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IC-NT-SO8

器件型号:IC-NT-SO8
厂商名称:iC-Haus GmbH
厂商官网:http://www.ichaus.biz
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器件描述

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

IC-NT-SO8器件文档内容

iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

FEATURES                                                                                                            APPLICATIONS
                                                                                                                     Electro-sensitive protective
Adjustable LED pulse operation, set range of 0.4..1A
Controlled current slew rate enables short light pulses                                                                 equipment (ESPE)
                                                                                                                     Light curtain LED driver
     down to 1s                                                                                                     Light barrier LED driver
LED efficiency degradation compensated by positive current
                                                                                                                    PACKAGES
     temperature coefficient
Low standby current; circuit activation by input data                                                                                   SO8
Low power requirement for external set resistor
Control logic with 3-step shift register
Compatible to CMOS levels
Data output buffer with built-in 120 wave impedance

     adaption
Single 5V supply
Thermal shutdown and power-down reset
ESD protection
Small outline package SO8
Suited for high-risk applications according to IEC 1496-1
Option: Extended temperature range of -20C..85C

BLOCK DIAGRAM

                       +5V                                                       iC-NT
                           2
                                                                                 LOGIC
                       VDD

       CONTROL INPUTS                                                                                               OUTPUT BUFFER

1 DIN                                                                                                                                                         DOUT 6

                                  6A                               FF1          FF2            FF3

3 CLK                                                                        Q1  DQ      Q2              Q3
                                                                    DQ                          DQ
                                  6A                                            C           &                      LED CURRENT SINK
                                                                     C                           C
4 SHEN                                                                R               R           R                                                      VDD          +5V

                                  6A                                                                                                            S Dis500

                                                            PDR TR                                                                                   LED 8

                 POWER DOWN                                                                                  SEND
                      RESET
                                                                                   1
                                        GND                         1
                                            7
                                                                                                ENABLE                 VDD

                                                                                                                        A
                                                                                                                           1:1200

                                                                       REFERENCE AND                         VTREF  +
                                                                    THERMAL SHUTDOWN
                                                                                                                    -

                                                                                                                       50                                     ISET 5

                                                                                                                                                                      RSET
                                                                                                                                                                      1.8k

1997                                                                                                                              Rev A0

iC-Haus GmbH                                                                                                                       Tel (+49)6135-9292-0
Integrierte Schaltkreise                                                                                                           Fax (+49)6135-9292-192
Am Kuemmerling 18, 55294 Bodenheim                                                                                                 http://www.ichaus.com
iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

                               Rev A0, Page 2/8

DESCRIPTION

The iC-NT device is an LED pulse driver for light barrier applications, especially light chain circuitries.

The device, which is controlled by a shift register logic, features an adjustable LED current sink with a set
range of 0.4..1A (at room temperature). For chain circuitries with several transmitters in operation, the
internal set of three flipflops enables a secure beam and data shift control, free of race conditions.

The decrease in LED efficiency with a rise in temperature is almost compensated by a positive temperature
coefficient of the current sink. In order to generate steep light pulses, the LED switch off is actively
supported by the discharge of its junction capacitance. The duration of this LED short-circuiting is
controlled by a monoflop. In the event of a quick follow-up light pulse, a monoflop reset is performed
automatically to protect against cross currents.

The driver stage for the LED output prepares for a light pulse when DIN reads a high signal; synchronized
with the CLK leading edge, the first flipflop transfers the DIN data to Q1 and powers up the LED sink.
Since the chain is loaded with just one single high bit and DIN is given by the output DOUT of the previous
device, input DIN now reads low at the falling edge of CLK. The LED current sink stops the power, at the
same time as an internal data shift from Q1 to Q2 occurs. The LED pulse is well-defined by the time
difference between two leading edges of the clock signal CLK. The second falling edge of CLK triggers the
third flipflop and activates the next device in the chain via DOUT if enabled by SHEN.

Since only one device is activated at a time, several iC-NT drivers may share one resistor, RSET, to define
the LED current value.

The shift register is reset and the LED current sink is turned off in the event of excessive temperature or
undervoltage. Protective diodes to prevent destruction through ESD are also included. The iC-NT device
fulfills safety requirements according to IEC 1496-1. An extended temperature range of -20C..85C is also
available as an option.

