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  • TCA39306 双向 I2C 总线和 SMBus 电压电平转换器

    • ZHCSM32B june   2021  – march 2023 TCA39306

      PRODUCTION DATA  

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  • TCA39306 双向 I2C 总线和 SMBus 电压电平转换器
  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 开关特性
    7. 6.7 典型特性
  7. 7 参数测量信息
  8. 8 详细说明
    1. 8.1 概述
      1. 8.1.1 阈值电压的定义
      2. 8.1.2 正确的器件设置
      3. 8.1.3 使用 EN 引脚断开响应者与主总线的连接
      4. 8.1.4 通过 TCA39306 支持远程板插入到背板
      5. 8.1.5 开关配置
      6. 8.1.6 控制器位于器件的 1 侧或 2 侧
      7. 8.1.7 LDO 和 TCA39306 问题
      8. 8.1.8 VREF2 上的限流电阻
    2. 8.2 功能方框图
    3. 8.3 特性说明
      1. 8.3.1 使能 (EN) 引脚
      2. 8.3.2 电压转换
    4. 8.4 器件功能模式
  9. 9 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
      1. 9.1.1 通用 I2C 应用
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 双向电压转换
        2. 9.2.2.2 确定上拉电阻的大小
        3. 9.2.2.3 带宽
      3. 9.2.3 应用曲线
    3. 9.3 系统示例：I3C 使用注意事项
      1. 9.3.1 I3C 总线开关
      2. 9.3.2 I3C 总线电压转换
    4. 9.4 电源相关建议
    5. 9.5 布局
      1. 9.5.1 布局指南
      2. 9.5.2 布局示例
  10. 10器件和文档支持
    1. 10.1 接收文档更新通知
    2. 10.2 支持资源
    3. 10.3 商标
    4. 10.4 静电放电警告
    5. 10.5 术语表
  11. 11机械、封装和可订购信息
  12. 重要声明
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DATA SHEET

TCA39306 双向 I2C 总线和 SMBus 电压电平转换器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

  • 适用于混合模式 I2C 应用中 SDA 和 SCL 线路的 2 位双向转换器
  • 标准模式、快速模式和快速模式增强版 I2C 与 SMBus 兼容
  • 与 I3C 兼容（支持 12.5MHz）
  • 可实现以下电压之间的电压电平转换
    • 0.9V VREF1 和 1.8V、2.5V、3.3V
      或 5V VREF2
    • 1.2V VREF1 和 1.8V、2.5V、3.3V
      或 5V VREF2
    • 1.8V VREF1 和 2.5V、3.3V 或 5V VREF2
    • 2.5V VREF1 和 3.3V 或 5V VREF2
    • 3.3V VREF1 和 5V VREF2
  • 在无方向引脚的情况下提供双向电压转换
  • 输入和输出端口之间的低导通电阻提供更少的信号失真
  • 漏极开路 I2C I/O 端口（SCL1、SDA1、SCL2 和 SDA2）
  • 5V 耐压 I2C 和 I/O 端口可支持混合模式信号操作
  • 针对 EN 为低电平的高阻抗 SCL1、SDA1、SCL2 和 SDA2 引脚
  • 无闭锁操作可在 EN 为低电平时实现隔离
  • 采用直通引脚排列以简化印刷电路板布线
  • ESD 保护性能超过 JESD 22 规范要求
    • 2000V 人体模型 (A114-A)
    • 1000V 充电器件模型 (C101)

2 应用

  • I2C、SMBus、PMBus、MDIO、UART、低速 SDIO、GPIO 和其他双信号接口
  • 服务器
  • 路由器（电信交换设备）
  • 个人计算机
  • 工业自动化

3 说明

TCA39306 是一款采用使能 (EN) 输入的双路双向电压电平转换器，与 I2C、SMBus 和 I3C 兼容，可在 0.9V 至 3.3V VREF1 和 1.8V 至 5.5V VREF2 的范围内工作。

该器件可以在 0.85V 到 5V 之间实现双向电压转换而无须使用方向引脚。此开关具有低导通状态电阻 (RON)，可以在最短传播延迟情况下建立连接。当 EN 为高电平时，转换器开关打开，并且 SCL1 和 SDA1 I/O 被分别连接至 SCL2 和 SDA2 I/O，从而实现端口间的双向数据流。当 EN 为低电平时，转换器开关关闭，在端口之间存在一个高阻态。

