタム電源 ・ADASロケータ ・e-call ・カーナビゲーションシステム ・カーオーディオシステム パッケージ ・TMSOP-8 1 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 ブロック図 *1 VDD *2 VIN OUT SENSE － ＋ サーマルシャットダウン回路 電流センス アンプ *2 電流リミット回路 _____ SC ON / OFF ON / OFF I/V変換 負荷ショート 回路 検出回路 _____ *3 OL 回路 負荷オープン 検出回路 VSS *1. *2. *3. VDD端子は、内部回路に電源を供給します。 寄生ダイオード ON / OFF回路は、内部回路、Pch出力トランジスタ、Nch出力トランジスタを制御します。 図1 2 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ AEC-Q100進行中 AEC-Q100の信頼性試験の詳細については、弊社営業部までお問い合わせください。 品目コードの構成 S-19680シリーズは、製品タイプと電流設定値 (リミット電流、負荷ショート検出電流、負荷オープン検出電流) を用 途により選択指定することができます。製品名における文字列が示す内容は "1. 製品名" を、製品タイプは "2. 製 品タイプ機能別一覧" を、パッケージ図面は "3. パッケージ" を、詳しい製品名は "4. 製品名リスト" を参照して ください。 1. 製品名 S-19680 x xx H - K8T2 U 環境コード U : 鉛フリー (Sn 100%)、ハロゲンフリー パッケージ略号とICの梱包仕様*1 K8T2 : TMSOP-8、テープ品 動作温度 H : Ta = −40°C ~ +105°C *2 電流設定値 AA ~ ZZまで順次設定 製品タイプ*3 A, B *1. *2. *3. 2. テープ図面を参照してください。 "4. 製品名リスト" を参照してください。 "2. 製品タイプ機能別一覧" を参照してください。 製品タイプ機能別一覧 製品タイプ A B 3. 表1 ON / OFF論理 アクティブ "H" アクティブ "H" サーマルシャットダウン回路 ヒステリシスタイプ ラッチタイプ パッケージ 表2 パッケージ名 TMSOP-8 パッケージ図面コード 外形寸法図面 テープ図面 FM008-A-P-SD FM008-A-C-SD リール図面 FM008-A-R-SD 3 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 4. 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 製品名リスト 4. 1 S-19680シリーズAタイプ 製品名 リミット電流 (ILIM) 表3 負荷ショート検出電流 (ISHORT) S-19680AAAH-K8T2U 40 mA 40 mA S-19680AABH-K8T2U 100 mA 50 mA 備考 上記以外の製品をご希望のときは、弊社営業部までお問い合わせください。 4. 2 2.5 mA 10 mA S-19680シリーズBタイプ 製品名 リミット電流 (ILIM) 表4 負荷ショート検出電流 (ISHORT) S-19680BAAH-K8T2U 50 mA 40 mA S-19680BABH-K8T2U 50 mA 35 mA S-19680BACH-K8T2U 100 mA 50 mA S-19680BADH-K8T2U 100 mA 50 mA S-19680BAEH-K8T2U 60 mA 54 mA S-19680BAFH-K8T2U 70 mA 70 mA 備考 上記以外の製品をご希望のときは、弊社営業部までお問い合わせください。 4 負荷オープン検出電流 (IOPEN) 負荷オープン検出電流 (IOPEN) 5.0 mA 7.5 mA 10 mA 5.0 mA 15 mA 5.0 mA 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ ピン配置図 1. TMSOP-8 表5 Top view 1 2 3 4 端子番号 8 7 6 5 図2 1 2 3 4 5 6 7 8 端子記号 VIN SENSE VDD ON / OFF _____ O L _____ SC VSS OUT 端子内容 電圧入力端子 電流センス入力端子 IC電源端子 ON / OFF端子 負荷オープン検出信号出力端子 負荷ショート検出信号出力端子 GND端子 電圧出力端子 5 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 絶対最大定格 表6 項目 記号 絶対最大定格 (特記なき場合 : Ta = +25°C) 単位 VDD VSS − 0.3 ~ VSS + 12 V VIN VSS − 0.3 ~ VDD + 0.3≦VSS + 12 V 入力電圧 VSENSE VSS − 0.3 ~ VDD + 0.3≦VSS + 12 V VON / OFF VSS − 0.3 ~ VDD + 0.3≦VSS + 12 V VIN − VSENSE −3.0 ~ +3.0 V VSS − 0.3 ~ VIN + 0.3≦VSS + 12 VOUT V VOL VSS − 0.3 ~ VSS + 12 出力電圧 V VS C VSS − 0.3 ~ VSS + 12 V IOUT 120 mA IOL 6 出力電流 mA IS C 6 mA ジャンクション温度 −40 ~ +150 Tj °C 動作周囲温度 −40 ~ +105 Topr °C 保存温度 −40 ~ +150 Tstg °C 注意 絶対最大定格とは、どのような条件下でも越えてはならない定格値です。万一この定格値を越えると、製品の劣化 などの物理的な損傷を与える可能性があります。 ____ _____ ____ _____ 熱抵抗値 表7 項目 ジャンクション温度 − 周囲温度間 熱抵抗値*1 *1. θja 条件 TMSOP-8 基板 1 基板 2 Min. − − Typ. 160 133 測定環境 : JEDEC STANDARD JESD51-2A準拠 備考 6 記号 許容損失、測定基板の詳細については、" パッケージ熱特性" を参照してください。 