PACKAGE SO8 to JEDEC Standard  PIN FUNCTIONS
                               No. Name Function
PIN CONFIGURATION SO8
(top view)                     1 DIN Data Input
                               2 VDD Supply Voltage 5V
                               3 CLK Clock
                               4 SHEN Shift Enable
                               5 ISET Current Adjust, attachement RSET
                               6 DOUT Data Output
                               7 GND Ground
                               8 LED Pulse Output, LED Cathode
iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

                                                                                                               Rev A0, Page 3/8

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

Values beyond which damage may occur; device operation is not guaranteed.

Item Symbol Parameter                        Conditions                                            Fig.                  Unit

                                                                                                         Min.  Max.
                                                                                                         -0.5
G001 VDD   Supply Voltage                                                                                -0.5  7         V
                                                                                                         -0.5
G002 V()   Voltage at Inputs DIN, CLK, SHEN                                                                    VDD+0.5 V

G003 V()   Voltage at DOUT, ISET, LED                                                                          VDD+0.5 V

E001 Vd()  ESD Susceptibility at VDD, ISET and MIL-STD-883, HBM 100pF                                          2         kV

           digital inputs/outputs            discharged through 1.5k

E002 Vd(LED) ESD Susceptibility at LED       with standard circuitry, HBM 100pF                    5           2         kV

                                             discharged through 1.5k

TG1 Tj     Junction Temperature                                                                          -40   150       C

TG2 Ts     Storage Temperature                                                                           -40   150       C

THERMAL DATA                                 Conditions                                            Fig.                  Unit

Operating Conditions: VDD= 4.75..5.5V
Item Symbol Parameter

                                                                                                         Min. Typ. Max.

T1 Ta      Operating Ambient Temperature                                                                 0        70     C
T2 Rthja   Range
           (Extended temperature range       surface mounted without special                                      170 K/W
           of -20..85C on request)          cooling areas

           Thermal Resistance Junction to
           Ambient

All voltages are referenced to ground unless otherwise noted.
All currents into the device pins are positive; all currents out of the device pins are negative.
iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

                                                                                                       Rev A0, Page 4/8

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Operating Conditions:
VDD= 4.75..5.5V, RSET= 1.8..4.5k, Tj= -20..125C, unless otherwise noted

Item Symbol Parameter                            Conditions                         Tj Fig.                           Unit
                                                                                     C                   Max.
                                                                                             Min.   Typ.

Total Device

001 VDD       Permissible Supply Voltage                                                     4.75         5.5   V
              Range

002 I(VDD) Supply Current in VDD                 Analog section disabled; DIN= lo,                        60    A
                      (Standby)                  CLK,SHEN= hi or lo,
                                                 logic levels: lo= 0..0.45V,
                                                 hi= VDD-0.45V..VDD

003 I(VDD) Supply Current in VDD                 Analog section disabled; DIN= lo                         1     mA
                                                 CLK, SHEN hi or lo,
                                                 logic levels: lo= 22%VDD,
                                                 hi= 78%VDD

004 I(VDD) Supply Current in VDD                 Analog section enabled;            -20                   7.5   mA

                                                 RSET 1.8k,                         27                    7.5   mA

                                                 LED current sink off               85                    8.5   mA

                                                                                    Toff                  1.0   mA

005 I(VDD) Supply Current in VDD                 Analog section enabled;            -20                   25    mA

                                                 RSET 1.8k,                         27                    25    mA

                                                 LED current sink on                85                    26    mA

                                                                                    Toff                  1.0   mA

006 VDDon Turn-on Threshold VDD                                                                           4.3   V
                      (Power-on Release)

007 VDDoff Undervoltage Threshold at VDD decreasing voltage VDD                              2.7                V

              (Power-down Reset)

