LSF0102 适用于开漏和推挽应用的双通道自动双向多电压电平转换器
- ZHCSS17B April 2023 – April 2024 LSF0102
  
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LSF0102 适用于开漏和推挽应用的
双通道自动双向多电压电平转换器

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1 特性

在无方向引脚的情况下提供双向电压转换
容性负载 ≤ 30pF 时，最高支持 100MHz 的升压转换和 100MHz 以上的降压转换；
容性负载为 50pF 时，最高支持 40MHz 的升压或降压转换：
可实现以下电压之间的双向电压电平转换
- 0.95V ↔ 1.8V/2.5V/3.3V/5V
- 1.2V ↔ 1.8V/2.5V/3.3V/5V
- 1.8V ↔ 2.5V/3.3V/5V
- 2.5V ↔ 3.3V/5V
- 3.3V ↔ 5V
低待机电流
支持 TTL 的 5V 耐受 I/O 端口
低 R_ON 可提供较少的信号失真
针对 EN 为低电平的高阻抗 I/O 引脚
采用直通引脚以简化 PCB 布线
闩锁性能超过 >100mA，符合 JESD 17 规范
-40°C 至 125°C 工作温度范围

2 应用

GPIO、MDIO、PMBus、SMBus、SDIO、UART、I²C 和电信基础设施中的其他接口
企业系统
通信设备
个人电子产品
工业应用

3 说明

LSF 系列器件支持双向电压转换，而且无需使用 DIR 引脚，更大限度降低了系统工作量（对于 PMBus、I²C、SMBus 等）。LSF 系列器件在容性负载 ≤ 30pF 时最高支持 100MHz 的升压转换和 100MHz 以上的降压转换；在容性负载为 50pF 时最高支持 40MHz 的升压或降压转换，因此可支持更多的消费类或电信接口（MDIO 或 SDIO）。

LSF 系列的 I/O 端口能够耐受 5V 电压，因此与工业和电信应用中的 TTL 电平兼容。LSF 系列极具灵活性，能够设置不同的电压转换电平。

封装信息

器件型号	封装⁽¹⁾	封装尺寸⁽²⁾
LSF0102	DQE（X2SON，8）	1.4mm × 1mm
	YZT（DSBGA，8）	1.98mm × 0.98mm
	DCT（SM8，8）	2.95mm × 4mm
	DCU（VSSOP，8）	2mm × 3.1mm
	DDF（SOT-23，8）	2.9mm × 2.8mm
	DTM（X2SON，8）	1.35mm x 0.80mm

(1) 如需了解更多信息，请参阅节 10。

(2) 封装尺寸（长 × 宽）为标称值，并包括引脚（如适用）。

功能方框图

4 引脚配置和功能

引脚排列图未按比例绘制

图 4-1 LSF0102 DCT、DCU 或 DDF 封装，8 引脚 SM8、VSSOP 或 SOT-23（顶视图）. 引脚排列图未按比例绘制

引脚排列图未按比例绘制

图 4-3 LSF0102 DTM 封装，8 引脚 X2SON（透明顶视图）. 引脚排列图未按比例绘制

引脚排列图未按比例绘制

图 4-2 LSF0102 DQE 封装，8 引脚 X2SON（透明顶视图）. 引脚排列图未按比例绘制

表 4-1 引脚功能

引脚		类型⁽¹⁾	说明
名称	编号	类型⁽¹⁾	说明
An	3、4	I/O	自动双向数据端口
Bn	6、5	I/O	自动双向数据端口
EN	8	I	使能输入；连接到 Vref_B 并通过高电阻 (200kΩ) 上拉。请参阅针对 LSF 系列使用使能引脚
GND	1	—	接地
Vref_A	2	—	基准电源电压。如需了解适当的器件偏置，请参阅节 8 和了解 LSF 系列的偏置电路。
Vref_B	7	—	基准电源电压。如需了解适当的器件偏置，请参阅节 8 和了解 LSF 系列的偏置电路。

(1) I = 输入，O = 输出

图 4-4 LSF0102 YZT 封装，8 引脚 DSBGA（底视图）

图例
输入	输入或输出
接地

表 4-2 引脚功能

引脚		类型⁽¹⁾	说明
编号	名称	类型⁽¹⁾	说明
C1	A1	I/O	自动双向数据端口
D1	A2	I/O
C2	B1	I/O
D2	B2	I/O
B1	Vref_A	—	基准电源电压。如需了解适当的器件偏置，请参阅节 8 和了解 LSF 系列的偏置电路。
B2	Vref_B	—	基准电源电压。如需了解适当的器件偏置，请参阅节 8 和了解 LSF 系列的偏置电路。
A2	EN	I	使能输入；连接到 Vref_B 并通过高电阻 (200kΩ) 上拉。请参阅针对 LSF 系列使用使能引脚
A1	GND	—	接地

