ISL3300x系列评估板使用指南：深入解析2通道总线缓冲器评估利器

在电子设计领域，快速准确地评估芯片性能对项目的推进至关重要。Renesas的ISL33001MSOPEVAL1Z、ISL33002MSOPEVAL1Z和ISL33003MSOPEVAL1Z评估板，就是评估ISL33001、ISL33002、ISL33003 2通道总线缓冲器的得力工具。下面我们就来全方位了解下这几款评估板。

文件下载：ISL33001MSOPEVAL1Z.pdf

评估板概述

这三款评估板是为了能让工程师们快速简便地对ISL33001、ISL33002、ISL33003 2通道总线缓冲器进行评估而设计。不过要想充分利用评估板，先熟悉对应IC的操作是很有必要的。大家可以参考最新的数据手册（FN7560）来了解ISL3300x 2通道总线缓冲器的特性和操作。评估板主要用于评估缓冲器在典型应用中的性能。

特点

1. 适配多种IC：可用于评估MSOP封装的ISL33001IUZ、ISL33002IUZ和ISL33003IUZ IC。
2. 宽电压供电：支持+2.3V至+5.5V的电源操作。
3. 兼容I²C环境：配置为能在I²C环境中运行。
4. 双通道供电：ISL33002和ISL33003支持双通道供电，适用于电平转换应用。
5. NMOS晶体管：板载分立NMOS开漏晶体管，连接到SDA/SCL引脚。
6. 逻辑电平：NMOS晶体管栅极采用3V逻辑。
7. 上拉电阻与负载电容：SDA/SCL引脚上有板载分立总线拉上电阻和负载电容。
8. 测试点便利：SDA/SCL引脚上设有方便的测试点。

评估板架构与布局

基本布局

1. 电源连接：在板的顶部是VCC1、VCC2和GND的连接位置，供电电压范围为+2.3V至+5.5V。
2. 逻辑控制输入：逻辑控制引脚的输入连接可通过BNC连接器或香蕉插头实现。
3. 缓冲器位置：ISL3300x缓冲器位于板的中心，标记为U1。
4. 上拉电阻与电容连接：在U1的左右两侧，有SDA/SCL引脚的上拉电阻和总线电容连接位置。
5. NMOS晶体管：U2和U3是与ISL3300x缓冲器的SDA/SCL引脚相连的NMOS开漏MOSFET，其栅极和漏极引出到BNC连接器。

ISL3300x缓冲器特性

ISL33001、ISL33002、ISL33003系列2通道总线缓冲器能隔离总线电容，提升重载总线的上升时间性能。这些缓冲器的特点如下：

1. 宽电压操作：支持+2.3V至+5.5V供电。
2. 热插拔功能：具备热插拔能力。
3. 瞬态上升时间加速器：有瞬态上升时间加速器。
4. 低功耗关机：ISL33001和ISL33003支持低功耗关机。
5. 电平转换能力：ISL33002和ISL33003具备电平转换能力。
6. I²C总线支持：可在I²C等线与环境中工作，支持400kHz快速模式操作，能驱动I²C指定的最大400pF总线电容负载。

电源要求

ISL3300xMSOPEVAL1Z评估板需要+2.3V至+5.5V的电源电压来为ISL3300x IC供电。对于具有电平转换电源的ISL33002和ISL33003，需要将+2.3V至+5.5V的电源电压连接到VCC1和VCC2香蕉插头。评估板在ISL3300x IC的电源引脚附近有0.01µF的本地去耦电容。要注意，跳线J4可将香蕉插头EN/VCC2或BNC连接器EN/VCC2连接到ISL3300x IC的1引脚。

逻辑控制输入

ISL33001

• 使能引脚（EN）：EN引脚可通过香蕉插头或BNC连接器连接。当EN引脚为高电平时，器件启用，缓冲器进入有效状态后开始工作；当EN引脚为低电平时，器件禁用，IC消耗低ICC电流，缓冲器一侧的信号不会传输到另一侧。
• 就绪引脚（READY）：READY引脚是ISL33001 IC的开漏逻辑输出引脚。评估板可选择将READY引脚连接到10kΩ上拉电阻至VCC1，或连接到外部连接器。

ISL33002

• 电平转换电源（VCC2）：VCC2连接可通过香蕉插头EN/VCC2实现。ISL33002 IC的SDA_OUT和SCL_OUT引脚的阈值电压参考VCC2电源。
• 加速器禁用引脚（ACC）：ACC引脚用于启用或禁用ISL33002 IC SDA/SCL引脚上的总线加速器。评估板可将ACC引脚连接到10kΩ上拉电阻至VCC1以始终启用加速器，或通过香蕉插头/BNC连接器进行外部控制。

ISL33003

• 电平转换电源（VCC2）：VCC2连接同样通过香蕉插头EN/VCC2实现，SDA_OUT和SCL_OUT引脚的阈值电压参考VCC2电源。
• 使能引脚（EN）：EN引脚通过香蕉插头或BNC连接器连接来控制器件的启用和禁用。

SDA/SCL引脚设计

评估板为评估ISL3300x缓冲器的特性，配备了与I²C等2通道线与总线接口的必要组件。I²C总线使用有源下拉电路将总线拉低，用上拉电阻将总线被动拉高。SDA/SCL线上的上拉电阻和寄生总线电容决定了I²C总线的瞬态性能和最大数据速率。评估板上，缓冲器的SDA/SCL引脚连接到开漏NMOS晶体管、VCC电源的上拉电阻，还有用于添加负载电容的占位符。每个SDA/SCL引脚有1kΩ、2.7kΩ和10kΩ三种上拉电阻值可选，通过双引脚跳线（J5、J7、J15、J17）选择其中一个电阻连接到对应的SDA/SCL引脚。此外，每个SDA/SCL引脚还有两个电容占位符，用于增加缓冲器的负载电容。

NMOS开漏MOSFETs设计

除了上拉电阻和总线电容占位符，每个SDA/SCL引脚还连接到开漏NMOS晶体管的漏极。这些晶体管模拟了典型应用中与ISL3300x缓冲器相连的I²C器件。晶体管的栅极需要3V逻辑电平，可通过板上的BNC连接器连接。NMOS漏极与SDA/SCL引脚的连接可通过跳线（J18、J10、J14、J13）断开，断开后可将缓冲器的SDA/SCL引脚电容与MOSFET的漏源电容隔离。MOSFET的源极通过跳线J11和J12连接到GND，移除这两个跳线可断开与GND的连接，然后通过VSUB香蕉插头连接电源电压来调整源极电位，这在评估I²C缓冲器的VOS性能时很有用。但要注意，当源极电压高于GND时，需要补偿栅极电压以保持VGS ≥3V。

在实际使用这些评估板时，大家是否考虑过如何根据不同的应用场景优化测试条件呢？希望以上内容能帮助电子工程师们更好地使用ISL3300x系列评估板进行芯片性能评估。