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RHFL4913

器件型号:RHFL4913
器件类别:稳压器
文件大小:433.3KB,共0页
厂商名称:STMICROELECTRONICS [STMicroelectronics]
厂商官网:http://www.st.com/
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器件描述

1.23 V-9 V ADJUSTABLE POSITIVE REGULATOR,

1.23 V-9 V 可调正电压稳压器,

参数

RHFL4913功能数量 1
RHFL4913端子数量 16
RHFL4913最大输出电流 2 A
RHFL4913最大输出电压 9 V
RHFL4913最小输出电压 1.23 V
RHFL4913加工封装描述 HERMETIC SEALED, DFP-16
RHFL4913状态 ACTIVE
RHFL4913工艺 BIPOLAR
RHFL4913包装形状 RECTANGULAR
RHFL4913包装尺寸 FLATPACK
RHFL4913表面贴装 Yes
RHFL4913端子形式 FLAT
RHFL4913端子间距 1.27 mm
RHFL4913端子涂层 TIN LEAD
RHFL4913端子位置 DUAL
RHFL4913包装材料 CERAMIC, METAL-SEALED COFIRED
RHFL4913调节类型 ADJUSTABLE POSITIVE REGULATOR

文档预览

RHFL4913器件文档内容

                                                 RHFL4913

               Rad-hard adjustable positive voltage regulator

Features                                               Flat-16        SMD5C:
                                                                5-connection SMD
3 A low dropout voltage
                                                Description
Embedded overtemperature and overcurrent
    protection                                  The RHFL4913 high-performance adjustable
                                                positive voltage regulator provides exceptional
Adjustable overcurrent limitation              radiation performance. It is tested in accordance
                                                with Mil Std 883E Method 1019.6, in ELDRS
Output overload monitoring/signalling          conditions.

Adjustable output voltage                      The device is available in the Flat-16 and the new
                                                SMD5C hermetic ceramic package, and the
Inhibit (ON/OFF) TTL-compatible control        QML-V die is specifically designed for space and
                                                harsh radiation environments. It operates with an
Programmable output short-circuit current      input supply of up to 12 volts.

Remote sensing operation                       The RHFL4913 is QML-V qualified, DSCC SMD
                                                #5962F02524.
Rad-hard: guaranteed up to 300 krad Mil Std
    883E Method 1019.6 high dose rate and 0.01
    rad/s in ELDRS conditions

Heavy ion, SEL, and SEU immune; able to
    sustain 2x1014 protons/cm2 and 2x1014
    neutrons/cm2

November 2007                                   Rev 8           1/19

                                                                www.st.com                          19
Contents            RHFL4913

1         Contents

1         Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2         Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3         Pin configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

4         Maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5         Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

6         Device description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

          6.1 ADJ pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

          6.2 Inhibit ON-OFF control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

          6.3 Overtemperature protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

          6.4 Overcurrent protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

          6.5 OCM pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

          6.6 Alternatives to the RHFL4913 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

7         Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

          7.1 Notes on the 16-pin hermetic package . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

          7.2 Remote sensing operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

          7.3 FPGA power supply lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

8         Die information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

          8.1 Die bonding pad locations and electrical functions . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

9         Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

10        Ordering information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

11        Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

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RHFL4913                 Diagram

2         Diagram

Figure 1. Block diagram

                         3/19
Pin configuration                                                          RHFL4913

3         Pin configuration

Figure 2. Pin configuration (top view for Flat-16, bottom view for SMD5C)

                   Flat-16                  SMD5C

Table 1.  Pin description                       SMD5C
          Pin name                                   1
                                Flat-16              4
              VO               1, 2, 6, 7            5
               VI
             GND                 3, 4, 5             3
              ISC                  13                2
             OCM                    8
           INHIBIT                 10
             ADJ                   14
              NC                   15

                             9, 11, 12, 16

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RHFL4913                                                               Maximum ratings

4          Maximum ratings

Table 2. Recommended maximum operating ratings (see Note:)

Symbol                 Parameter                                Value        Unit

    VI     DC input voltage, VI - VGROUND                              12    V
    VO     DC output voltage range
    IO     Output current, RHFL4913KPA                          1.23 to 9    V
    IO     Output current, RHFL4913SCA
    PD     TC = 25 C power dissipation                                2
   Tstg    Storage temperature range                                                      A
   Top     Operating junction temperature range
   ESD     Electrostatic discharge capability                          3

                                                                       15    W

                                                                -65 to +150  C

                                                                -55 to +150  C

                                                                Class 3

Note:      Exceeding maximum ratings may damage the device.

