ZHCAA39C October   2020  – September 2023 ISO6720-Q1 , ISO6721 , ISO6721-Q1 , ISO6731 , ISO6740 , ISO6741 , ISO6741-Q1 , ISO6742 , ISO7021 , ISO7041 , ISO7131CC , ISO7140CC , ISO7140FCC , ISO7141CC , ISO7141FCC , ISO7142CC , ISO7142CC-Q1 , ISO721 , ISO721-Q1 , ISO721M , ISO721M-EP , ISO722 , ISO722-Q1 , ISO7220A , ISO7220A-Q1 , ISO7220B , ISO7220C , ISO7220M , ISO7221A , ISO7221A-Q1 , ISO7221B , ISO7221C , ISO7221C-HT , ISO7221C-Q1 , ISO7221M , ISO722M , ISO7230C , ISO7230M , ISO7231C , ISO7231C-Q1 , ISO7231M , ISO7240C , ISO7240CF , ISO7240CF-Q1 , ISO7240M , ISO7241A-EP , ISO7241C , ISO7241C-Q1 , ISO7241M , ISO7242C , ISO7242C-Q1 , ISO7242M , ISO7310-Q1 , ISO7310C , ISO7310FC , ISO7320-Q1 , ISO7320C , ISO7320FC , ISO7321-Q1 , ISO7321C , ISO7321FC , ISO7330-Q1 , ISO7330C , ISO7330FC , ISO7331-Q1 , ISO7331C , ISO7331FC , ISO7340-Q1 , ISO7340C , ISO7340FC , ISO7341-Q1 , ISO7341C , ISO7341FC , ISO7342-Q1 , ISO7342C , ISO7342FC , ISO7420 , ISO7420E , ISO7420FCC , ISO7420FE , ISO7420M , ISO7421 , ISO7421-EP , ISO7421A-Q1 , ISO7421E , ISO7421E-Q1 , ISO7421FE , ISO7520C , ISO7521C , ISO7631FC , ISO7631FM , ISO7640FM , ISO7641FC , ISO7641FM , ISO7710 , ISO7710-Q1 , ISO7720 , ISO7720-Q1 , ISO7721 , ISO7721-Q1 , ISO7730 , ISO7730-Q1 , ISO7731 , ISO7731-Q1 , ISO7740 , ISO7740-Q1 , ISO7741 , ISO7741-Q1 , ISO7741E-Q1 , ISO7742 , ISO7742-Q1 , ISO7760 , ISO7760-Q1 , ISO7761 , ISO7761-Q1 , ISO7762 , ISO7762-Q1 , ISO7763 , ISO7763-Q1 , ISO7810 , ISO7820 , ISO7821 , ISO7830 , ISO7831 , ISO7840 , ISO7841 , ISO7842 , ISOW7821 , ISOW7840 , ISOW7841 , ISOW7841A-Q1 , ISOW7842 , ISOW7843 , ISOW7844

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1隔离器结构
  4. 2开关性能
  5. 3通过 TDDB 测试预测隔离器寿命
  6. 4解决方案尺寸
  7. 5老化和可靠性
  8. 6共模瞬态抗扰度 (CMTI)
  9. 7光耦合器电流输入与数字隔离器 CMOS 电压输入间的关系
  10. 8结论
  11. 9参考

开关性能

隔离器广泛用于许多需要对数据、控制或状态信号进行隔离的工业和汽车应用。为了能够及时处理隔离的数据、控制或状态信号,隔离器需要具有出色的开关特性,从而最大限度降低对整体系统时序性能的影响。光耦合器的开关特性非常差,而数字隔离器可以提供出色的开关特性,使更多的系统能够满足性能要求。

数据表通常不会说明通用光耦合器支持的数据速率,因此很难知道它们是否适合给定的应用。大部分光耦合器还具有集电极开路输出,因此,它们只有少数几个上拉或负载电阻特征值。TI 全新的一款数字隔离器 ISO6741 在数据表中明确指明了其支持的最大数据速率为 50Mbps,因此很容易知道这款器件是否适用于给定的应用。与光耦合器不同,数字隔离器不需要任何外部上拉电阻器即可运行,并且最大数据速率不会被外部元件所限制。

表 2-1 比较了通用光耦合器和 TI 数字隔离器的时序规格。此外,该表还估算了使用数据表中的时序规格可以实现的异步和同步数据速率。从表 2-1 可以看出,使用通用光耦合器实现的数据速率远低于使用数字隔离器实现的数据速率。与数字隔离器相比,光耦合器的两个上拉电阻器选件(RL = 100Ω 和 RL = 1.9kΩ)会消耗更高的电流,因此不适合用于许多应用。

表 2-1 通用光耦合器与 TI 数字隔离器的时序规格
器件型号 通用光耦合器 ISO7741 ISO6741
参数 RL = 100Ω RL = 1.9kΩ VCC = 5V VCC = 5V

每通道的输入正向电流/ICC1(典型值,单位 mA)

2.0

16.0

2.2

1.8

每通道的开通状态集电极电流/ICC2(典型值,单位 mA)

50.0

2.6

4.5

3.2

上升时间 tr(典型值,单位 µs)

2.0

0.8(1)

0.002

0.005

下降时间 tf(典型值,单位 µs)

3.0

35.0(1)

0.002

0.005

开通时间/传播延迟 tpHL(典型值,单位 µs)

3.0

0.5

0.011

0.011

关断时间/传播延迟 tpLH(典型值,单位 µs)

3.0

40.0

0.011

0.011

传播延迟偏斜 tsk(最大值,单位 ns)

-

-

0.004

0.006

最大异步数据速率((T = max(tr, tf) × 2/0.6 + tsk),典型值,单位 Mbps)

0.1

0.008

80.6

47.6

最大同步数据速率((T = max(tpHL, tpLH) × 4),典型值,单位 Mbps)

0.028

0.006

23.4

22.7

估计值

与通用光耦合器相比,高速光耦合器具有更好的开关特性。表 2-2 将典型的高速光耦合器与 TI 数字隔离器进行了比较,其中这些器件的异步和同步数据速率是使用各自数据表中给出的时序规格估算得出的。如比较表中所示,与高速光耦合器相比,数字隔离器可以支持更高的数据速率。

表 2-2 高速光耦合器与 TI 数字隔离器的时序规格
器件型号 高速光耦合器 ISO7741 ISO6741
参数 IF = 14mA IF = 6mA VCC = 5V VCC = 5V

每通道的输入正向电流/ICC1(典型值,单位 mA)

14.0

6.0

2.2

1.8

上升时间 tr(典型值,单位 ns)

15.0

15.0

2.4

4.5

下降时间 tf(典型值,单位 ns)

15.0

15.0

2.4

4.5

开通时间/传播延迟 tPHL(典型值,单位 ns)

33.0

40.0

10.7

11

关断时间/传播延迟 tPLH(典型值,单位 ns)

27.0

30.0

10.7

11

传播延迟偏斜 tsk(最大值,单位 ns)

30.0

30.0

4.4

6

最大异步数据速率((T = max(tr, tf) × 2/0.6 + tsk),典型值,单位 Mbps)

12.5

12.5

80.6

47.6

最大同步数据速率((T = max(tpHL, tpLH) × 4),典型值,单位 Mbps)

7.6

6.3

23.4

22.7