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SP3232EEN

器件型号:SP3232EEN
器件类别:集成电路
文件大小:134.56KB,共0页
厂商名称:SIPEX [Sipex Corporation]
厂商官网:http://www.sipex.com/
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SP3232EEN器件文档内容

                                                                       SP3222E/3232E

           True +3.0V to +5.5V RS-232 Transceivers

Meets true EIA/TIA-232-F Standards
   from a +3.0V to +5.5V power supply

Minimum 120Kbps Data Rate Under Full
   Load

1A Low-Power Shutdown with Receivers
   Active (SP3222E)

Interoperable with RS-232 down to +2.7V
   power source

Enhanced ESD Specifications:
    15kV Human Body Model
    15kV IEC1000-4-2 Air Discharge
    8kV IEC1000-4-2 Contact Discharge

DESCRIPTION

The SP3222E/3232E series is an RS-232 transceiver solution intended for portable or hand-
held applications such as notebook or palmtop computers. The SP3222E/3232E series has
a high-efficiency, charge-pump power supply that requires only 0.1F capacitors in 3.3V
operation. This charge pump allows the SP3222E/3232E series to deliver true RS-232
performance from a single power supply ranging from +3.3V to +5.0V. The SP3222E/3232E
are 2-driver/2-receiver devices. This series is ideal for portable or hand-held applications such
as notebook or palmtop computers. The ESD tolerance of the SP3222E/3232E devices are
over 15kV for both Human Body Model and IEC1000-4-2 Air discharge test methods. The
SP3222E device has a low-power shutdown mode where the devices' driver outputs and
charge pumps are disabled. During shutdown, the supply current falls to less than 1A.

SELECTION TABLE

MODEL Power Supplies           RS-232   RS-232  External                Shutdown    TTL No. of
                               Drivers                                      Yes   3-State Pins
                                        Receivers Components                 No
                                   2
SP3222         +3.0V to +5.5V           2       4                                 Yes 18, 20
SP3232         +3.0V to +5.5V      2
                                        2       4                                 No  16

Rev. 11/07/02     SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers   Copyright 2001 Sipex Corporation

                                                   1
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS                                                           Input Voltages
                                                                                   TxIN, EN ................................................... -0.3V to +6.0V
These are stress ratings only and functional operation of the                      RxIN .......................................................................... 15V
device at these ratings or any other above those indicated in
the operation sections of the specifications below is not                          Output Voltages
implied. Exposure to absolute maximum rating conditions                            TxOUT ...................................................................... 15V
for extended periods of time may affect reliability and cause                      RxOUT ........................................... -0.3V to (VCC + 0.3V)
permanent damage to the device.
                                                                                   Short-Circuit Duration
VCC................................................................-0.3V to +6.0V  TxOUT ............................................................ Continuous
V+ (NOTE 1)................................................-0.3V to +7.0V
V- (NOTE 1)................................................+0.3V to -7.0V          Storage Temperature .............................. -65C to +150C
V+ + |V-| (NOTE 1)....................................................+13V
                                                                                   Power Dissipation Per Package
ICC (DC VCC or GND current).................................100mA                 20-pin SSOP (derate 9.25mW/oC above +70oC) ..... 750mW
                                                                                   18-pin PDIP (derate 15.2mW/oC above +70oC) .... 1220mW
                                                                                   18-pin SOIC (derate 15.7mW/oC above +70oC) ... 1260mW
                                                                                   20-pin TSSOP (derate 11.1mW/oC above +70oC) .. 890mW
                                                                                   16-pin SSOP (derate 9.69mW/oC above +70oC) ..... 775mW
                                                                                   16-pin PDIP (derate 14.3mW/oC above +70oC) .... 1150mW
                                                                                   16-pin Wide SOIC (derate 11.2mW/oC above +70oC) 900mW
                                                                                   16-pin TSSOP (derate 10.5mW/oC above +70oC) .. 850mW
                                                                                   16-pin nSOIC (derate 13.57mW/C above +70C) .. 1086mW

NOTE 1: V+ and V- can have maximum magnitudes of 7V, but their absolute difference cannot exceed 13V.

