汽车级RS-232收发器TRS3232E-Q1：特性、参数与应用详解

在电子工程师的日常设计工作中，选择合适的芯片至关重要。今天我们要探讨的是德州仪器（TI）的TRS3232E-Q1，一款专为汽车应用设计的3 - V至5.5 - V多通道RS - 232线路驱动器/接收器。

文件下载：trs3232e-q1.pdf

一、特性亮点

1. 汽车级应用认证

TRS3232E - Q1经过了汽车应用的认证，这意味着它能够在汽车复杂的电气环境中稳定工作，为汽车电子系统的通信提供可靠保障。

2. 强大的ESD保护

RS - 232总线引脚具备出色的ESD保护能力：

• 人体模型（HBM）可达±15 kV，能够有效抵御人体静电带来的冲击。
• IEC61000 - 4 - 2标准下，接触放电为±8 kV，空气间隙放电为±15 kV，确保在不同的静电环境下芯片都能正常工作。

3. 符合标准

该芯片满足TIA/EIA - 232 - F和ITU v.28标准，这使得它能够与其他符合这些标准的设备进行良好的通信，具有广泛的兼容性。

4. 宽电压工作范围

可在3 - V至5.5 - V的(V_{CC})电源下工作，为设计提供了更大的灵活性。同时，它能以高达250 kbit/s的数据速率运行，满足大多数中低速通信需求。

5. 低功耗与外部电容需求小

典型的低电源电流仅为300 µA，有助于降低系统功耗。并且只需要4个0.1 µF的外部电容，减少了电路板的空间占用和成本。

6. 逻辑输入兼容性

即使在3.3 - V电源下，也能接受5 - V的逻辑输入，方便与不同电平的逻辑电路连接。

7. 引脚兼容性

与高速设备TRSF3232E引脚兼容，方便在不同速率需求的设计中进行替换。

二、功能与结构

TRS3232E - Q1由两个线路驱动器、两个线路接收器和一个双电荷泵电路组成。电荷泵和四个小的外部电容使得芯片能够在单一的3 - V至5.5 - V电源下工作。它为异步通信控制器和串口连接器之间提供了电气接口，满足了数据传输的需求。

三、参数详解

1. 绝对最大额定值

• 电源电压范围：(V_{CC})为 - 0.3 V至6 V，(V+)为 - 0.3 V至7 V，(V-)为0.3 V至 - 7 V，(V+ - V-)最大为13 V。
• 输入输出电压范围：驱动器输入电压范围为 - 0.3 V至6 V，接收器输入电压范围为 - 25 V至25 V；驱动器输出电压范围为 - 13.2 V至13.2 V，接收器输出电压范围为 - 0.3 V至(V_{CC} + 0.3) V。
• 热阻与温度范围：封装热阻(theta{JA})为108°C/W，工作虚拟结温(T{J})最大为150°C，存储温度范围为 - 65°C至150°C。

2. 推荐工作条件

• 电源电压：当(V{CC}=3.3) V时，范围为3 V至3.6 V；当(V{CC}=5) V时，范围为4.5 V至5.5 V。
• 输入电压：驱动器高电平输入电压(V{IH})在(V{CC}=3.3) V时最小为2 V，在(V{CC}=5) V时最小为2.4 V；驱动器低电平输入电压(V{IL})最大为0.8 V；接收器输入电压范围为 - 25 V至25 V。
• 工作温度：工作自由空气温度范围为 - 40°C至125°C。

3. 电气特性

• 电源电流：无负载时，(V_{CC})为3.3 V或5 V时，典型值为0.3 mA，最大值为1 mA。
• 驱动器特性：高电平输出电压(V{OH})典型为5.4 V，低电平输出电压(V{OL})典型为 - 5.4 V；高电平输入电流(I{IH})和低电平输入电流(I{IL})典型值为±0.01 µA，最大值为±1 µA；短路输出电流(I{OS})在(V{CC}=3.6) V和(V{CC}=5.5) V时，典型值为±35 mA，最大值为±60 mA；输出电阻(r{o})典型为300 Ω，最大为10 MΩ。
• 接收器特性：高电平输出电压(V{OH})为(V{CC} - 0.6) V至(V{CC} - 0.1) V，低电平输出电压(V{OL})最大为0.4 V；正输入阈值电压(V{IT+})在(V{CC}=3.3) V时典型为1.5 V，在(V{CC}=5) V时典型为1.8 V；负输入阈值电压(V{IT -})在(V{CC}=3.3) V时典型为1.2 V，在(V{CC}=5) V时典型为1.5 V；输入滞后(V{hys})典型为0.3 V；输入电阻(r{i})为3 kΩ至7 kΩ。

4. 开关特性

• 驱动器：最大数据速率在(C{L}=1000) pF，(R{L}=3) kΩ时，典型为250 kbit/s；脉冲偏斜(t{sk(p)})最大为300 ns；转换区域的压摆率(SR(tr))在不同负载电容下有不同的值，例如在(R{L}=3) kΩ至7 kΩ，(V{CC}=3.3) V，(C{L}=150) pF至1000 pF时，最小为6 V/µs，最大为30 V/µs。
• 接收器：传播延迟时间(t{PLH})和(t{PHL})典型为300 ns，脉冲偏斜(t_{sk(p)})为300 ns。

四、应用与注意事项

1. 典型应用电路

文档中给出了典型的工作电路和电容值，不同的(V{CC})对应不同的电容选择，例如(V{CC}=3.3) V ± 0.3 V时，(C2)、(C3)、(C4)为0.1 µF；(V_{CC}=5) V ± 0.5 V时，为0.33 µF；3 V至5.5 V时，为0.47 µF。在实际设计中，需要根据电源电压准确选择电容值，以确保芯片正常工作。

2. 订购与封装信息

提供了详细的订购信息，如TRS3232EQPWRQ1采用TSSOP - PW封装，每卷2000个，工作温度范围为 - 40°C至125°C等。同时，还给出了封装的尺寸、引脚布局等信息，方便工程师进行电路板设计。

3. 注意事项

在使用过程中，要注意绝对最大额定值，避免芯片受到超出其承受范围的应力而损坏。例如，短路输出电流测试时，要控制短路持续时间，防止超过芯片的绝对功耗额定值，且一次只能短路一个输出。

五、总结

TRS3232E - Q1是一款性能出色的汽车级RS - 232收发器，具有强大的ESD保护、宽电压工作范围、低功耗等优点。在设计汽车电子通信系统或其他需要RS - 232通信的场合时，它是一个不错的选择。但在使用过程中，工程师需要仔细考虑其各项参数和注意事项，以确保设计的可靠性和稳定性。大家在实际应用中是否遇到过类似芯片的使用问题呢？欢迎在评论区分享交流。