Table 3. Thermal data

   Symbol              Parameter                                Value        Unit
                                                                 8.3         C/W
   RthJC   Thermal resistance junction-case, Flat-16 and SMD5C   300
   TSOLD   Maximum soldering temperature, 10 sec.                             C

                                                                             5/19
Electrical characteristics                                                              RHFL4913

5         Electrical characteristics

Table 4.  Electrical characteristics
Symbol   (TJ = 25 C, VI = VO+2.5 V, CI = CO = 1 F, unless otherwise specified)

          Parameter          Test conditions                             Min. Typ. Max. Unit

      VI Operating input voltage IO = 1 A, TJ = -55 to 125C             3              12    V

          Operating output   IO = 1 A and or 2, VO = 1.23 V              1.19           1.27 V
          voltage            IO = 1 A and or 2, VO = 9 V                 8.7
   VO                                                                                   9.3   V

ISHORT Output current limit (1) Adjustable by mask/external resistor     1         4.5        A

                             VI = VO+2.5 V to 12 V, IO = 5 mA,                          0.35
                             TJ = +25C

VO/VI Line regulation        VI = VO+2.5 V to 12 V, IO = 5 mA,                          0.4 %
                             TJ = -55C

                             VI = VO+2.5 V to 12 V, IO = 5 mA,                          0.4
                             TJ = +125C

                             VI = VO+2.5 V, IO = 5 to 400 mA,                           0.3
                             TJ = +25C

                             VI = VO+2.5 V, IO = 5 to 400 mA,                           0.5
                             TJ = -55C

VO/VO Load regulation        VI = VO+2.5 V, IO = 5 to 400 mA,                           0.5
                             TJ = +125C                                                           %

                             VI = VO+2.5 V, IO = 5 mA to 1 A,                           0.5
                             TJ = +25C

                             VI = VO+2.5 V, IO = 5 mA to 1A, TJ = -55C                 0.6

                             VI = VO+2.5 V, IO = 5 mA to 1A,                            0.6
                             TJ = +125C

   ZOUT Output impedance     IO = 100 mA DC and 20 mA rms                          100        m

                             VI = VO+2.5 V, IO = 5 mA, ON mode                          6
                             (+25C)

      Iq Quiescent current   VI = VO+2.5 V, IO = 30 mA, ON mode                          8
                             (+25C)                                                               mA

                             VI = VO+2.5 V, IO = 300 mA, ON mode                        25
                             (+25C)
                                                                                        60
      Iq  Quiescent current  VI = VO+2.5 V, IO = 1 A, ON mode (+25C)                    1
          ON mode            VI = VO+2 V, VINH = 2.4 V, OFF mode                        14
                             VI = VO+2.5 V, IO = 30 mA, (-55C)                         40
                             VI = VO+2.5 V, IO = 300 mA, (-55C)                        100
                             VI = VO+2.5 V, IO = 1 A, (-55C)
                             VI = VO+2.5 V, IO = 30 mA, (+125C)                                   mA
                             VI = VO+2.5 V, IO = 300 mA, (+125C)                        8
                             VI = VO+2.5 V, IO = 1 A, (+125C)                          20
                                                                                        40

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RHFL4913                                                              Electrical characteristics

Table 4.  Electrical characteristics (continued)
Symbol   (TJ = 25 C, VI = VO+2.5 V, CI = CO = 1 F, unless otherwise specified)

          Parameter                    Test conditions                Min. Typ. Max. Unit

                           IO = 400 mA, VO = 2.5 to 9 V, (+25C)                   350 450

                           IO = 400 mA, VO = 2.5 to 9 V, (-55C)                   300 400

                           IO = 400 mA, VO = 2.5 to 9 V, (+125C)                  450 550

Vd Dropout voltage         IO = 1 A, VO = 2.5 to 9 V, (+25C)                            650
                           IO = 1 A, VO = 2.5 to 9 V, (-55C)                                       mV

                                                                                         550

                           IO = 1 A, VO = 2.5 to 9 V, (+125C)                           800

                           IO = 2 A, VO = 2.5 to 9 V, (+25C)                      900

                           IO = 2 A, VO = 2.5 to 9 V, (+125C)                     950

VINH(ON) Inhibit voltage   IO = 5 mA, TJ = -55 to +125C                                      0.8
VINH(OFF) Inhibit voltage  IO = 5 mA, TJ = -55 to +125C                                                  V