Max. − − 単位 °C/W °C/W 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ 電気的特性 表8 項目 記号 電源電圧 動作時消費電流 パワーオフ時消費電流 VDD ISS1 ISS2 オン抵抗*1 RON リーク電流 ILEAK リミット電流 *2, *5 負荷ショート検出電流 ILIM *3, *5 負荷オープン検出電流*4, *5 _____ ISHORT IOPEN _____ 条件 (特記なき場合 : VDD = 5.0 V, Tj = −40°C ~ +105°C) 測定 単位 Min. Typ. Max. 回路 −40°C≦Tj≦+150°C VON / OFF = VDD, IOUT = 0 mA VON / OFF = 0 V, IOUT = 0 mA VIN = VDD − 0.51 V VON / OFF = VDD, IOUT = 100 mA VON / OFF = 0 V, VOUT = 0 V RSHUNT = 5.1 Ω 50 mA≦ILIM(S)≦100 mA RSENSE = 5.1 kΩ VOUT＜VDD × 0.8 40 mA≦ILIM(S)＜50 mA RSHUNT = 5.1 Ω RSENSE = 5.1 kΩ RSHUNT = 5.1 Ω RSENSE = 5.1 kΩ _____ 50 mA≦ISHORT(S)≦100 mA 30 mA≦ISHORT(S)＜50 mA 10 mA＜IOPEN(S)≦30 mA 2.5 mA≦IOPEN(S)≦10 mA 2.7 − − − 12 − 10.0 24 1.0 V μA μA − 1 1 − 1.1 3.7 Ω 2 − − 1.0 μA 3 mA 4 mA 4 mA 5 mA 5 mA 5 mA 5 ILIM(S) × 0.8 ILIM(S) − 10 ILIM(S) ILIM(S) ILIM(S) × 1.2 ILIM(S) + 10 ISHORT(S) ISHORT(S) ISHORT(S) × 0.8 × 1.2 ISHORT(S) ISHORT(S) ISHORT(S) − 10 + 10 IOPEN(S) IOPEN(S) IOPEN(S) − 10 + 10 IOPEN(S) IOPEN(S) IOPEN(S) × 0.3 × 1.7 − − 0.4 − − 1 − − 0.4 − − 1 2.1 − − − − 0.6 −0.1 − 0.1 −0.1 − 0.1 VS C I S C = 1 mA SC 端子出力電圧 V 6 I S C _LEAK V S C = 10 V SC 端子リーク電流 μ A 7 _____ VOL IOL = 1 mA O L 端子出力電圧 V 6 _____ IOL_LEAK VOL = 10 V O L 端子リーク電流 μA 7 ON / OFF端子入力電圧 "H" VSH − V 8 ON / OFF端子入力電圧 "L" VSL − V 8 ON / OFF端子入力電流 "H" ISH VON / OFF = VDD μA 8 ON / OFF端子入力電流 "L" ISL VON / OFF = 0 V μA 8 サーマルシャットダウン ジャンクション温度 TSD − 165 − °C − 検出温度 サーマルシャットダウン ジャンクション温度 TSR − 135 − °C − 解除温度 (VIN − VOUT) *1. RON = IOUT *2. ILIM : 実際のリミット電流値 : 設定リミット電流値 ILIM(S) 大電流時には許容損失に注意してください。 *3. ISHORT : 実際の負荷ショート検出電流値 ISHORT(S) : 設定負荷ショート検出電流値 *4. IOPEN : 実際の負荷オープン検出電流値 IOPEN(S) : 設定負荷オープン検出電流値 *5. ICのみのバラつきを考慮した値です。外付けのシャント抵抗 (RSHUNT) とセンス抵抗 (RSENSE) のバラつきは含みま せん。 _____ _____ ____ ____ _____ ____ ____ 7 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 測定回路 + RSHUNT A RSENSE VDD OUT VIN SENSE _____ SC VDD _____ OL ON / OFF VSS VDD or GNDに設定 図3 測定回路1 OUT VIN RSENSE VIN + SENSE V _____ SC VDD ON / OFF VDD _____ OL VSS ONに設定 図4 測定回路2 OUT VIN RSENSE VDD + A SENSE VOUT _____ SC VDD ON / OFF _____ OL VSS GNDに設定 図5 RSHUNT RSENSE VDD 測定回路3 OUT VIN SENSE SC ON / OFF VSS ONに設定 図6 8 測定回路4 A VOUT _____ VDD + _____ OL 車載用 Rev.1.0_00 RSHUNT RSENSE VDD 105°C動作 _____ SC ON / OFF OL VDD 測定回路5 SENSE SC OL V ONに設定 図8 ____ IOL _____ VSS VDD _____ IS C _____ ON / OFF RSENSE + OUT VIN VDD RSHUNT V V ONに設定 図7 + _____ VSS RSENSE A SENSE VDD RSHUNT + OUT VIN 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ + V + 測定回路6 OUT VIN SENSE _____ SC VDD ON / OFF _____ OL A A + + _____ VS C VSS ____ VOL ONに設定 図9 RSHUNT RSENSE VDD OUT VIN + V SENSE _____ SC VDD + A 測定回路7 ON / OFF _____ OL VSS 図10 測定回路8 9 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 標準回路 RSHUNT*3 OUT VIN 入力 RSENSE CIN*1 出力 *4 R*5 SENSE R*5 _____ SC VDD _____ OL ON / OFF CL*2 負荷ショート検出信号出力 負荷オープン検出信号出力 VSS 一点アース *1. *2. *3. *4. *5. GND CINは入力安定用コンデンサです。 