008 VDDhys Hysteresis                            VDDhys= VDDon-VDDoff                        100                mV

009 Vc()hi    Clamp Voltage hi at DIN, CLK, Vc()hi= V()-VDD,                                 0.4          1.25  V

              SHEN, DOUT, ISET, LED              I()= 10mA

010 Vc()lo    Clamp Voltage lo at DIN, CLK, I()= -10mA, VDD= 0V                              -1.25        -0.4  V

              SHEN, DOUT, ISET, LED              other pins open

011 Toff      Shutdown Temperature                                                           110          150   C

LED Current Sink

101 V(ISET) Reference Voltage at ISET                                               -20             1.27        V

                                                                                    27              1.50        V

                                                                                    85              1.79        V

                                                                                    Toff            0           V

102 TC(ISET) Temperature Coefficient of                                             27       0.30 0.33 0.36 %/K
                      Reference Voltage at ISET

103 CR()      Current Ratio I(LED) / -I(ISET)                                                       1200

104 I(LED) LED Pulse Current                     duty cycle I(LED) 1%,              -20      0.65 0.85 1.06     A
                                                 RSET= 1.8k,
                                                 V(LED)= 1.0V..VDD                  27       0.82 1.00 1.18     A

                                                                                    85       0.93 1.2     1.48  A

                                                                                    Toff            0           A

105 I(LED) LED Pulse Current                     duty cycle I(LED) 1%,              -20      0.26 0.34 0.44     A
                                                 RSET= 4.5k,
                                                 V(LED)= 0.85V..VDD                 27       0.33 0.40 0.48     A

                                                                                    85       0.37 0.48 0.61     A

                                                                                    Toff            0           A

106 tr(LED) LED Current Rise Time                                                         3               150   ns

107 tf(LED) LED Current Fall Time                                                         3               150   ns

108 tdis(LED) LED Discharge Duration             LED shutdown, switch Sdis                                400   ns
                                                 closed
iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

                                                                                            Rev A0, Page 5/8

ELECTRICAL CHARACTERISTICS

Operating Conditions:
VDD= 4.75..5.5V, RSET= 1.8..4.5k, Tj= -20..125C, unless otherwise noted

Item Symbol Parameter                  Conditions                         Tj Fig.                          Unit
                                                                           C                  Max.
                                                                                   Min.  Typ.

LED Current Sink (continued)

109 Ir(LED) LED Discharge Current      V(VDD/LED)= 1.5V                                  200        mA

110 Rpu(LED) Pull-up Resistor at LED   V()= 5.0V                                   300   500   850  

Control Inputs DIN, SHEN, CLK          Vs(DOUT)hi= VDD-V(DOUT),
                                       I(DOUT)= -4mA
201 Vt()hi Threshold Voltage hi        I(DOUT)= 4mA                                            78 %VDD
                                       V(DOUT)= 0V                                                      %VDD
202 Vt()lo Threshold Voltage lo        V(DOUT)= VDD                                22                     mV
                                       VDD= 5.0V, V(DOUT)= 2.5V                    400
203 Vhys() Schmitt-Trigger Input       CL(DOUT) 50pF
                      Hysteresis       CL(DOUT) 50pF

204 Ipd()  Pull-Down Current           DIN= hi, CLK lohi until                     3     6     12   A
                                       I(LED)= 10% set value
Output Buffer DOUT                     DIN= lo, CLK lohi until
                                       I(LED)= 90% set value
301 Vs()hi Saturation Voltage hi       CL(DOUT) 50pF,                                          0.4  V
                                       CLK hilo
302 Vs()lo Saturation Voltage lo       CL(DOUT) 50pF,                                          0.4  V
                                       CLK hilo
303 Isc()hi Short-Circuit Current hi                                               -100 -40    -20  mA

304 Isc()lo Short-Circuit Current lo                                               20    40    100 mA

305 Rout() Output Resistance                                                       80    120   190  

306 tr()   Rise Time                                                                     20    60   ns

307 tf()   Fall Time                                                                     20    60   ns

Switching Characteristics

401 tphl(CLK LED Pulse Turn-on Delay                                      4                    100  ns
        -LED)

402 tplh(CLK LED Pulse Turn-off Delay                                     4                    80   ns
        -LED)

403 tplh(CLK- DOUT Switch Delay hi                                        2              25    60   ns
        DOUT)

404 tphl(CLK- DOUT Switch Delay lo                                        2              25    60   ns
        DOUT)
iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

