FXL2TD245：低电压双电源2位信号转换器的设计与应用

在电子设计领域，信号转换器是实现不同逻辑电平之间电压转换的关键组件。今天，我们将深入探讨安森美（onsemi）的 FXL2TD245 低电压双电源 2 位信号转换器，了解其特点、工作原理、电气特性及应用要点。

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一、产品概述

FXL2TD245 是一款可配置的双电压电源转换器，支持单向和双向电压转换，能在 1.1V 至 3.6V 的电压范围内实现不同逻辑电平之间的转换。其 A 端口跟踪 (V{CCA}) 电平，B 端口跟踪 (V{CCB}) 电平，可实现 1.2V、1.5V、1.8V、2.5V 和 3.3V 等多种电压的双向转换。

在未达到有效 (V{CC}) 电平之前，器件处于三态（3 - STATE），允许任意一个 (V{CC}) 先上电。若任一 (V_{CC}) 被移除，内部掉电控制电路会使器件进入三态。通过发送/接收（T/R）输入可独立确定每个位的数据传输方向，当输出使能（OE）输入为高电平时，A 和 B 端口均被置于三态而禁用。

二、产品特点

1. 宽电压范围双向接口

能在 1.1V 至 3.6V 的任意两个电平之间实现双向接口，满足多种不同电压系统之间的信号转换需求。

2. 完全可配置

输入跟踪 (V_{CC}) 电平，可根据不同的电源电压灵活配置输入信号的逻辑电平。

3. 非优先上电顺序

任一 (V_{CC}) 都可先上电，这一特性为系统设计提供了更大的灵活性，降低了上电顺序的设计要求。

4. 三态输出保护

输出在达到有效 (V{CC}) 电平之前保持三态，若任一 (V{CC}) 接地，输出将切换到三态，有效避免了总线冲突和电流过大的问题。

5. 掉电保护

具备掉电保护功能，确保在电源异常时器件的安全性和稳定性。

6. 控制输入参考电压

控制输入（T/R 和 OE）电平参考 (V_{CCA}) 电压，便于与系统中的其他电路进行协同工作。

7. 小封装尺寸

采用 Chipscale MicroPak10（1.6mm x 2.1mm）封装，适合对空间要求较高的应用场景。

8. 高 ESD 保护

ESD 保护性能卓越，超过 4kV HBM ESD、8kV HBM I/O 到 GND ESD、1kV CDM ESD 和 200V MM ESD 标准，提高了器件的可靠性和抗干扰能力。

9. 环保特性

该器件无铅、无卤且符合 RoHS 标准，满足环保要求。

三、引脚分配与功能

1. 引脚分配

Pin Number	Terminal Name
1	(V_{CCA})
2	(A_0)
3	(A_1)
4	(T/R_0)
5	GND
6	(T/R_1)
7	OE
8	(B_1)
9	(B_0)
10	(V_{CCB})

2. 引脚功能描述

• OE：输出使能输入，高电平禁用 A 和 B 端口，使其进入三态。
• (T/R_n)：发送/接收输入，独立确定每个位的数据传输方向。
• (A_n)：A 侧输入或三态输出。
• (B_n)：B 侧输入或三态输出。
• (V_{CCA})：A 侧电源。
• (V_{CCB})：B 侧电源。

四、真值表

Inputs			Outputs
OE	(T/R_0)	(T/R_1)
L	L	X	(B_0) 数据到 (A_0) 输出
L	H	X	(A_0) 数据到 (B_0) 输出
L	X	L	(B_1) 数据到 (A_1) 输出
L	X	H	(A_1) 数据到 (B_1) 输出
H	X	X	3 - STATE

其中，H 表示高电压电平，L 表示低电压电平，X 表示无关项。

五、上电/掉电顺序

1. 上电顺序

• 给任一 (V_{CC}) 供电。
• 给 (T/R_n) 输入（A 到 B 操作时为逻辑高电平，B 到 A 操作时为逻辑低电平）和相应的数据输入（A 端口或 B 端口）供电，此步骤可与第一步同时进行。
• 给另一个 (V_{CC}) 供电。
• 将 OE 输入驱动为低电平以启用器件。