CLは出力安定用コンデンサです RSHUNTは電流モニタ用のシャント抵抗です。 RSENSE は電流モニタ用のセンス抵抗です。 _____ _____ Rは SC 端子、 O L 端子の外部プルアップ抵抗です。 図11 注意 上記接続図および定数は、動作を保証するものではありません。実際のアプリケーションで十分な評価の上、 定数を設定してください。 使用条件 入力コンデンサ (CIN) 出力コンデンサ (CL) シャント抵抗 (RSHUNT) センス抵抗 (RSENSE) 外部プルアップ抵抗 (R) : 0.1 μF以上のセラミックコンデンサを推奨 : 0.1 μF以上のセラミックコンデンサを推奨 : 5.1 Ω : 5.1 kΩ : 100 kΩの抵抗を推奨 入力コンデンサ (CIN)、出力コンデンサ (CL) の選定 S-19680シリーズでは、安定動作のためVDD端子 − VSS端子間にCINを接続することを推奨します。 また、OUT端子に接続された負荷に安定した電源を供給するため、OUT端子 − VSS端子間にCLを接続することを推奨 します。推奨容量値はCIN、CL共に0.1 μF以上です。 注意 実際のアプリケーションで温度特性を含めた十分な評価を行い、CIN、CLを選定してください。 シャント抵抗 (RSHUNT)、センス抵抗 (RSENSE) の選定 S-19680シリーズでは、電流モニタ機能のためにRSHUNTとRSENSEが必要です。RSHUNTには5.1 Ω、RSENSEには5.1 kΩの 抵抗が使用できます。 リミット電流 (ILIM)、負荷ショート検出電流 (ISHORT)、負荷オープン検出電流 (IOPEN) の精度はRSHUNTとRSENSEの特性 の影響を受けますので、注意して選定してください。また、RSHUNTには負荷電流が流れますので、発熱も考慮してく ださい。 10 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ 動作説明 1. 基本動作 図12にS-19680シリーズの基本動作説明のためのブロック図を示します。 VDD端子には外部電源を接続し、OUT端子には負荷を接続します。VDD端子 − VIN端子間には外付けのシャント 抵抗 (RSHUNT) を接続し、VDD端子 − SENSE端子間には外付けのセンス抵抗 (RSENSE) を接続します。IC内部の制 御信号により、Pch出力トランジスタはオンまたはオフし、VIN端子 − OUT端子間でスイッチ動作をします。 Pch出力トランジスタがオンすると、VIN端子 − OUT端子間が接続されます。OUT端子から負荷に流れる出力電流 (IOUT) は、VDDからRSHUNTとPch出力トランジスタを介して供給されるため、RSHUNTに流れる電流 (ISHUNT) は、 ISHUNT = IOUTとなります。RSHUNTとオン抵抗 (RON) を持つPch出力トランジスタにISHUNTが流れることによって電 圧降下 (VSHUNT) が発生するため、負荷に供給される電圧 (VOUT) は、式(1)から求められる値になります。 (1) VOUT = VDD − ISHUNT × (RSHUNT + RON) ISHUNT *1 RSHUNT OUT VIN VDD CIN C L RL RSENSE SENSE 制御信号 VDD *1. 寄生ダイオード 図12 2. 電流モニタ動作 図13にS-19680シリーズの電流モニタ動作のブロック図を示します。 RSHUNT と RSENSE を用いることにより、 S-19680 シリーズは VIN 端子から OUT 端子へ流れる電流をモニタします。 RSHUNTには5.1 Ω、RSENSEには5.1 kΩの抵抗が使用できます。 RSHUNTには負荷に応じた電流 (ISHUNT) が流れます。電流センスアンプは、SENSE端子電圧がVIN端子電圧と同じ 電圧になるように動作します。RSHUNTにて発生するVSHUNTは、式(2)から求められる値になります。 (2) VSHUNT = ISHUNT × RSHUNT VSHUNTと同じ電圧がRSENSEにも発生するため、RSENSEに流れる電流 (ISENSE) は式(3)から求められる値になります。 (3) RSHUNT ISENSE = ISHUNT × R SENSE 電流リミット回路、負荷ショート検出回路、負荷オープン検出回路は、ISENSEの値に応じてISHUNTをモニタして動 作します。 2. 1 電流リミット回路 電流リミット回路によって、S-19680シリーズはISHUNTが設定値を越えないように電流を制限します。 電流リミット回路は、ISENSEの値に応じてISHUNTをモニタし、ISHUNTがリミット電流 (ILIM) に達すると、Pch出力 トランジスタを制御してISHUNTがILIMを越えないように電流を制限します。 注意 ISHUNTがILIMに達してから電流リミット回路が応答するまでの期間は、ILIMよりも大きいISHUNTが流れるため注意 してください。 11 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 2. 2 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 負荷ショート検出回路 負荷ショート検出回路によって、 S-19680シリーズは OUT 端子に接続された負荷のショート状態を検出し、ア _____ ラーム信号を出力します。アラーム信号を出力する SC 端子の出力形態はNchオープンドレイン出力、出力論理は アクティブ "L" です。 負荷ショート検出回路は、ISENSEの値に応じてISHUNTをモニタします。ISHUNT≧負荷ショート検出電流 (ISHORT) に なると負荷ショート検出状態になり、 Nch 出力トランジスタはオンになります。 ISHUNT ＜ ISHORT になると負荷 ショート解除状態になり、Nch出力トランジスタはオフになります。 注意 1. 電源起動および電源変動が原因で、VIN端子からOUT端子へ突入電流が流れる場合があります。負荷ショー ト解除状態でも、突入電流によって一時的にISHUNT≧ISHORTとなると負荷ショート検出状態になるため、注意 してください。 