                                                                                                          Rev A0, Page 6/8

OPERATING REQUIREMENTS: Logic

Operating Conditions: VDD= 4.75..5.5V, Ta= 0..70C, CL()= 50pF,
input levels lo= 0..0.45V, hi= VDD-0.45V..VDD, see Fig. 1 for reference levels and waveforms

Item Symbol Parameter                               Conditions                                Fig.                      Unit
                                                                                                          Max.
I1 ten     Activation Time (standby to operation):                                            4     Min.
                                                                                                      5                   s
           DIN lohi before CLK lohi                                                                  50                   ns
                                                                                                     50                   ns
I2 tset1   Setup time:                                                                        2      50                   ns
                                                                                                     50                   ns
           DIN stable before CLK lohi                                                               1.0                   s

I3 thold1  Hold time:                                                                         2

           DIN stable after CLK lohi

I4 tset2   Setup time:                                                                        2

           SHEN stable before CLK hilo

I5 thold2  Hold time:                                                                         2

           SHEN stable after CLK hilo

I6 tw      LED Pulse time:                                                                    4

           1st to 2nd CLK lohi

Fig. 1: Reference levels
                                                   Fig. 2: Timing characteristics

Fig. 3: LED Current Pulse

                                      Fig. 4: Chain configuration (SHEN= hi),
                                      LED pulse definition by clock signal
iC-NT                                       Rev A0, Page 7/8

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

APPLICATIONS INFORMATION

Light curtain
The circuit in Figure 5 shows iC-NT chained to a light curtain where consecutive LEDs emit clock-driven light
pulses.

When discussing the function of iC-NT, it is assumed that all flipflops in IC1..ICn have been reset, for example
after the operating voltage has been switched on. The signal DIN1= hi activates the IC1 current sink which is
switched to LED1 with the CLK rising edge. With DIN1= lo, the next CLK rising edge resets FF1, turns off the
LED and deactivates the current sink in IC1. Simultaneously, FF1 sends the stored information to FF2. FF3 also
accepts this information via the CLK trailing edge (provided that SHEN= hi) and activates the current sink in the
next component, IC2, via the output driver. The pulse diagram in Figure 6 is also valid for the subsequent
components in the chain, i.e. the ICs switched as a light curtain make up a clock-driven shift register which
passes on the input information.

The typical timing of a CLK signal, shown in Figure 6, is characterized by two successive pulses which
determine the length of a light pulse tw from 1..3s, followed by a longer activation time of ten 5s. In general,
the CLK pulse interval is determined and lengthened by the activation time required by the receiver or by more
extensive, system-set default options.

Because of the high LED pulse currents, the PCB layout of the light curtain sender must be designed to avoid
large voltage drops on the supply lines. The high, short-term pulse current is provided by back-up capacitors
C1..Cn at the pulse driver ICs; these should have a low inductance due to the high current increase rate. The
leads to the LED anode and to iC-NT's GND pin should be as short as possible. The capacitors selected should
ensure that the voltage drop caused by the light pulse is less than 1V, i.e. that C1..Cn= 1F for a light pulse of
1A x 1s, for example. In practice, the voltage at the IC drops much less during a light pulse, as charge from
the back-up capacitors of neighboring ICs also flows into the chip. A low-inductance capacitance distribution can
be achieved more economically by placing further smaller capacitors in parallel.

Since only one device is activated at a time within one section of a light curtain, several iC-NTs may share the
external resistor RSET, needed to set the pulse current. This parallel chain circuit should be limited to ca. 5 ICs
due to the increasing capacitive loading at pin ISET.

Fig. 5: Schematic of a Chain Configuration
iC-NT

LIGHT CHAIN PULSE DRIVER

                                                        Rev A0, Page 8/8

Fig. 6: Signals of the Chain Configuration of Figure 5

ORDERING INFORMATION

Type               Package  Order designation
iC-NT              SO8      iC-NT-SO8

For information about prices, terms of delivery, options for other case types, etc., please contact:

iC-Haus GmbH                Tel (+49)6135-9292-0
Am Kuemmerling 18           Fax (+49)6135-9292-192
D-55294 Bodenheim           http://www.ichaus.com
GERMANY

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us to ascertain the current data. The data specified is intended solely for the purpose of product description and is not to be deemed
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premeditation or gross negligence.
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