                                                                      2.4

          Supply voltage   VI = VO + 2.5 V 0.5 V,       f = 120 Hz  60           70
          rejection (1)    VO = 3 V IO = 5 mA
SVR                                                                                                                   dB

                                                          f = 33 kHz  30           40

ISH Shutdown input current VINH = 5 V                                              15                                 A

VOCM OCM pin voltage       Sinked IOCM = 24 mA active low                          0.38                               V

tPLH Inhibit propagation   VI = VO + 2.5V, VINH = 2.4 V, IO = 400 mA ON-OFF              20                           s
tPHL delay (1)
                           VO = 3 V                                   OFF-ON             100 s

eN Output noise voltage (1) B = 10 Hz to 100 kHz, IO = 5 mA to 2 A                 40                                 Vrms

1. These values are guaranteed by design. For each application it is strongly recommended to comply with the maximum
     current limit of the package used.

          Figure 3. Application diagram for remote sensing operation

                                                                                                                      7/19
Device description                RHFL4913

6     Device description

      The RHFL4913 adjustable voltage regulator contains a PNP type power element controlled
      by a signal resulting from an amplified comparison between the internal temperature-
      compensated band-gap and the fraction of the desired output voltage value obtained from
      an external resistor divider bridge. The device is protected by several functional blocks.

6.1   ADJ pin

      The load output voltage feedback comes from an external resistor divider bridge mid-point
      connected to the ADJ pin (allowing all possible output voltage settings as per user
      requirements) established between load terminals.

6.2   Inhibit ON-OFF control

      By setting the INHIBIT pin TTL high, the device switches off the output current and voltage.
      The device is ON when the INHIBIT pin is set low. Since the INHIBIT pin is pulled down
      internally, it can be left floating in cases where the inhibit function is not used.

6.3   Overtemperature protection

      A temperature detector internally monitors the power element junction temperature. The
      device turns off when a temperature of approximately 175 C is reached, returning to ON
      mode when back to approximately 135 C. Combined with the other protection blocks, the
      device is protected from destructive junction temperature excursions in all load conditions. It
      should be noted that when the internal temperature detector reaches 175 C, the active
      power element can be as high as 225 C. Prolonged operation under these conditions far
      exceeds the maximum operating ratings and device reliability cannot be guaranteed.

6.4   Overcurrent protection

      An internal non fold-back short circuit limitation is set with ISHORT > 3.8 A (VO is 0 V). This
      value can be decreased via an external resistor connected between the ISC and VI pins, with
      a typical value range of 10 k to 200 k. To maintain optimal VO regulation, it is necessary to
      set ISHORT 1.6 times greater than the maximum desired application IO. When IO reaches
      ISHORT 300 mA, the current limiter overrules the regulation, VO starts to drop and the OCM
      flag is raised. When no current limitation adjustment is required, the ISC pin must be left
      unbiased (as it is in 3 pin packages).

6.5   OCM pin

      The OCM pin goes low when the current limit becomes active, otherwise VOCM = VI. It is
      buffered and can sink 10 mA. The OCM pin is internally pulled up by a 5 k resistor.

8/19
RHFL4913                                Device description

6.6       Alternatives to the RHFL4913

          The adjustable RHFL4913 is recommended to replace all industry positive voltage
          regulators due to its exceptional radiation performance. To replace 3-terminal industry
          devices, the fixed voltage versions of the RHFL4913 should be used.

                                                                                                   9/19
Application information                      RHFL4913

7      Application information

       To adjust the output voltage, the R2 resistor must be connected between the VO and ADJ
       pins. The R1 resistor must be connected between ADJ and ground. Resistor values can be
       derived from the following formula:

       VO = VADJ (R1+ R2) / R1

       The VADJ is 1.23 V, controlled by the internal temperature-compensated band gap block.

       The minimum output voltage is therefore 1.22 V and minimum input voltage is 3 V.