2. 電源変動が原因でVIN端子電圧がOUT端子電圧よりも低くなる場合があります。このとき、VIN端子からOUT 端子へ電流は流れません。したがって、負荷ショート検出状態でも一時的にISHUNT＜ISHORTとなり負荷ショー ト解除状態になるため、注意してください。 2. 3 負荷オープン検出回路 負荷オープン検出回路によって、 S-19680シリーズは OUT 端子に接続された負荷のオープン状態を検出し、ア _____ ラーム信号を出力します。アラーム信号を出力する O L 端子の出力形態はNchオープンドレイン出力、出力論理は アクティブ "L" です。 負荷オープン検出回路は、ISENSEの値に応じてISHUNTをモニタします。ISHUNT≦負荷オープン検出電流 (IOPEN) に なると負荷オープン検出状態になり、Nch出力トランジスタはオンになります。ISHUNT＞IOPENになると負荷オー プン解除状態になり、Nch出力トランジスタはオフになります。 注意 1. 電源起動および電源変動が原因で、VIN端子からOUT端子へ突入電流が流れる場合があります。負荷オープ ン検出状態でも、突入電流によって一時的にISHUNT＞IOPENとなると負荷オープン解除状態になるため、注意 してください。 2. 電源変動が原因でVIN端子電圧がOUT端子電圧よりも低くなる場合があります。このとき、VIN端子からOUT 端子へ電流は流れません。したがって、負荷オープン解除状態でも一時的にISHUNT≦IOPENとなり負荷オープン 検出状態になるため、注意してください。 ISHUNT RSHUNT VDD CIN *1 OUT VIN CL VSHUNT RSENSE SENSE － ＋ VDD 電流 *1 電流リミット回路 センスアンプ I/V 変換 回路 ISENSE _____ SC 負荷ショート 検出回路 _____ OL 負荷オープン 検出回路 *1. 寄生ダイオード 図13 12 RL 車載用 Rev.1.0_00 2. 4 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ 負荷状態の真理値表 _____ _____ S-19680シリーズは、 SC 端子出力、 _____ O L 端子出力に準じて、 OUT端子に接続されている負荷の状態を確認できま _____ す。詳細は表9を参照してください。SC 端子、O L 端子の出力形態はNchオープンドレイン出力のため、外付けの プルアップ抵抗によって "H" を出力します。 _____ _____ SC 端子出力 "L" "H" "H" 2. 5 表9 O L 端子出力 "H" "L" "H" 負荷状態 負荷ショート状態 負荷オープン状態 負荷通常状態 シャント抵抗 (RSHUNT) とセンス抵抗 (RSENSE) の特性による影響 RSHUNTとRSENSEのバラつきや温度特性によって、ILIM、ISHORT、IOPENの精度は影響を受けます。" 電気的特性" に 示した値は、ICのみのバラつきを考慮しています。実際にはRSHUNTとRSENSEのバラつきを考慮する必要がありま すので、注意してください。 下記にILIMを例に説明します。ISHORT、IOPENにおいても、同様の結果が得られます。 RSHUNTとRSENSEのバラつきを考慮したとき、ILIMの最大値は式(1)、最小値は式(2)で表すことができます。 (1) (RSENSEmax / RSENSE) ILIMmax' = ILIMmax × (R SHUNTmin / RSHUNT) (2) (RSENSEmin / RSENSE) ILIMmin' = ILIMmin × (R SHUNTmax / RSHUNT) RSHUNT = 5.1 Ω ± 1%、RSENSE = 5.1 kΩ ± 1%のとき、式(3)、式(4)から求められる値となり、" 電気的特性" に 示した値に対しておよそ±2%バラつきます。 (3) ILIMmax' = ILIMmax × 1.01 = ILIMmax × 1.02 0.99 (4) ILIMmin' = ILIMmin × 0.99 = ILIMmin × 0.98 1.01 備考 RSHUNTmax, RSHUNTmin RSENSEmax, RSENSEmin ILIMmax, ILIMmin ILIMmax', ILIMmin' : : : : RSHUNTのバラつき最大値と最小値 RSENSEのバラつき最大値と最小値 ICのみのバラつきを考慮したILIMの最大値と最小値 RSHUNTとRSENSEのバラつきを考慮したILIMの最大値と最小値 13 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 3. 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 ON / OFF端子 スイッチ動作と電流モニタ動作の起動および停止を行います。 ON / OFF 端子をOFFに設定すると内部回路は動作 _____ _____ を停止し、Pch出力トランジスタとNch出力トランジスタ (SC 端子と O L 端子) をオフさせ、消費電流を大幅に抑 えます。 ON / OFF端子に関する内部等価回路は図14の構成になっており、ON / OFF端子はプルアップもプルダウンもされ ていません。このため、フローティング状態で使用しないでください。ON / OFF端子を使用しない場合には、VDD 端子に接続してください。ON / OFF端子に0.6 V ~ VDD − 0.3 Vの電圧を印加すると消費電流が増加するため、注意 してください。 表10 製品タイプ ON / OFF端子 内部回路 OUT端子電圧 _____ SC 端子電圧*3 _____ O L 端子電圧*3 消費電流 "H" : 負荷通常状態 "H" : 負荷通常状態 ISS1 "L" : 負荷ショート状態 "L" : 負荷オープン状態 "L" : OFF 停止 VSS*2 "H" "H" ISS2 *1. Pch出力トランジスタがオンすることにより、電源電圧が出力されます。 RSHUNTとオン抵抗 (RON) を持つPch出力トランジスタにISHUNTが流れることによって電圧降下が発生します。 *2. OUT 端子は内部でプルアップもプルダウンもされていません。 