SPECIFICATIONS

Unless otherwise noted, the following specifications apply for VCC = +3.0V to +5.0V with TAMB = TMIN to TMAX

PARAMETER                     MIN. TYP. MAX. UNITS CONDITIONS

DC CHARACTERISTICS

Supply Current                                   0.3    1.0                        mA no load, TAMB = +25oC, VCC = 3.3V

Shutdown Supply Current                          1.0    10                         A SHDN = GND, TAMB = +25oC, VCC = +3.3V

LOGIC INPUTS AND RECEIVER OUTPUTS

Input Logic Threshold LOW                               0.8                        V TxIN, EN, SHDN, Note 2

Input Logic Threshold HIGH 2.0                          1.0                       V  VCC = 3.3V, Note 2
                                            2.4         10
                                                        0.4                           VCC = 5.0V, Note 2

Input Leakage Current                            0.01                             A TxIN, EN, SHDN, TAMB = +25oC

Output Leakage Current                           0.05                             A receivers disabled

Output Voltage LOW                                                                 V  IOUT = 1.6mA

Output Voltage HIGH           VCC-0.6 VCC-0.1                                      V  IOUT = -1.0mA
DRIVER OUTPUTS

Output Voltage Swing          5.0 5.4                                            V 3k load to ground at all driver outputs,
                                                                                            TAMB = +25oC

Output Resistance             300                                                     VCC = V+ = V- = 0V, TOUT = +2V

Output Short-Circuit Current                     35    60                        mA VOUT = 0V

                                                 70 100 mA V = +15V
                                                                                      OUT

Output Leakage Current                                  25                        A VOUT = +12V,VCC= 0V to 5.5V,drivers disabled

Rev. 11/07/02          SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers                               Copyright 2002 Sipex Corporation

                                                        2
SPECIFICATIONS (continued)

Unless otherwise noted, the following specifications apply for VCC = +3.0V to +5.0V with TAMB = TMIN to TMAX.
Typical Values apply at VCC = +3.3V or +5.0V and TAMB = 25oC.

PARAMETER                     MIN. TYP. MAX. UNITS CONDITIONS

RECEIVER INPUTS

Input Voltage Range           -15                    +15  V

Input Threshold LOW           0.6 1.2                     V                 VCC=3.3V
Input Threshold HIGH          0.8 1.5
Input Hysteresis                                                            VCC=5.0V
                                         1.5 2.4
                                         1.8 2.4          V                 VCC=3.3V

                                         0.3                                VCC=5.0V

                                                          V

Input Resistance              3    5                 7    k

TIMING CHARACTERISTICS

Maximum Data Rate             120 235                     kbps              RL=3k, CL=1000pF, one driver switching
                                                           s
Driver Propagation Delay           1.0                     s               tPHL, RL = 3K, CL = 1000pF
                                                           s               tPLH, RL = 3K, CL = 1000pF
                                   1.0
                                                           ns
Receiver Propagation Delay         0.3                                      tPHL, RxIN to RxOUT, CL=150pF

                                   0.3                                      t , RxIN to RxOUT, C =150pF
                                                                            PLH       L

Receiver Output Enable Time        200

Receiver Output Disable Time       200                     ns               | tPHL - tPLH |, TAMB = 25oC
Driver Skew                        100 500                 ns
Receiver Skew                      200 1000                ns               |t -t |
Transition-Region Slew Rate                               V/s                  PHL PLH
                                               30
                                                                            VCC = 3.3V, RL = 3K, TAMB = 25oC,
                                                                            measurements taken from -3.0V to +3.0V
                                                                            or +3.0V to -3.0V

NOTE 2: Driver input hysteresis is typically 250mV.

Rev. 11/07/02         SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers             Copyright 2001 Sipex Corporation

                                                       3
TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS

Unless otherwise noted, the following performance characteristics apply for VCC = +3.3V, 120kbps data rates, all drivers
loaded with 3k, 0.1F charge pump capacitors, and TAMB = +25C.

Transmitter Output Voltage [V]   6                                           Vout+  Slew Rate [V/s]  14
                                                                             Vout-                    12
                                 4                                                                    10
                                        500     1000  1500             2000
                                 2                                                                     8
                                                                                                       6                                        +Slew
                                 0                                                                     4                                        -Slew
                                     0                                                                 2
                                                                                                       0
                                -2
                                                                                                           0
                                -4

                                -6

                                                Load Capacitance [pF]

                                                                                                              500  1000  1500             2000         2330

                                                                                                                   Load Capacitance [pF]

Figure 1. Transmitter Output Voltage VS. Load                                       Figure 2. Slew Rate VS. Load Capacitance for the
Capacitance for the SP3222 and the SP3232                                           SP3222 and the SP3232

                                50      118KHz
                                45      60KHz
                                40      10KHz
                                35
Supply Current [mA]             30
                                25
                                20      500     1000  1500             2000  2330
                                15
                                10

                                 5
                                 0

                                     0

                                                Load Capacitance [pF]

Figure 3. Supply Current VS. Load Capacitance when
Transmitting Data for the SP3222 and the SP3232

Rev. 11/07/02                                   SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers                Copyright 2002 Sipex Corporation

                                                                                 4
                                                                                     PIN NUMBER

NAME                             FUNCTION                                        SP3222E

                                                                                         SSOP/-  SP3232E
                                                                                         TSSOP
                                                                                 DIP/SO

EN             Receiver Enable. Apply logic LOW for normal operation.            1        1      -
               Apply logic HIGH to disable the receiver outputs (high-Z state).

