ST3232B与ST3232C：低功耗RS - 232驱动与接收芯片的深度解析

在电子设备的通信领域，RS - 232接口一直扮演着重要角色。ST3232B和ST3232C作为3至5.5V低功耗、最高支持400 kbs数据传输速率的RS - 232驱动与接收芯片，在众多应用场景中展现出了独特的优势。接下来，我们就深入了解一下这两款芯片。

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一、产品概述

ST3232B和ST3232C芯片各有两个接收器和两个驱动器，能够在保证RS - 232输出电平的同时，以250 kbps的数据速率稳定运行。它们的典型应用场景包括笔记本电脑、掌上电脑、电池供电设备、手持设备、外设以及打印机等。芯片具有300 µA的低供电电流，最低保证300 kbps的数据速率和6 V/µs的最低摆率，满足EIA/TIA - 232规范，且支持3V供电，有SO16、SO16L和TSSOP16三种封装形式可供选择。

订购代码	温度范围	封装	包装
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、引脚配置

芯片的引脚配置清晰明确，每个引脚都有其特定的功能。例如，C1 +和C1 - 是第一个电荷泵电容的正负极，V + 是倍压端子，V - 是反相电压端子等。具体引脚描述如下表所示：

引脚编号	符号	名称和功能
1	C 1 +	第一个电荷泵电容的正极端子
2	V+	倍压端子
3	C 1 -	第一个电荷泵电容的负极端子
4	C 2 +	第二个电荷泵电容的正极端子
5	C 2 -	第二个电荷泵电容的负极端子
6	V-	反相电压端子
7	T2 OUT	第二个发射器输出电压
8	R2 IN	第二个接收器输入电压
9	R2 OUT	第二个接收器输出电压
10	T2 IN	第二个发射器输入电压
11	T1 IN	第一个发射器输入电压
12	R1 OUT	第一个接收器输出电压
13	R1 IN	第一个接收器输入电压
14	T1 OUT	第一个发射器输出电压
15	GND	接地
16	V CC	电源电压

三、绝对最大额定值

了解芯片的绝对最大额定值对于正确使用芯片至关重要。这些额定值规定了芯片在各种参数下的安全工作范围，超过这些范围可能会对芯片造成损坏。例如，电源电压VCC的范围是 - 0.3至6V，发射器输入电压范围TIN是 - 0.3至6V等。

符号	参数	值	单位
V CC	电源电压	-0.3 to 6	V
V+	倍压端子	(V CC - 0.3) to 7
V-	反相电压端子	0.3 to -7
V+ + |V-|		13
T IN	发射器输入电压范围	-0.3 to 6
R IN	接收器输入电压范围	±25
T OUT	发射器输出电压范围	±13.2
R OUT	接收器输出电压范围	-0.3 to (V CC + 0.3)
t SHORT	发射器输出短路到地的时间	连续
T stg	存储温度	-65 to 150	°C

需要注意的是，绝对最大额定值并不意味着芯片可以在这些条件下正常工作，只是表示超过这些值可能会损坏芯片。此外，外部施加的V + 和V - 的最大幅值为 + 7V，但它们的绝对值之和不能超过13V。在使用内部电荷泵时，芯片的固有自限特性允许在一定程度上超过这些值而不会造成损坏，但启动电压顺序（VCC，然后V + ，然后V - ）很关键，因此不建议对V + 和V - 外部施加电压。

四、电气特性

芯片的电气特性包括电源电流、输入输出电压阈值、传输速率等多个方面。在不同的电源电压和温度条件下，这些特性会有所不同。例如，在无负载、VCC = 3V ± 10%、TA = 25°C的条件下，电源电流典型值为0.3 mA；在测试条件为3.3V ± 10%、VCC = 3V至5.5V、TA = - 40至85°C时，数据传输速率最低为300 kbps，典型值为400 kbps。

1. 电源电流

测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
无负载，$V{CC}=3 ~V pm 10 %$，$T{A}=25^{circ} C$		0.3	1	mA
无负载，$V{CC}=5 ~V pm 10 %$，$T{A}=25^{circ} C$		1	2

