ST3232B與ST3232C：低功耗RS - 232驅(qū)動(dòng)與接收芯片的深度解析

在電子設(shè)備的通信領(lǐng)域，RS - 232接口一直扮演著重要角色。ST3232B和ST3232C作為3至5.5V低功耗、最高支持400 kbs數(shù)據(jù)傳輸速率的RS - 232驅(qū)動(dòng)與接收芯片，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。接下來(lái)，我們就深入了解一下這兩款芯片。

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一、產(chǎn)品概述

ST3232B和ST3232C芯片各有兩個(gè)接收器和兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器，能夠在保證RS - 232輸出電平的同時(shí)，以250 kbps的數(shù)據(jù)速率穩(wěn)定運(yùn)行。它們的典型應(yīng)用場(chǎng)景包括筆記本電腦、掌上電腦、電池供電設(shè)備、手持設(shè)備、外設(shè)以及打印機(jī)等。芯片具有300 μA的低供電電流，最低保證300 kbps的數(shù)據(jù)速率和6 V/μs的最低擺率，滿足EIA/TIA - 232規(guī)范，且支持3V供電，有SO16、SO16L和TSSOP16三種封裝形式可供選擇。

訂購(gòu)代碼	溫度范圍	封裝	包裝
ST3232CDR	0 to 70 °C	SO16 (tape and reel)	per reel 2500 parts
ST3232BDR	-40 to 85 °C
ST3232CWR	0 to 70 °C	SO16L (tape and reel)	per reel 1000 parts
ST3232BWR	-40 to 85 °C
ST3232CTR	0 to 70 °C	TSSOP16	per reel 2500 parts
ST3232BTR	-40 to 85 °C	(tape and reel)

二、引腳配置

芯片的引腳配置清晰明確，每個(gè)引腳都有其特定的功能。例如，C1 +和C1 - 是第一個(gè)電荷泵電容的正負(fù)極，V + 是倍壓端子，V - 是反相電壓端子等。具體引腳描述如下表所示：

引腳編號(hào)	符號(hào)	名稱和功能
1	C 1 +	第一個(gè)電荷泵電容的正極端子
2	V+	倍壓端子
3	C 1 -	第一個(gè)電荷泵電容的負(fù)極端子
4	C 2 +	第二個(gè)電荷泵電容的正極端子
5	C 2 -	第二個(gè)電荷泵電容的負(fù)極端子
6	V-	反相電壓端子
7	T2 OUT	第二個(gè)發(fā)射器輸出電壓
8	R2 IN	第二個(gè)接收器輸入電壓
9	R2 OUT	第二個(gè)接收器輸出電壓
10	T2 IN	第二個(gè)發(fā)射器輸入電壓
11	T1 IN	第一個(gè)發(fā)射器輸入電壓
12	R1 OUT	第一個(gè)接收器輸出電壓
13	R1 IN	第一個(gè)接收器輸入電壓
14	T1 OUT	第一個(gè)發(fā)射器輸出電壓
15	GND	接地
16	V CC	電源電壓

三、絕對(duì)最大額定值

了解芯片的絕對(duì)最大額定值對(duì)于正確使用芯片至關(guān)重要。這些額定值規(guī)定了芯片在各種參數(shù)下的安全工作范圍，超過(guò)這些范圍可能會(huì)對(duì)芯片造成損壞。例如，電源電壓VCC的范圍是 - 0.3至6V，發(fā)射器輸入電壓范圍TIN是 - 0.3至6V等。

符號(hào)	參數(shù)	值	單位
V CC	電源電壓	-0.3 to 6	V
V+	倍壓端子	(V CC - 0.3) to 7
V-	反相電壓端子	0.3 to -7
V+ + \|V-\|		13
T IN	發(fā)射器輸入電壓范圍	-0.3 to 6
R IN	接收器輸入電壓范圍	±25
T OUT	發(fā)射器輸出電壓范圍	±13.2
R OUT	接收器輸出電壓范圍	-0.3 to (V CC + 0.3)
t SHORT	發(fā)射器輸出短路到地的時(shí)間	連續(xù)
T stg	存儲(chǔ)溫度	-65 to 150	°C

需要注意的是，絕對(duì)最大額定值并不意味著芯片可以在這些條件下正常工作，只是表示超過(guò)這些值可能會(huì)損壞芯片。此外，外部施加的V + 和V - 的最大幅值為 + 7V，但它們的絕對(duì)值之和不能超過(guò)13V。在使用內(nèi)部電荷泵時(shí)，芯片的固有自限特性允許在一定程度上超過(guò)這些值而不會(huì)造成損壞，但啟動(dòng)電壓順序（VCC，然后V + ，然后V - ）很關(guān)鍵，因此不建議對(duì)V + 和V - 外部施加電壓。

四、電氣特性

芯片的電氣特性包括電源電流、輸入輸出電壓閾值、傳輸速率等多個(gè)方面。在不同的電源電壓和溫度條件下，這些特性會(huì)有所不同。例如，在無(wú)負(fù)載、VCC = 3V ± 10%、TA = 25°C的條件下，電源電流典型值為0.3 mA；在測(cè)試條件為3.3V ± 10%、VCC = 3V至5.5V、TA = - 40至85°C時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率最低為300 kbps，典型值為400 kbps。

1. 電源電流

測(cè)試條件	最小值	典型值	最大值	單位
無(wú)負(fù)載，$V{CC}=3 ~V pm 10 %$，$T{A}=25^{circ} C$		0.3	1	mA
無(wú)負(fù)載，$V{CC}=5 ~V pm 10 %$，$T{A}=25^{circ} C$		1	2

