ISL4241E, ISL4243E QFN封装，±15kV ESD保护， +2.7伏至+5.5伏，10毫安，250 kbps， RS-232发射机/接收机

Intersil的ISL4241E、ISL4243E设备为2.7V至5.5V满足以下要求的RS-232发射机/接收机ElA/TIA-232和V.28/V.24规范，即使在VCC=3.0V。此外，它们还提供±15kV ESD保护（IEC61000-4-2-ic/" title="IEC61000-4-2">IEC61000-4-2气隙和人体模型）开发射机输出和接收机输入（RS-232引脚）。目标应用程序是PDA、掌上电脑和笔记本电脑以及笔记本电脑的低操作性，甚至较低的待机功耗至关重要。有效的片上电荷泵，配有手动和自动断电功能，将备用电源电流降低至10毫安的细流。微型5毫米x 5毫米四平无铅（QFN）小电容器的包装和使用确保节省了董事会空间。数据速率大于在最坏的负载条件下保证250kbps。ISL4241E、ISL4243E是3个驱动程序、5个接收器设备再加上5x5 QFN包，可以提供业界最小、功耗最低的完整串行端口适用于PDA、笔记本电脑或笔记本电脑。这个32 Ld 5X5 QFN需要的板面积比28 Ld少60%

TSSOP，而且几乎薄了20%。这些设备还包括用于“唤醒”的非旋转始终处于活动状态的接收器能力。ISL4243E具有自动断电功能关闭芯片电源和驱动程序电路。当连接的外围设备关闭或拆除RS-232电缆，保护系统在不改变硬件或操作系统。当有效的RS-232电压施加在任何接收器输入上。表1总结了ISL4241E和ISL4243E，而应用说明AN9863总结了包括3V RS-232系列的每个设备的特性。

特征

提供无铅（符合RoHS）

完全规定了10%公差供应的参数全工业温度范围

提供小QFN（5mmx5mm）包装，即比28铅TSSOP小60%

RS-232输入/输出引脚至±15kV的ESD保护（IEC61000）

3V时满足EIA/TIA-232和V.28/V.24规范

RS-232兼容VCC=2.7V

片上电压转换器只需要四个外部0.1μF电容器

手动和自动断电功能

接收器滞后，提高抗噪性

保证的最小数据速率。250kbps

电源范围广。单电源+2.7V至+5.5V

断电状态下的低电源电流。10毫安

应用

任何需要RS-232端口的空间受限系统-电池供电、手持和便携式设备-笔记本电脑-掌上电脑和数据线-手机/移动电话、数码相机、GPS接收器

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绝对最大额定值热信息

VCC接地。-0.3伏至6伏

V+接地。-0.3伏至7伏

对地电压。+0.3伏至-7伏

V+至V-。14伏

输入电压

锡，FORCEOFF，FORCEON，EN，SHDN。-0.3伏至6伏±5伏

输出电压±3.2伏

ROUT，无效。-0.3V至VCC+0.3V

短路持续时间

吹捧。连续的

ESD额定值。见第7页“ESD性能”

热阻（典型，注1、2）θJA（℃/W）θJC（℃/W）

32 Ld QFN包装。32 2.0条

最高储存温度范围。-65°C至+150°C

无铅回流曲线。

操作条件

温度范围

ISL4241EIR、ISL4243EIR。-40°C至+85°C

注意：不要在列出的最大额定值下或附近长时间运行。暴露在这些条件下可能会对产品的可靠性和

导致不在保修范围内的故障。

注：

1.θJA是在自由空气中测量的，该部件安装在具有“直接连接”特性的高效热导率测试板上。见技术简报TB379和技术简报TB389。

2.对于θJC，“外壳温度”位置是包装底部外露金属垫的中心。

电气规范试验条件：VCC=3V～5.5V，C1～C4=0.1μF；除非另有规定。典型温度为TA=+25°C

电气规范试验条件：VCC=3V～5.5V，C1～C4=0.1μF；除非另有规定。典型温度为TA=+25°C（续）

电气规范试验条件：VCC=3V～5.5V，C1～C4=0.1μF；除非另有规定。典型温度为TA=+25°C（续）

注：

3.在变送器过零点处测量变送器偏差。

4.除非另有规定，否则具有最小和/或最大限值的参数在+25°C下进行100%测试。通过表征确定的温度限值也不是生产测试。

详细说明

ISL4241E和ISL4243E都从一个+2.7V至+5.5V电源，保证最小数据为250kbps速率，只需要四个外部0.1μF的小电容器，低功耗，满足所有ElA RS-232C和V.28规格，即使VCC=3.0V分为三个部分：充油泵发射器和接收器。

充油泵

Intersil的新ISL4241E、ISL4243E设备利用了片上双电荷泵作为电压倍增器，和电压从VCC产生±5.5V发射机电源的逆变器电源电压低至3.0V。这允许他们保持RS-232在±10%公差范围内的兼容输出电平3.3V动力系统。高效的片上电源只需要四个外部0.1μF的小型电容器电压倍增器和逆变器功能。充油泵不连续操作（即，一旦V+V-电源被泵送至标称值，大大节省了电力。