       The RHFL4913 adjustable is functional as soon as the VI - VO voltage difference is slightly
       above the power element saturation voltage. The adjust pin to ground resistor value must
       not be greater than 10 k, in order to keep the output feedback error below 0.2%. A
       minimum of 0.5 mA IO must be set to ensure perfect no-load regulation. It is advisable to
       dissipate this current into the divider bridge resistor. All available VI pins, as well as all
       available VO pins, should always be externally interconnected, otherwise the stability and
       reliability of the device cannot be guaranteed. The inhibit function switches off the output
       current electronically, and therefore very quickly. According to Lenz's Law, external circuitry
       reacts with LdI/dt terms which can be of high amplitude in case somewhere a serial coil
       inductance exists. Large transient voltage would develop on both device terminals. It is
       advisable to protect the device with Schottky diodes to prevent negative voltage excursions.
       In the worst case, a 14 V Zener diode could protect the device input. The device has been
       designed for high stability and low dropout operation. Therefore, tantalum input and output
       capacitors with a minimum 1 F are mandatory. Capacitor ESR range is from 0.5  to over
       20 . This range is useful when ESR increases at low temperature. When large transient
       currents are expected, larger value capacitors are necessary.

       In the case of high current operation with short circuit events expected, caution must be
       exercised with regard to capacitors. They must be connected as close as possible to the
       device terminals. As some tantalum capacitors may permanently fail when subjected to high
       charge-up surge currents, it is recommended to decouple them with 470 nF polyester
       capacitors.

       Since the RHFL4913 adjustable voltage regulator is manufactured with very high speed
       bipolar technology (6 GHz fT transistors), the PCB layout must be designed with exceptional
       care, with very low inductance and low mutually coupling lines. Otherwise, high frequency
       parasitic signals may be picked up by the device resulting in system self-oscillation. The
       benefit is an SVR performance extended to far higher frequencies.

7.1    Notes on the 16-pin hermetic package

       The bottom section of the 16-pin package is metallized in order to allow the user to directly
       solder the RHFL4913 onto the equipment heat sink for enhanced heat removal.

7.2    Remote sensing operation

       A separate kelvin voltage sensing line provides the ADJ pin with exact load "high potential"

       information (see Figure 3) . But variable remote load current consumption induces variable

       Iq current (Iq is roughly the IO current divided by the hFE of the internal PNP series power
       element) routed through the parasitic series line resistor RW2. To compensate for this

10/19
RHFL4913                           Application information

          parasitic voltage, resistor RW1can be introduced to provide the necessary compensating
          voltage signal to the ADJUST pin.

7.3       FPGA power supply lines

          Because these devices are very sensitive to VDD transients beyond a few % of their nominal
          supply voltage (usually 1.5 V), special attention must be given by supply lines designers to
          mitigate possible heavy ion L4913 disturbances. The worst case heavy ion effect can be
          summarized as: the L4913 internal control loop being cut (made open) or short-circuited for
          a sub-microsecond duration. During such an event, the L4913 die power element can either
          provide excessive current or current supply stoppage to the output (VOUT) for a duration of
          about one microsecond, after which time the L4913 smoothly recovers to nominal operation.
          To mitigate these "transients", it is recommended to implement the L4913 PCB layout as
          follows:

           Minimizing series/parallel parasitic inductances of the PC path

           Using a low ESR 47 F Tantalum VOUT filtering capacitor with a 470 nF ceramic
                capacitor in parallel with the former (to reduce dynamic ESR)

           Inserting a 100-200 nH ferrite core on the VOUT-to-tantalum capacitor wire

          With this implementation, the ELDO simulated worst transient case shows no more than 90
          mV deviation from the nominal line voltage value.

                                   11/19
Die information                                                                  RHFL4913

8             Die information

Figure 4. Die map

                                  GND
                                  0;1002

                                     13

   INBH            14
   -1542;868

   ADJ             15                               10                           OCM

   -1545;574                                                                     1517;5

   SENSE           16                               8                            Short

   -1545;287                                                                     1517;2

                       1-2        3-4-5   6-7

                       VO         VI      VO
                       -890;-974  0;-974  970;-974

Note:         Pad numbers reflect terminal numbers when placed in case Flat-16.

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RHFL4913  Die information

8.1       Die bonding pad locations and electrical functions

          Die physical dimensions:
                Die size: 150 mils x 110 mils (3.81 mm by 2.79 mm)
                Die thickness: 375 m 25 m (14.8 mils 1 mil)

          Pad size: VIN, VOUT pads: 450 m x 330 m (17.7 mils by 13 mils)
                Control pads: 184 m x 184 m (7.25 mils square)

          Interface materials:
                Top metallization: Al/Si/Cu, 1.05 m 0.15 m
                Backside metallization: none

          Glassivation:
                Type: p. vapox + nitride
                Thickness: 0.6 m 0.1 m + 0.6 m 0.08 m

          Substrate: bare silicon
          Assembly related information:

                Substrate potential: floating recommended to be tied to ground
                Special assembly instructions: "Sense" pad not used; not internally connected to
                any part of the IC. Can be connected to ground when space anti-static electricity
                rules apply.