OUT 端子に接続された負荷により、 VSS レベル になります。 _____ _____ *3. SC 端子、 O L 端子の出力形態はNchオープンドレイン出力のため、外付けのプルアップ抵抗によって "H" となりま す。 VDD A/B "H" : ON 動作 電源電圧*1 ON / OFF VSS 図14 4. 低電源電圧検出回路 S-19680シリーズは低電源電圧検出回路を内蔵しています。_____ 電源電圧が検出電圧よりも低くなると内部回路は動作 _____ を停止し、Pch出力トランジスタとNch出力トランジスタ (SC 端子、 O L 端子) はオフとなります。ラッチタイプ のサーマルシャットダウン回路の場合、検出状態のラッチを解除します。 電源電圧が解除電圧よりも高くなると内部回路は動作を開始します。検出電圧は2.15 V typ.、解除電圧は2.2 V typ. です。 なお、電源起動直後、電源電圧が解除電圧よりも高くても内部回路が安定動作するまでの期間は、 Pch出力トラン _____ _____ ジスタとNch出力トランジスタ (SC 端子、 O L 端子) はオフとなります。 電源電圧 解除電圧 検出電圧 2.2 V typ. 2.15 V typ. 内部回路は動作停止 Pch出力トランジスタ、Nch出力トランジスタはオフ 図15 14 車載用 Rev.1.0_00 5. 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ サーマルシャットダウン回路 S-19680シリーズは、発熱を制限するためのサーマルシャットダウン回路を内蔵しています。 サーマルシャットダウン回路は、ヒステリシスタイプまたはラッチタイプを選択することができます。 5. 1 ヒステリシスタイプ ジャンクション温度が165°C typ.に上昇すると、サーマルシャットダウン回路が検出状態となり、Pch出力トラ ンジスタをオフします。ジャンクション温度が135°C typ.に低下すると、サーマルシャットダウン回路が解除状 態となり、Pch出力トランジスタはオンに戻ります。 自己発熱によりサーマルシャットダウン回路が検出状態になると、Pch出力トランジスタがオフし、VOUTが低下 します。このことにより、自己発熱が制限されICの温度が低下します。ICの温度が低下するとサーマルシャット ダウン回路が解除状態となり、Pch出力トランジスタがオンし、再び自己発熱が生じます。この繰り返し動作が 行われることにより、VOUTの波形がパルス状になります。この現象はVDDかIOUTのどちらか一方、または両方を 低下させることによりIC内部の消費電力を少なくするか、あるいは周囲温度を低下させることを行わない限り、 この現象を止めることができません。この現象が継続すると、製品の劣化などの物理的な損傷を生じる可能性が あるため、注意してください 5. 2 ラッチタイプ ジャンクション温度が165°C typ.に上昇すると、サーマルシャットダウン回路が検出状態となり、Pch出力トラ ンジスタをオフします。サーマルシャットダウン回路の検出状態はラッチされ、ジャンクション温度が135°C typ. に低下しても、Pch出力トランジスタはオフしたままとなります。 ON / OFF端子によってICをパワーオフ状態にするか、電源電圧を低下させて低電源電圧検出回路を検出状態にす ることによって、サーマルシャットダウン回路の検出状態のラッチは解除されます。低電源電圧検出回路を検出 状態にするためには、電源電圧を0.5 V以下にしてください。 注意 1. 電源の急峻な変動が発生すると、ジャンクション温度が165°C typ.に達していなくてもサーマルシャットダ ウン回路が検出状態になる可能性があるため、電源電圧が十分安定するように注意してください。また、実 際のアプリケーションで十分な評価を行ってください。 2. OUT端子が急峻にGNDに短絡されると、アプリケーション上のインダクタンスとCLを含むキャパシタンスと の共振現象により、OUT端子に絶対最大定格を越える負電圧が発生する可能性があります。絶対最大定格外 の負電圧が発生すると、ジャンクション温度が165°C typ.に達していなくてもサーマルシャットダウン回路 が検出状態になる可能性があります。OUT端子が急峻にGNDに短絡された後、短絡が解消されてもVOUTが上 昇しない場合は、"5. 2 ラッチタイプ" で示した方法で検出状態のラッチを解除してください。 15 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 注意事項 ・電源およびGNDの配線は、インピーダンスが低くなるように十分注意してパターン配線してください。 なお、VDD端子 − VSS端子間の入力コンデンサ (CIN) とOUT端子 − VSS端子間の出力コンデンサ (CL) は、それぞ れ本ICの接続先端子の直近に接続してください。 ・S-19680シリーズでは、安定動作のため以下の使用条件を推奨しておりますが、実際のアプリケーションで温度特 性を含めて十分な評価を行い、CIN、CLを選定してください。 入力コンデンサ (CIN) 出力コンデンサ (CL) : 0.1 μF以上のセラミックコンデンサを推奨 : 0.1 μF以上のセラミックコンデンサを推奨 ・VDD端子、VIN端子、SENSE端子に関係する配線は、インピーダンスが低くなるように十分注意してパターン配線 してください。 なお、VDD端子 − VIN端子間のシャント抵抗 (RSHUNT) とVDD端子 − SENSE端子間のセンス抵抗 (RSENSE) は、そ れぞれ本ICの接続先端子の直近に接続してください。SENSE端子にキャパシタンスが付加されると電流センスアン プが発振する可能性がありますので、注意してください。 ・RSHUNTとRSENSEには、以下の値の抵抗を使用してください。" 電気的特性" で示した値は、ICのみのバラつきを考 慮した値です。実際にはRSHUNTとRSENSEのバラつきの影響を受けますので、注意してください。 シャント抵抗 (RSHUNT) センス抵抗 (RSENSE) : 5.1 Ω : 5.1 kΩ ・VIN端子 − SENSE端子間に3 V以上の電圧を印加し続けた場合、電流センスアンプの特性が変化することがありま すので、注意してください。 ・OUT端子が急峻にGNDに短絡されると、アプリケーション上のインダクタンスとCLを含むキャパシタンスとの共振 現象により、OUT端子に絶対最大定格を越える負電圧が発生する可能性があります。共振経路に直列抵抗を挿入す ることにより共振現象の緩和が期待でき、OUT端子 − VSS端子間に保護ダイオードを挿入することにより負電圧を 制限する効果が期待できます。 ・内部の損失が許容損失を越えないように、電源電圧、負荷電流の条件を確認してください。 ・静電気に対する保護回路が内蔵されていますが、保護回路の性能を越える過大静電気がICに印加されないようにし てください。 ・弊社ICを使用して製品を作る場合には、その製品での当ICの使い方や製品の仕様、出荷先の国などによって当ICを 含めた製品が特許に抵触した場合、その責任は負いかねます。 16 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ 諸特性データ (Typicalデータ) 動作時消費電流 − 電源電圧 ISS1 [A] 1. 14 12 10 8 6 4 2 0 Ta = 105C Ta = 25C Ta = 40C 0 3. 4 6 VDD [V] 8 10 動作時消費電流 − 温度 ISS1 [μA] 2. 2 14 12 10 8 6 4 2 0 VDD = 5.0 V −40 −25 0 25 50 Ta [°C] 75 105 オン抵抗 − 電源電圧 IOUT = 100 mA 5.0 RON [] 4.0 3.0 Ta = +25C Ta = 40C 2.0 Ta = +105C 1.0 0.0 0 4 6 VDD [V] 8 10 オン抵抗 − 温度 VDD = 5.0 V, IOUT = 100 mA 5.0 4.0 RON [Ω] 4. 2 3.0 2.0 1.0 0.0 −40 −25 0 25 50 Ta [°C] 75 105 17 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 5. 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 出力電圧 − 出力電流 5. 1 ILIM = 100 mA品 5. 2 VDD = 5.0 V 6 VOUT [V] VOUT [V] 5 4 Ta = 40C 3 Ta = 25C 2 1 0 20 40 Ta = 25C 2 Ta = 105C 0 60 80 IOUT [mA] 100 120 0 ISHORT = 100 mA品 6. 2 10 20 30 IOUT [mA] 40 50 ISHORT = 40 mA品 50 110 Ta = +25C 100 90 Ta = +105C Ta = 40C ISHORT [mA] ISHORT [mA] 120 80 70 45 Ta = +25C Ta = +105C 40 Ta = 40C 35 30 0 2 4 6 VDD [V] 8 10 0 2 8 4 6 VDD [V] 10 負荷ショート検出電流 − 温度 7. 1 ISHORT = 100 mA品 7. 2 VDD = 5.0 V 110 100 90 80 ISHORT = 40 mA品 VDD = 5.0 V 50 ISHORT [mA] ISHORT [mA] 120 45 40 35 −40 −25 0 25 50 Ta [°C] 75 30 105 −40 −25 0 25 50 Ta [°C] 75 105 負荷オープン検出電流 − 電源電圧 IOPEN = 30 mA品 50 8. 2 40 Ta = +25C 30 IOPEN [mA] IOPEN [mA] 8. 1 Ta = 40C Ta = +105C 20 10 IOPEN = 2.5 mA品 4.0 3.0 Ta = +25C Ta = 40C Ta = +105C 2.0 1.0 0 18 Ta = 40C 3 負荷ショート検出電流 − 電源電圧 6. 1 8. 4 1 Ta = 105C 0 7. VDD = 5.0 V 6 5 6. ILIM = 40 mA品 2 4 6 VDD [V] 8 10 0 2 4 6 VDD [V] 8 10 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ 負荷オープン検出電流 − 温度 9. 9. 1 IOPEN = 30 mA品 9. 2 VDD = 5.0 V 50 30 20 10 10. −40 −25 0 25 50 Ta [°C] 75 VDD = 5.0 V 4.0 IOPEN [mA] IOPEN [mA] 40 IOPEN = 2.5 mA品 3.0 2.0 1.0 105 −40 −25 0 25 50 Ta [°C] 75 105 電源起動特性 (ILIM = 100 mA, ISHORT = 40 mA, IOPEN = 2.5 mA品) 10. 1 負荷通常状態 (IOPEN＜IOUT＜ISHORT) 10. 2 負荷オープン状態 (IOUT＜IOPEN) VDD = 0 V → 5.0 V, CL = 0.1 μF, VDD = 0 V → 5.0 V, CL = 0.1 μF, IOUT = 20 mA, Ta = +25°C IOUT = 0.01 mA, Ta = +25°C VDD 5 V / div. GND VDD 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND "H" VSC "L" "H" VOL "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 10. 3 VSC VOL "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 負荷ショート状態 (ISHORT＜IOUT＜ILIM) VDD = 0 V → 5.0 V, CL = 0.1 μF, IOUT = 60 mA, Ta = +25°C VDD 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND VSC VOL "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 19 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 11. 