2. 邏輯輸入

符號(hào)	參數(shù)	測(cè)試條件	最小值	典型值	最大值	單位
VTIL	輸入邏輯閾值低	T - IN(1)			0.8	V
VTIH	輸入邏輯閾值高	VCC = 3.3V	2
		VCC = 5V	2.4
1L	輸入泄漏電流	T - IN		±0.01	±1	aA

3. 發(fā)射器

符號(hào)	參數(shù)	測(cè)試條件	最小值	典型值	最大值	單位
VTOUT	輸出電壓擺幅	所有發(fā)射器輸出通過(guò)3 kΩ負(fù)載接地	±5	±5.4		V
RTOUT	發(fā)射器輸出電阻	Vcc = V+ = V- = 0 V，Vour = +2 V	300	10 M		Ω
Iтsc	輸出短路電流	VCC = 3 V或5 V，Vour = ±12			±60	mA

4. 接收器

符號(hào)	參數(shù)	測(cè)試條件	最小值	典型值	最大值	單位
V RIN	接收器輸入電壓工作范圍		-25		25	V
VRIL	RS - 232輸入閾值低	$T{A}=25^{circ}C$，$V{CC}=3.3V$	0.6	1.1
		$T{A}=25^{circ}C$，$V{CC}=5V$	0.8	1.5
VRH	RS - 232輸入閾值高	$T{A}=25^{circ}C$，$V{CC}=3.3V$		1.5	2.4
		$T{A}=25^{circ} C$，$V{CC}=5 ~V$		1.8	2.4
VRIHYS	輸入滯后			0.3
RAIN	輸入電阻	$T_{A}=25^{circ} C$	3	5	7	kΩ
VROL	TTL/CMOS輸出電壓低	louT = 1.6 mA			0.4	V
VROH	TTL/CMOS輸出電壓高	louT = -1 mA	Vcc - 0.6	Vcc - 0.1

5. 時(shí)序特性

符號(hào)	參數(shù)	測(cè)試條件	最小值	典型值	最大值	單位
D R	數(shù)據(jù)傳輸速率	R L = 3 kΩ，C L2 = 1000 pF，一個(gè)發(fā)射器切換	300	400		kbps
t PHLR, t PLHR	輸入到輸出的傳播延遲	R XIN = R XOUT，C L = 150 pF		0.2		μs
\|t PHLT - t THL\|	發(fā)射器傳播延遲差	見(jiàn)(1)		100		ns
\|t PHLR - t THR\|	接收器傳播延遲差			50
S RT	轉(zhuǎn)換擺率	T A = 25 °C，R L = 3 kΩ至7 kΩ，V CC = 3.3 V，從3 V到 - 3 V或 - 3 V到3 V測(cè)量，C L = 150 pF至1000 pF	6		30	V/μs
		T A = 25 °C，R L = 3 kΩ至7 kΩ，V CC = 3.3 V，從3 V到 - 3 V或 - 3 V到3 V測(cè)量，C L = 150 pF至2500 pF	4		30

五、應(yīng)用信息

在實(shí)際應(yīng)用中，芯片需要搭配適當(dāng)?shù)碾娙菔褂?。不同的電源電壓?duì)應(yīng)不同的電容值，具體如下表所示：

V CC	C1	C2	C3	C4	Cbypass
3.0 to 3.6	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
4.5 to 5.5	0.047	0.33	0.33	0.33	0.33

六、典型性能特性

文檔中給出了多個(gè)典型性能特性圖，如驅(qū)動(dòng)器電壓傳輸特性、輸出電流與輸出電壓的關(guān)系、接收器輸入電阻等。這些特性圖直觀地展示了芯片在不同條件下的性能表現(xiàn)，對(duì)于工程師設(shè)計(jì)電路和評(píng)估芯片性能具有重要的參考價(jià)值。例如，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器電壓傳輸特性圖可以了解輸入電壓與輸出電壓之間的關(guān)系，從而確保芯片在合適的輸入電壓范圍內(nèi)正常工作。

七、封裝信息

芯片提供了多種封裝形式，每種封裝都有其對(duì)應(yīng)的機(jī)械數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括尺寸、引腳間距等，方便工程師進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。例如，SO16封裝的尺寸為長(zhǎng)9.8 - 10mm，寬5.8 - 6.2mm等。同時(shí)，為了滿足環(huán)保要求，ST提供了不同等級(jí)的ECOPACK?封裝，相關(guān)規(guī)格、等級(jí)定義和產(chǎn)品狀態(tài)可在www.st.com查詢。

八、文檔修訂歷史

文檔的修訂歷史記錄了各個(gè)版本的更新內(nèi)容，有助于工程師了解芯片和文檔的發(fā)展歷程。例如，在2016年1月25日的修訂中，對(duì)6.3節(jié)的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了更新，修改了“絕對(duì)最大額定值”表，更新了部分圖表標(biāo)題等。

總之，ST3232B和ST3232C芯片以其低功耗、高數(shù)據(jù)速率和豐富的特性，在RS - 232通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。工程師在使用這些芯片時(shí)，需要仔細(xì)了解其引腳配置、電氣特性、應(yīng)用要求等方面的信息，以確保設(shè)計(jì)出穩(wěn)定可靠的電路。大家在實(shí)際應(yīng)用中有沒(méi)有遇到過(guò)與這些芯片相關(guān)的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。

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ST3232B與ST3232C：低功耗RS - 232驅(qū)動(dòng)與接收芯片的深度解析

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