2. 掉电顺序

• 将 OE 输入驱动为高电平以禁用器件。
• 移除任一 (V_{CC}) 的电源。
• 移除另一个 (V_{CC}) 的电源。

为确保在上电/掉电过程中不出现总线冲突、过大电流或振荡，应使用上拉电阻将 OE 连接到 (V_{CCA})，上拉电阻的大小取决于 OE 驱动器的灌电流能力。

六、电气特性

1. 绝对最大额定值

Symbol	Parameter	Rating
(V{CCA}), (V{CCB})	电源电压	-0.5V 至 +4.6V
(V_I)	DC 输入电压
	I/O 端口 B	-0.5V 至 +4.6V
	控制输入（(T/R_n), OE）	-0.5V 至 +4.6V
(V_O)	输出电压（注 1）
(I_{IK})	DC 输入二极管电流（(V_I < 0V)）	-50mA
(I_{OK})	DC 输出二极管电流（(V_O < 0V) 或 (VO > V{CC})）	-50mA 至 +50mA
(I{OH} / I{OL})	DC 输出源/灌电流	-50mA / +50mA
(I_{CC})	DC (V_{CC}) 或每个电源引脚的接地电流	±100mA
(T_{STG})	存储温度范围	-65°C 至 +150°C

超过最大额定值可能会损坏器件，若超出这些限制，不能保证器件的功能正常，可能会造成损坏并影响可靠性。

2. 推荐工作条件

在 (V{CC}) 为 3.0V 至 3.6V、1.4V 至 1.65V、1.1V 至 1.4V 时，输出电流 (I{OH} / I_{OL}) 为 ±18mA，(Delta t / Delta V) 为 10ns/V。超出推荐工作范围的应力可能会影响器件的可靠性。

3. DC 电气特性

包括高电平输入电压（(V{IH})）、低电平输入电压（(V{IL})）、高电平输出电压（(V{OH})）、低电平输出电压（(V{OL})）和输入泄漏电流（(I_I)）等参数，这些参数随不同的电源电压和输出电流而变化。

4. AC 电气特性

给出了不同 (V{CCA}) 和 (V{CCB}) 电压下的传播延迟（(t{PLH}), (t{PHL})）、输出使能和禁用时间（(t{PZH}), (t{PZL}), (t{PHZ}), (t{PLZ})）等参数，这些参数反映了器件在交流信号下的工作性能。

5. 电容特性

在 (TA = +25°C)，(V{CCA} = V_{CCB} = 3.3V)，(VI = 0V) 或 (V{CCA / B}) 时，控制引脚（(OE), (T/R_n)）的输入电容为 4.0pF。

七、订购信息

Order Number	Package Number	Package Description	Shipping †
FXL2TD245L10X	MAC010A	10 - 引脚，MicroPak，JEDEC MO255，1.6 x 2.1mm（无铅、无卤）	5000 / 卷带包装

八、机械尺寸

UQFN10（MICROPAK）封装，尺寸为 1.6X2.1，引脚间距 0.5P，具体尺寸见文档中的表格。

九、总结

FXL2TD245 低电压双电源 2 位信号转换器以其宽电压范围、可配置性、非优先上电顺序、三态输出保护等特点，为电子工程师在不同电压系统之间的信号转换设计提供了一个优秀的解决方案。在使用过程中，需严格遵循推荐的上电/掉电顺序和工作条件，以确保器件的正常工作和可靠性。同时，其小封装尺寸和高 ESD 保护性能也使其适用于对空间和抗干扰能力要求较高的应用场景。

各位工程师在实际设计中，是否遇到过类似信号转换器的应用难题呢？不妨在评论区分享一下你的经验和见解。