2. 逻辑输入

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
VTIL	输入逻辑阈值低	T - IN(1)			0.8	V
VTIH	输入逻辑阈值高	VCC = 3.3V	2
		VCC = 5V	2.4
1L	输入泄漏电流	T - IN		±0.01	±1	aA

3. 发射器

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
VTOUT	输出电压摆幅	所有发射器输出通过3 kΩ负载接地	±5	±5.4		V
RTOUT	发射器输出电阻	Vcc = V+ = V- = 0 V，Vour = +2 V	300	10 M		Ω
Iтsc	输出短路电流	VCC = 3 V或5 V，Vour = ±12			±60	mA

4. 接收器

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
V RIN	接收器输入电压工作范围		-25		25	V
VRIL	RS - 232输入阈值低	$T{A}=25^{circ}C$，$V{CC}=3.3V$	0.6	1.1
		$T{A}=25^{circ}C$，$V{CC}=5V$	0.8	1.5
VRH	RS - 232输入阈值高	$T{A}=25^{circ}C$，$V{CC}=3.3V$		1.5	2.4
		$T{A}=25^{circ} C$，$V{CC}=5 ~V$		1.8	2.4
VRIHYS	输入滞后			0.3
RAIN	输入电阻	$T_{A}=25^{circ} C$	3	5	7	kΩ
VROL	TTL/CMOS输出电压低	louT = 1.6 mA			0.4	V
VROH	TTL/CMOS输出电压高	louT = -1 mA	Vcc - 0.6	Vcc - 0.1

5. 时序特性

符号	参数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
D R	数据传输速率	R L = 3 kΩ，C L2 = 1000 pF，一个发射器切换	300	400		kbps
t PHLR, t PLHR	输入到输出的传播延迟	R XIN = R XOUT，C L = 150 pF		0.2		µs
|t PHLT - t THL|	发射器传播延迟差	见(1)		100		ns
|t PHLR - t THR|	接收器传播延迟差			50
S RT	转换摆率	T A = 25 °C，R L = 3 kΩ至7 kΩ，V CC = 3.3 V，从3 V到 - 3 V或 - 3 V到3 V测量，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，从3 V到 - 3 V或 - 3 V到3 V测量，C L = 150 pF至2500 pF	4		30

五、应用信息

在实际应用中，芯片需要搭配适当的电容使用。不同的电源电压对应不同的电容值，具体如下表所示：

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

文档中给出了多个典型性能特性图，如驱动器电压传输特性、输出电流与输出电压的关系、接收器输入电阻等。这些特性图直观地展示了芯片在不同条件下的性能表现，对于工程师设计电路和评估芯片性能具有重要的参考价值。例如，通过驱动器电压传输特性图可以了解输入电压与输出电压之间的关系，从而确保芯片在合适的输入电压范围内正常工作。

七、封装信息

芯片提供了多种封装形式，每种封装都有其对应的机械数据。这些数据包括尺寸、引脚间距等，方便工程师进行PCB设计。例如，SO16封装的尺寸为长9.8 - 10mm，宽5.8 - 6.2mm等。同时，为了满足环保要求，ST提供了不同等级的ECOPACK®封装，相关规格、等级定义和产品状态可在www.st.com查询。

八、文档修订历史

文档的修订历史记录了各个版本的更新内容，有助于工程师了解芯片和文档的发展历程。例如，在2016年1月25日的修订中，对6.3节的部分数据进行了更新，修改了“绝对最大额定值”表，更新了部分图表标题等。

总之，ST3232B和ST3232C芯片以其低功耗、高数据速率和丰富的特性，在RS - 232通信领域具有广泛的应用前景。工程师在使用这些芯片时，需要仔细了解其引脚配置、电气特性、应用要求等方面的信息，以确保设计出稳定可靠的电路。大家在实际应用中有没有遇到过与这些芯片相关的问题呢？欢迎在评论区分享交流。