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 電源変動特性 (ILIM = 100 mA, ISHORT = 40 mA, IOPEN = 2.5 mA品) 11. 1 負荷通常状態 (IOPEN＜IOUT＜ISHORT) 11. 2 VDD = 2.7 V ↔ 10.0 V (0.1 V/μs), CL = 0.1 μF, IOUT = 20 mA, Ta = +25°C VDD = 2.7 V ↔ 10.0 V (0.1 V/μs), CL = 0.1 μF, IOUT = 0.01 mA, Ta = +25°C VDD 5 V / div. GND VDD 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND 50 mA / div. GND "H" "L" "H" "L" IOUT VSC VOL 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 11. 3 負荷ショート状態 (ISHORT＜IOUT＜ILIM) VDD = 2.7 V ↔ 10.0 V (0.1 V/μs), CL = 0.1 μF, IOUT = 60 mA, Ta = +25°C VDD 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND IOUT VSC VOL 50 mA / div. GND "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 20 負荷オープン状態 (IOUT＜IOPEN) IOUT VSC VOL 50 mA / div. GND "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 車載用 Rev.1.0_00 12. 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ ターンオン (ILIM = 100 mA, ISHORT = 40 mA, IOPEN = 2.5 mA品) 12. 1 負荷通常状態 (IOPEN＜IOUT＜ISHORT) 12. 2 VDD = 5.0 V, VON / OFF = 0 V → 5.0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 20 mA, Ta = +25°C 負荷オープン状態 (IOUT＜IOPEN) VDD = 5.0 V, VON / OFF = 0 V → 5.0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 0.01 mA, Ta = +25°C VON / OFF 5 V / div. GND VON / OFF 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND "H" VSC "L" "H" VOL "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 12. 3 VSC VOL "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 負荷ショート状態 (ISHORT＜IOUT＜ILIM) VDD = 5.0 V, VON / OFF = 0 V → 5.0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 60 mA, Ta = +25°C VON / OFF 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND "H" VSC "L" "H" VOL "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 13. ターンオフ (ILIM = 100 mA, ISHORT = 40 mA, IOPEN = 2.5 mA品) 13. 1 負荷通常状態 (IOPEN＜IOUT＜ISHORT) VDD = 5.0 V, VON / OFF = 5.0 V → 0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 20 mA, Ta = +25°C VON / OFF 5 V / div. GND VOUT 5 V / div. GND VSC VOL "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 21 車載用 105°C動作 S-19680シリーズ 14. 電流モニタ ハイサイドスイッチ Rev.1.0_00 電流リミット応答特性 14. 1 ILIM = 100 mA品 VDD = 5.0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 20 mA → 130 mA, Ta = +25°C VDD 5 V / div. GND IOUT 100 mA / div. GND 5 V / div. GND VOUT 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 15. 負荷変動特性 15. 1 IOPEN = 2.5 mA品 VDD = 5.0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 0 mA ↔ 20 mA, Ta = +25°C ISHORT = 40 mA品 VDD = 5.0 V, CIN = 0.1 μF, CL = 0.1 μF, IOUT = 20 mA ↔ 60 mA, Ta = +25°C VDD 5 V / div. GND VDD 5 V / div. GND IOUT 50 mA / div. GND IOUT 50 mA / div. GND VSC VOL "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 22 15. 