除了电压转换，TCA39306 还可用于将更高速度的总线与更低速度的总线隔离，方法是在快速模式通信过程中控制 EN 引脚以断开较慢总线的连接。

封装信息
器件型号 封装(1) 封装尺寸（标称值）
TCA39306 VSSOP (8) 2.30mm x 2.00mm
SOT-23 (8) 2.90mm x 1.60mm
X2SON (8) 1.35mm x 0.80mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附录。
GUID-20210317-CA0I-QWDD-LXQ8-B7FVWS4FNLSF-low.gif 简化版应用示意图

4 修订历史记录

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLA (August 2021)to RevisionB (March 2023)

  • 删除了封装信息 表中的 SOT-23 的“产品预发布”说明Go
  • 在热性能信息 表中添加了 DDF (SOT-23) 封装Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTML* (June 2021)to RevisionA (August 2021)

  • 将文件从预告信息 更改为量产数据 Go

5 引脚配置和功能

GUID-95048842-D67E-4BA2-83EF-974589E60955-low.svg图 5-1 DDF 封装，8 引脚 SOT，顶视图
GUID-20210317-CA0I-QSRH-KDHT-JBVG6RBDQ2M0-low.svg图 5-3 DTM 封装，8 引脚 X2SON，顶视图
GUID-AC611E95-4ED1-4E82-8C43-31F820303699-low.svg图 5-2 DCU 封装，8 引脚 VSSOP，顶视图
表 5-1 引脚功能
引脚 I/O 说明
名称 编号
DCU、DDF DTM
英文 8 8 I 开关使能输入
GND 1 1 — 接地，0V
SCL1 3 3 I/O 串行时钟，低压侧
SCL2 6 6 I/O 串行时钟，高压侧
SDA1 4 4 I/O 串行数据，低压侧
SDA2 5 5 I/O 串行数据，高压侧
VREF1 2 2 I SCL1 和 SDA1 的低压侧基准电源电压
VREF2 7 7 I SCL2 和 SDA2 的高压侧基准电源电压

6 规格

6.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值 最大值 单位
VREF1 直流基准电压范围 -0.5 7 V
VREF2 直流基准偏置电压范围 -0.5 7 V
VI 输入电压范围 (2) -0.5 7 V
VI/O 输入/输出电压范围 (2) -0.5 7 V
连续通道电流 128 mA
IIK 输入钳位电流 (VI < 0) -50 mA
TJ(Max) 结温 150 °C
Tstg 存储温度 –65 150 °C
(1) 超出绝对最大额定值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) 如果遵守输入和输出电流额定值，则可能会超过输入和输出负电压额定值。

6.2 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(1) ±2000 V
充电器件模型 (CDM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-002 标准(2) ±1000
(1) JEDEC 文档 JEP155 指出：500V HBM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文件 JEP157 指出：250V CDM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。

6.3 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
VI/O 输入/输出电压 SCL1、SDA1、SCL2、SDA2 0 5.5 V
VREF1(1) 基准电压 0 5.5 V
VREF2(1) 基准电压 0 5.5 V
EN 开关(2) 开关模式使能电压（开关模式使能电压） 1.5 5.5 V
EN 使能输入电压 0 5.5 V
IPASS 导通开关电流 64 mA
TA 环境温度 -40 125 °C
(1) 为了支持转换，VREF1 支持 0.85V 至 VREF2 - 0.6V 的电压范围。VREF2 必须介于 VREF1 + 0.6V 至 5.5V 之间。有关更多信息，请参阅典型应用。
(2) 为了支持开关，无需连接 VREF1 和 VREF2。当要启用开关模式时，EN 引脚应使用不小于 1.5V 的电压。此引脚上的使能电压应等于 1.5V 或 I/O 电源电压，以较高者为准。

6.4 热性能信息

热指标(1) TCA39306 单位
DCU DDF DTM
8 引脚 8 引脚 8 引脚
RθJA 结至环境热阻 275.5 273.0 289.5 °C/W
RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 127.1 180.7 185.5 °C/W
RθJB 结至电路板热阻 186.9 188.4 193.8 °C/W
ΨJT 结至顶部特征参数 65.7 47.8 27.4 °C/W
ΨJB 结至电路板特征参数 185.9 187.8 193.2 °C/W
(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标应用报告。

 
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