                                                              13/19
Die information                                                                                   RHFL4913

                 FLAT-16 (MIL-STD-1835) mechanical data                                            Max.
                                                                                                   0.107
       Dim.      Min.                     mm.   Max.                     Min.              inch.
                 2.16                     Typ.  2.72                     0.085             Typ.    0.045
         A
         b       0.76                     0.43                           0.030             0.017
         c       0.66                     0.13                                             0.005
         D       0.13                     9.91                                             0.390
         E                                6.91                                             0.272
        E2                                4.32                                             0.170
        E3
         e                                1.27                                             0.050
         L                                6.72                                             0.265
         Q
        S1                                      1.14                     0.026
                                                                         0.005

                                          e              b                      c

                       L                                                  E3

                                    16                9

                       E                                                 E2

                                       1              8                  E3

                       L

                                                                     S1         Q                 7450901A
                                                D                                       A

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RHFL4913                                       Die information

                 SMD5C mechanical data

Dim.      Min.   mm.    Max.   Min.     inch.  Max.
  A       2.84   Typ.   3.15   0.112    Typ.   0.124
A1       0.25   3.00   0.51   0.010    0.118  0.020
  b       7.13   0.38   7.39   0.281    0.015  0.291
b1       4.95   7.26   5.21   0.195    0.286  0.205
b2       2.28   5.08   2.54   0.090    0.200  0.100
b3       2.92   2.41   3.18   0.115    0.095  0.125
  D       13.71  3.05   13.97  0.540    0.120  0.550
D1       0.76   13.84         0.030    0.545
  E       7.39          7.65   0.291
  e              7.52                   0.296  0.301
                 1.91                   0.075

                                               7924296B
                                                              15/19
Packaging             RHFL4913

9          Packaging

           The RHFL4913 adjustable voltage regulator is available in a high thermal dissipation 16-pin
           hermetic Flat package, the bottom flange of which is metallized to allow direct soldering to a
           heat sink (efficient thermal conductivity). The device is also available in the SMD5C
           hermetic ceramic package.

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RHFL4913                                                                           Ordering information

10 Ordering information

Table 5. Order code

Die                  Flat-16            SMD5C             Terminal Output                 Quality level
                                                            finish voltage

                       RHFL4913KPA-01V  RHFL49143SCA-07V  Gold                Adj         QML-V
                       RHFL4913KPA-02V                                                    QML-V
                                           RHFL4913SCA1   Solder              Adj
                         RHFL4913KPA1      RHFL4913SCA2
                         RHFL4913KPA2                     Gold                Adj         EM1
L4913ADIE2V                                               Gold
L4913ADIES                                                                    Adj EM2=EM1+48hours B.I.

                                                                              Adj         QML-V die

                                                                              Adj         EM1 die

Table 6.  Part number - SMD equivalent
                  ST part number
                                                                  SMD part number
                RHFL4913KPA-01V                                   5962F0252401VXC
                RHFL4913KPA-02V                                   5962F0252401VXA
                                                                  5962F0252401V9A
                    L4913ADIE2V

Table 7. Environmental characteristics

          Parameter                     Conditions                                 Value     Unit
                                                                                     40    ppm/C
Output voltage thermal drift    -55C to +125C                                       8   ppm/krad
Output voltage radiation drift
Output voltage radiation drift  From 0 krad to 300 krad at 0.55 rad/s                 6   ppm/krad

                                From 0 krad to 300 krad, Mil Std 883E Method
                                1019.6

                                                                                                         17/19
Revision history                                                                RHFL4913

11 Revision history

Table 8. Document revision history

       Date  Revision               Changes

29-Oct-2004  3         New Order Codes added - Tables 4 and 5.
27-May-2005
             4         The Features, Tables 4, 5 and the Figure 1 has been updated. Add the
08-Jun-2005            Mechanical Data SOC-16.
30-Jan-2006
26-Jan-2007  5         Mistake on Table 4 (Q.ty Level), Table 7 has been updated and add DIE
23-Nov-2007            Information.

             6         Added new Package SMD5C and Removed old Package SOC-16.

             7         DIE Information and DIE Pad has been updated par. 6, pages 9 and 10.

             8         Pin information for the SMD5C package updated in Table 1; added section
                       7.3: FPGA power supply lines on page 11. Minor text changes.

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RHFL4913

                                                                            Please Read Carefully:

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