发射机

发射机是专有的，低损耗，倒置将TTL/CMOS输入转换为EIA/TIA-232的驱动程序输出电平。再加上芯片上的±5.5V电源，这些发射机在很宽的范围内提供真正的RS-232电平单电源系统电压范围。所有发射机输出禁用并假设为高设备断电时的阻抗状态模式（见表2）。这些输出可以被驱动到±12V禁用时。这些设备保证了满载时250kbps的数据速率条件（3kΩ和1000pF），VCC≥3.0V，有一个发射机全速运行。在更典型的情况下VCC≥3.3V，RL=3kΩ，CL=250pF条件1发射机以900kbps的速率轻松工作。如果未连接，变送器输入会浮动，并可能导致国际商会增加。最好将未使用的输入连接到GND。

接收器

所有ISL4241E和ISL4243E的设备都包含标准通过EN或强制关闭控制管路。另外，4241E岛，ISL4243E的产品包括非转换（监视器）

总是活动，不管任何控制线的状态如何。所有的接收器将RS-232信号转换为CMOS输出电平接受高达±25V的输入，同时提供所需的3kΩ至7kΩ输入阻抗（见图1），即使功率为关（VCC=0V）。接收机施密特触发器输入级利用磁滞效应提高抗噪性并降低由于输入信号转换缓慢而导致的错误。

ISL4241E反向接收器仅在EN为开得很高。强制期间禁用ISL4243E接收器（手动）关机，但在自动关机期间不关机（见表2）

ISL4241E和ISL4243E监视器接收器保持激活状态即使在手动断电的情况下用于环形指示器监测。标准接收器关闭驱动电源的外围设备必须禁用防止电流通过外围设备的保护二极管（见图2和3）。这使它们毫无用处唤醒功能，但相应的监视器接收器可以专用于此任务，如图3所示。低功率运行这些3V设备要求标称电源电流为0.3mA，即使在VCC=5.5V时，在正常运行期间（不在断电模式）。这比5毫安低得多相当于5V RS-232设备所需的11mA电流，允许用户通过简单的切换来降低系统功率

断电功能

本已很低的电流需求显著下降当设备进入关机模式时。断电时，电源电流降到10nA，因为片上充电泵关闭（V+塌陷到VCC，V-塌陷到GND），发射机输出三种状态。反转接收机输出仅在手动断电时禁用；参考表2详细情况。这种微功率模式使ISL4241E和ISL4243E是电池供电和便携式设备的理想选择应用。

软件控制（手动）断电

ISL4241E、ISL4243E系列中的大多数设备都提供管脚允许用户强制集成电路进入低功耗待机状态。在ISL4241E上，断电控制通过一个简单的关机（SHDN）引脚。将此引脚驱动高可使正常操作时，低驱动力会迫使集成电路进入断电状态。如果电源关闭，将SHDN连接到VCC不需要函数。注意，所有接收器输出关闭期间保持启用状态（见表2）。对于断电时的最低功耗，接收器还应通过将EN输入设为高电平来禁用（请参见下一节，以及图2和图3）。ISL4243E采用双针方法，其中FORCEON和FORCEOFF输入决定IC的模式。对于始终启用的操作，强制和FORCEOFF都绑得很高。切换逻辑或软件下的激活和断电模式控件，只需驱动FORCEOFF输入。这个FORCEON状态并不重要，因为FORCEOFF占主导地位用力过猛。不过，如果严格的人工控制需要断电，用户必须将力绑在高处关闭自动断电电路。4243E当设备处于手动断电状态，从而消除通过关闭外围设备输入的可能电流路径保护二极管（见图2和3）。将FORCEOFF和FORCEON连接在一起将禁用自动断电功能，使它们能够工作作为手动关机输入（见图4）。

对于前面提到的任何一种控制方案退出断电并恢复传输所需的时间只有100微秒。鼠标或其他应用程序可能需要更多是时候从关机中醒来了。如果自动关机在使用过程中，如果有效接收器电平在ISL4243E通电。图5显示了一个电路防止ISL4243E启动自动关机通电后100毫秒。这会让你慢慢醒来恢复有效RS-232输出的外围电路时间水平。

无效输出（仅限ISL4243E）

无效输出始终指示RS-232信号（见图6）出现在接收器输入（见表2），使用户可以方便地确定接口块应何时断电。每当驱动外围设备的输出关闭（断电）或RS-232接口电缆断开。如果是所有接收器输入的接口电缆断开是浮动的（但是被内部接收器拉到GND下电阻），无效逻辑检测无效电平并使输出降低。电源管理逻辑然后使用此指示灯关闭接口块的电源。重新连接电缆可恢复接收器的有效电平输入、无效开关高和电源管理逻辑唤醒接口块。无效的也可以是用于指示DTR或环形指示器信号，如只要其他接收器输入是浮动的，或驱动到GND（如驱动器断电）。