2 VSC VOL "H" "L" "H" "L" 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Time [ms] 車載用 Rev.1.0_00 105°C動作 電流モニタ ハイサイドスイッチ S-19680シリーズ パッケージ熱特性 1. TMSOP-8 Tj = +150°C max. 1.0 基板2 0.94 W 許容損失 (PD) [W] 0.8 基板1 0.78 W 0.6 0.4 0.2 0 0 図16 1. 1 50 100 周囲温度 (Ta) [C] 150 パッケージ許容損失 (基板実装時) 基板1 76.2 mm 114.3 mm 表11 項目 熱抵抗値 (θja) サイズ 材料 銅箔層数 銅箔層 仕様 1 2 3 4 サーマルビア 160°C/W 114.3 mm × 76.2 mm × t1.6 mm FR-4 2 ランドパターンおよび測定用配線 : t0.070 mm − − 74.2 mm × 74.2 mm × t0.070 mm − 図17 基板2 76.2 mm 表12 114.3 mm 1. 2 項目 熱抵抗値 (θja) サイズ 材料 銅箔層数 銅箔層 サーマルビア 仕様 1 2 3 4 133°C/W 114.3 mm × 76.2 mm × t1.6 mm FR-4 4 ランドパターンおよび測定用配線 : t0.070 mm 74.2 mm × 74.2 mm × t0.035 mm 74.2 mm × 74.2 mm × t0.035 mm 74.2 mm × 74.2 mm × t0.070 mm − 図18 23 2.90±0.2 8 5 1 4 0.13±0.1 0.2±0.1 0.65±0.1 No. FM008-A-P-SD-1.2 TITLE TMSOP8-A-PKG Dimensions No. FM008-A-P-SD-1.2 ANGLE UNIT mm SII Semiconductor Corporation 2.00±0.05 4.00±0.1 4.00±0.1 1.00±0.1 +0.1 1.5 -0 1.05±0.05 0.30±0.05 3.25±0.05 4 1 5 8 Feed direction No. FM008-A-C-SD-2.0 TITLE TMSOP8-A-Carrier Tape FM008-A-C-SD-2.0 No. ANGLE UNIT mm SII Semiconductor Corporation 16.5max. 13.0±0.3 Enlarged drawing in the central part 13±0.2 (60°) (60°) No. FM008-A-R-SD-1.0 TITLE TMSOP8-A-Reel No. FM008-A-R-SD-1.0 ANGLE UNIT QTY. 4,000 mm SII Semiconductor Corporation 免責事項 (取り扱い上の注意) 1. 本資料に記載のすべての情報 (製品データ、仕様、図、表、プログラム、アルゴリズム、応用回路例等) は本資料発 行時点のものであり、予告なく変更することがあります。 2. 本資料に記載の回路例、使用方法は参考情報であり、量産設計を保証するものではありません。 本資料に記載の情報を使用したことによる、製品に起因しない損害や第三者の知的財産権等の権利に対する侵害に関 し、弊社はその責任を負いません。 3. 本資料に記載の内容に記述の誤りがあり、それに起因する損害が生じた場合において、弊社はその責任を負いません。 4. 本資料に記載の範囲内の条件、特に絶対最大定格、動作電圧範囲、電気的特性等に注意して製品を使用してください。 本資料に記載の範囲外の条件での使用による故障や事故等に関する損害等について、弊社はその責任を負いません。 5. 本資料に記載の製品の使用にあたっては、用途および使用する地域、国に対応する法規制、および用途への適合性、 安全性等を確認、試験してください。 6. 本資料に記載の製品を輸出する場合は、外国為替および外国貿易法、その他輸出関連法令を遵守し、関連する必要な 手続きを行ってください。 7. 本資料に記載の製品を大量破壊兵器の開発や軍事利用の目的で使用および、提供 (輸出) することは固くお断りしま す。核兵器、生物兵器、化学兵器およびミサイルの開発、製造、使用もしくは貯蔵、またはその他の軍事用途を目的 とする者へ提供 (輸出) した場合、弊社はその責任を負いません。 8. 本資料に記載の製品は、身体、生命および財産に損害を及ぼすおそれのある機器または装置の部品 (医療機器、防災 機器、防犯機器、燃焼制御機器、インフラ制御機器、車両機器、交通機器、車載機器、航空機器、宇宙機器、および 原子力機器等) として設計されたものではありません。ただし、弊社が車載用等の用途を指定する場合を除きます。 弊社の書面による許可なくして使用しないでください。 特に、生命維持装置、人体に埋め込んで使用する機器等、直接人命に影響を与える機器には使用できません。 これらの用途への利用を検討の際には、必ず事前に弊社営業部にご相談ください。 また、弊社指定の用途以外に使用されたことにより発生した損害等について、弊社はその責任を負いません。 9. 半導体製品はある確率で故障、誤動作する場合があります。 弊社製品の故障や誤動作が生じた場合でも人身事故、火災、社会的損害等発生しないように、お客様の責任において 冗長設計、延焼対策、誤動作防止等の安全設計をしてください。 また、システム全体で十分に評価し、お客様の責任において適用可否を判断してください。 10. 本資料に記載の製品は、耐放射線設計しておりません。お客様の用途に応じて、お客様の製品設計において放射線対 策を行ってください。 11. 本資料に記載の製品は、通常使用における健康への影響はありませんが、化学物質、重金属を含有しているため、口 中には入れないようにしてください。また、ウエハ、チップの破断面は鋭利な場合がありますので、素手で接触の際 は怪我等に注意してください。 12. 本資料に記載の製品を廃棄する場合には、使用する地域、国に対応する法令を遵守し、適切に処理してください。 13. 本資料は、弊社の著作権、ノウハウに係わる内容も含まれております。 本資料中の記載内容について、弊社または第三者の知的財産権、その他の権利の実施、使用を許諾または保証するも のではありません。これら著作物の一部を弊社の許可なく転載、複製し、第三者に開示することは固くお断りします。 14. 本資料の内容の詳細については、弊社営業部までお問い合わせください。 1.0-2016.01 www.sii-ic.com