(1) I = 输入，O = 输出

5 规格

5.1 绝对最大额定值

在自然通风温度下测得（除非另有说明）⁽¹⁾

			最小值	最大值	单位
V_I	输入电压⁽²⁾		-0.5	7	V
V_I/O	输入/输出电压⁽²⁾		-0.5	7	V
	连续通道电流			128	mA
I_IK	输入钳位电流	V_I < 0		-50	mA
T_J	结温			150	°C
T_stg	贮存温度范围		-65	150	°C

(1) 超出绝对最大额定值 的运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值 并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。如果超出建议运行条件、但在绝对最大额定值 范围内使用，器件可能不会完全正常运行，这可能影响器件的可靠性、功能和性能并缩短器件寿命。

(2) 如果遵守输入和输入或输出钳位电流额定值，则可能会超过输入和输入或输出负电压额定值。

5.2 ESD 等级

			值	单位
V_(ESD)	静电放电	人体放电模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准⁽¹⁾	±2000	V
V_(ESD)	静电放电	充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101⁽²⁾	±1000	V

(1) JEDEC 文档 JEP155 规定：500V HBM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。若部署必要的预防措施，不足 500V HBM 时也能进行生产。

(2) JEDEC 文档 JEP157 规定：250V CDM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。若部署必要的预防措施，不足 250V CDM 时也能进行生产。

5.3 建议运行条件

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）

		最小值	最大值	单位
V_I/O	输入/输出电压	0	5.5	V
V_{ref_A/B/EN}	基准电压	0	5.5	V
I_PASS	传输晶体管电流		64	mA
T_A	自然通风工作温度	-40	125	°C

5.4 热性能信息

热指标⁽¹⁾		LSF0102						单位
		DCU (US8)	DCT (SM8)	DQE (X2SON8)	YZT (DSBGA)	DDF (SOT-23)	DTM (X2SON8)
		8 引脚	8 引脚	8 引脚	8 引脚	8 引脚	8 引脚
R_θJA	结至环境热阻	279.7	220.0	246.5	125.5	243.3	283.6	°C/W
R_θJC(top)	结至外壳（顶部）热阻	129.9	128.1	149.1	1.0	168.7	184.2	°C/W
R_θJB	结至电路板热阻	191.3	135.6	100.0	62.7	157.6	187.0	°C/W
ψ_JT	结至顶部特征参数	66.3	56.0	17.1	3.4	45.9	25.0	°C/W
ψ_JB	结至电路板特征参数	190.1	134.0	99.8	62.7	157.2	186.3	°C/W
R_θJC(bot)	结至外壳（底部）热阻	不适用	不适用	不适用	不适用	不适用	不适用	°C/W

(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅 IC 封装热指标 应用报告 SPRA953。

5.5 电气特性

在自然通风条件下的建议工作温度范围内测得（除非另有说明）

参数	测试条件			典型值⁽¹⁾	最大值	单位
V_IK	I_I = -18mA，	V_EN = 0			-1.2	V
I_IH	V_I = 5V	V_EN = 0			5.0	µA
I_CC	V_{ref_B} = V_EN = 5.5V，V_{ref_A} = 4.5V，I_O = 0，V_I = V_CC 或 GND			6		µA
C_{I(ref_A/B/EN)}	V_I = 3V 或 0V			11		pF
C_io(off)	V_O = 3V 或 0V，	V_EN = 0		4.0	6.0	pF
C_io(on)	V_O = 3V 或 0V，	V_EN = 3V		10.5	12.5	pF
r_on⁽²⁾	V_I = 0，	I_O = 64mA	V_{ref_A} = 3.3V；V_{ref_B} = V_EN = 5V	8.0		Ω
			V_{ref_A} = 1.8V；V_{ref_B} = V_EN = 5V	9.0
			V_{ref_A} = 1.0V；V_{ref_B} = V_EN = 5V	10
	V_I = 0，	I_O = 32mA	V_{ref_A} = 1.8V；V_{ref_B} = V_EN = 5V	10		Ω
	V_I = 0，	I_O = 32mA	V_{ref_A} = 2.5V；V_{ref_B} = V_EN = 5V	15		Ω
	V_I = 1.8V，	I_O = 15mA	V_{ref_A} = 3.3V；V_{ref_B} = V_EN = 5V	9.0		Ω
	V_I = 1.0V，	I_O = 10mA	V_{ref_A} = 1.8V；V_{ref_B} = V_EN = 3.3V	18		Ω
	V_I = 0V，	I_O = 10mA	V_{ref_A} = 1.0V；V_{ref_B} = V_EN = 3.3V	20		Ω
	V_I = 0V，	I_O = 10mA	V_{ref_A} = 1.0V；V_{ref_B} = V_EN = 1.8V	30		Ω