无效级别持续打开后，无效的低开关所有接收器输入超过30微秒（见图7）。在检测到有效的接收器输入上的RS-232电平。全部无效操作模式（强制或自动断电，或强制打开），因此对于使用手动断电的系统也很有用电路。当使用自动断电时，无效=0指示ISL4243E处于断电模式。

自动断电（仅限ISL4243E）

通过使用具有自动断电功能的ISL4243E功能。当没有有效的RS-232电压（见图5）时在任何接收器输入上感应到30微秒，电荷泵和发射机断电，从而降低电源电流10毫安。每当驱动外围设备的输出关闭（断电）或RS-232接口电缆断开。4243E当检测到有效的RS-232电压时，启动备用电源任何接收器输入电平。自动关机此功能在不使用对现有操作系统的更改。当强制输入时自动断电低，强制关闭输入高。捆绑力高禁用自动关机，但手动关机通过超控始终可以关闭电源强制关闭输入。表2总结了自动断电功能。从自动关机模式恢复的时间是通常为100微秒。

电容器选择

充电泵需要0.1μF或更高的电容器正确操作。增加电容值（增加系数2）减少变送器输出上的波纹稍微降低功耗。当使用所需的最小电容值时，确保电容值不会随着温度。如果有疑问，请使用标称值较大的电容器价值。电容器等效串联电阻（ESR）通常在低温下上升，它会影响V+和V-上的波纹量。电源去耦在大多数情况下，0.1μF旁路电容器足够了。在对电源噪声，用与电荷泵电容器C1值相同的电容器。将旁路电容器尽可能靠近集成电路。退出时的发射器输出断电图8显示了两个发射机输出的响应退出关机模式时。当它们启动时发射机输出正确地转到相反的RS-232电平，没有闪烁，响声，也没有不需要的瞬变。每个发射机并联2500pF负载3kΩ。注意只有当电源超过约3V。

操作电压降到2.7伏ISL4241E、ISL4243E发射机输出满足RS-562全数据速率下的电平（±3.7V），VCC低至2.7V。RS-562等级通常确保与RS-232的互操作性设备。

高数据速率

ISL4241E、ISL4243E保持RS-232±5V即使在高数据速率下，发射机的最小输出电压。图9详细说明了发射机回送测试电路，以及图10显示了120kbps的环回测试结果。为了这次测试，所有的发射器同时驱动RS-232以120kbps的速度与1000pF并行加载。图11显示单台发射机驱动1000pF的回送结果以及250kbps的RS-232负载。静电发射器还装有一个RS-232接收器。

与3V和5V逻辑互连ISL4241E、ISL4243E直接与5V CMOS接口和TTL逻辑家族。然而，对于4241E岛，3.3V时为ISL4243E，5V、AC、HC和CD4000输出可以驱动ISL4241E、ISL4243E输入，但是ISL4241E、ISL4243E输出未达到最小VIH为了这些逻辑家族。更多信息见表3。

±5kV ESD保护

ISL4241E、ISL4243E设备上的所有管脚都包括ESD保护结构，但RS-232引脚（变送器输出和接收器输入）包含高级使它们能够在静电放电事件中存活的结构±5千伏。RS-232引脚特别容易受到ESD的影响损坏，因为它们通常连接到暴露的端口在成品的外部。只需触摸端口插脚或连接电缆可能导致ESD事件这可能会破坏未受保护的ic。这些新的静电放电无论设备是否通电，结构都会保护设备，在不启动任何锁止机构的情况下进行保护，也不要干扰±25V的RS-232信号。人体模型试验顾名思义，此测试方法模拟ESD在人工处理期间将事件传递给IC。测试人员通过1.5kΩ限流电阻充电，使测试的严重性低于IEC61000测试采用330Ω限制电阻。HBM法确定IC承受ESD瞬变的能力通常在搬运和制造过程中出现。由于这些事件的随机性，每个管脚都用尊重所有其他的别针。“E”系列上的RS-232引脚设备可承受HBM ESD事件至±15kV。IEC61000-4-2-ic/" title="IEC61000-4-2">IEC61000-4-2测试IEC61000试验方法适用于成品设备，而不是一个独立的集成电路。因此，最有可能遭受静电放电事件的是那些暴露在外部世界（在本例中是RS-232管脚），而IC是在其典型应用配置中进行测试（通电）而不是测试每个针对针的组合。下层与大电荷耦合的限流电阻存储电容器产生的测试比HBM测试。内置额外的ESD保护设备的RS-232引脚允许设计设备满足4级标准，无需增加董事会RS-232端口上的电平保护。气隙放电试验方法对于本试验方法，带电探针尖朝IC引脚，直到电压弧到它。电流波形传送到IC引脚取决于接近速度，湿度、温度等，所以很难获得可重复的结果。“E”装置RS-232引脚耐受±5kV气隙放电。

接触放电试验方法在接触放电试验期间，探针接触在探针尖端通电之前，测试销，因此消除与气隙相关的变量。结果是一个更可重复和可预测的测试，但设备限制会阻止在电压下测试设备高于±8kV。所有“E”系列设备均能承受±8kV的接触电压RS-232引脚放电。