(1) 所有典型值均在 T_A=25°C 下测得。

(2) 在通过开关的指示电流下，由 A 和 B 引脚之间的电压降测量。导通状态电阻由两个引脚（A 或 B）的最低电压决定。

5.6 LSF0102 交流性能（降压转换）开关特性，V_CCB = 3.3V

在推荐的自然通风条件下的工作温度范围内测得，V_CCB = 3.3V、V_CCB = V_IH = V_{ref_A}+ 1、V_IL = 0 且 V_M = 0.5V_{ref_A}（除非另有说明）（请参阅图 6-1）

参数	从（输入）	到（输出）	C_L = 50pF		C_L = 30pF		C_L = 15pF		单位
参数	从（输入）	到（输出）	典型值	最大值	典型值	最大值	典型值	最大值	单位
t_PLH	A 或 B	B 或 A	1.1		0.7		0.3		ns
t_PHL	A 或 B	B 或 A	1.2		0.8		0.4		ns

5.7 LSF0102 交流性能（降压转换）开关特性，V_CCB = 2.5V

在推荐的自然通风条件下的工作温度范围内测得，V_CCB = 2.5V、V_CCB = V_IH = V_{ref_A}+ 1、V_IL = 0 且 V_M = 0.5V_{ref_A}（除非另有说明）（请参阅图 6-1）

参数	从（输入）	到（输出）	C_L = 50pF		C_L = 30pF		C_L = 15pF		单位
参数	从（输入）	到（输出）	典型值	最大值	典型值	最大值	典型值	最大值	单位
t_PLH	A 或 B	B 或 A	1.2		0.8		0.35		ns
t_PHL	A 或 B	B 或 A	1.3		1		0.5		ns

5.8 LSF0102 交流性能（升压转换）开关特性，V_CCB = 3.3V

在推荐的自然通风条件下的工作温度范围内测得，V_CCB = 3.3V、V_CCB = V_T = V_{ref_A}+ 1、V_{ref_A} = V_IH、V_IL = 0、V_M = 0.5V_{ref_A} 且 R_L = 300（除非另有说明）（请参阅图 6-1）

参数	从（输入）	到（输出）	C_L = 50pF		C_L = 30pF		C_L = 15pF		单位
参数	从（输入）	到（输出）	典型值	最大值	典型值	最大值	典型值	最大值	单位
t_PLH	A 或 B	B 或 A	1		0.8		0.4		ns
t_PHL	A 或 B	B 或 A	1		0.9		0.4		ns

5.9 LSF0102交流性能（升压转换）开关特性，V_CCB = 2.5V

在推荐的自然通风条件下的工作温度范围内测得，V_CCB = 2.5V、V_CCB = V_T = V_{ref_A}+ 1、V_{ref_A} = V_IH、V_IL = 0、V_M = 0.5V_{ref_A} 且 R_L = 300（除非另有说明）（请参阅图 6-1）

参数	从（输入）	到（输出）	C_L = 50pF		C_L = 30pF		C_L = 15pF		单位
参数	从（输入）	到（输出）	典型值	最大值	典型值	最大值	典型值	最大值	单位
t_PLH	A 或 B	B 或 A	1.1		0.9		0.45		ns
t_PHL	A 或 B	B 或 A	1.3		1.1		0.6		ns

5.10 典型特性

图 5-1 信号完整性（50MHz 时的 1.8V 至 3.3V 上行转换）

6 参数测量信息

A. C_L 包括探头和夹具电容。

B. 具有以下特性的发生器会生成所有输入脉冲：PRR ≤ 10MHz，Z_O = 50Ω，t_r ≤ 2ns，t_f ≤ 2ns。

C. 每次测量这些输出中的一个，每次测量转换一次。

图 6-1 输出负载电路

7 详细说明

7.1 概述

在电平转换应用中，LSF 系列可用于连接不同接口电压下运行的器件或系统。LSF 系列非常适合于开漏驱动器被接至数据 I/O 的应用。如有适当的上拉电阻器和布局，LSF 可以达到 100MHz。LSF 系列也可用于将推挽驱动器连接到数据 I/O 的应用。有关器件设置和运行的概述，请参阅 Logic Minute 系列培训：了解 LSF 系列双向多电压电平转换器。