C1+ Positive terminal of the voltage doubler charge-pump capacitor.              2       2       1

V+ +5.5V generated by the charge pump.                                           3       3       2

C1- Negative terminal of the voltage doubler charge-pump capacitor.              4       4       3

C2+ Positive terminal of the inverting charge-pump capacitor.                    5       5       4

C2- Negative terminal of the inverting charge-pump capacitor.                    6       6       5

V- -5.5V generated by the charge pump.                                           7       7       6

T1OUT RS-232 driver output.                                                      15      17      14

T2OUT RS-232 driver output.                                                      8       8       7

R1IN RS-232 receiver input.                                                      14      16      13

R2IN RS-232 receiver input.                                                      9       9       8

R1OUT TTL/CMOS reciever output.                                                  13      15      12

R2OUT TTL/CMOS reciever output.                                                  10      10      9

T1IN TTL/CMOS driver input.                                                      12      13      11

T2IN TTL/CMOS driver input.                                                      11      12      10

GND Ground.                                                                      16      18      15

VCC           +3.0V to +5.5V supply voltage                                     17      19      16
SHDN
               Shutdown Control Input. Drive HIGH for normal device operation.   18      20      -
               Drive LOW to shutdown the drivers (high-Z output) and the on-
               board power supply.

     N.C. No Connect.                                                            -       11, 14  -
Table 1. Device Pin Description

Rev. 11/07/02  SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers               Copyright 2001 Sipex Corporation

                                                5
     EN 1                      20 SHDN                EN 1                           18 SHDN
    C1+ 2                      19 VCC                C1+ 2                           17 VCC
                               18 GND                                                16 GND
      V+ 3                     17 T1OUT                V+ 3                          15 T1OUT
    C1- 4      SP3222E 16 R1IN                       C1- 4           SP3222E 14 R1IN
    C2+ 5                      15 R1OUT              C2+ 5                           13 R1OUT
    C2- 6                      14 N.C.               C2- 6                           12 T1IN
                               13 T1IN                                               11 T2IN
      V- 7                     12 T2IN                 V- 7                          10 R2OUT
T2OUT 8                        11 N.C.           T2OUT 8

  R2IN 9                                           R2IN 9
R2OUT 10

                                                                     DIP/SO

                     SSOP/TSSOP

Figure 4. Pinout Configurations for the SP3222E

                   C1+ 1                                  16 VCC
                     V+ 2
                   C1- 3                                  15 GND

                   C2+ 4                         SP3232E  14 T1OUT
                   C2- 5                                  13 R1IN
                                                          12 R1OUT
                     V- 6
               T2OUT 7                                    11 T1IN

                 R2IN 8                                   10 T2IN

                                                          9 R2OUT

Figure 5. Pinout Configuration for the SP3232E

Rev. 11/07/02  SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers   Copyright 2002 Sipex Corporation

                                                6
                         VCC                                                                 VCC

       +       2 C1+            19  V+ 3               +                 +         2 C1+         17  V+ 3                  +
C5 0.1F       4 C1-          VCC               *C3 0.1F         C5 0.1F         4 C1-       VCC                  *C3 0.1F
               5 C2+                                                               5 C2+
       +                 SP3222E    V- 7                                 +                SP3222E    V- 7
C1 0.1F       6 C2-       SSOP                                   C1 0.1F         6 C2-   DIP/SO
                          TSSOP                 C4 0.1F                                                            C4 0.1F
       +                                              +                  +                                                +
C2 0.1F                                                          C2 0.1F

LOGIC         13 T1IN              T1OUT 17    RS-232             LOGIC        12 T1IN              T1OUT 15       RS-232
INPUTS         12 T2IN              T2OUT 8     OUTPUTS           INPUTS        11 T2IN              T2OUT 8        OUTPUTS

     LOGIC     15 R1OUT                R1IN 16  RS-232               LOGIC      13 R1OUT                   R1IN 14  RS-232
OUTPUTS        10 R2OUT         5k              INPUTS          OUTPUTS         10 R2OUT            5k              INPUTS

                1 EN                   R2IN 9                                    1 EN                      R2IN 9
                                5k                                                                  5k

                                    SHDN 20                                                          SHDN 18

                         GND        *can be returned to                                      GND     *can be returned to
                            18       either VCC or GND                                          16    either VCC or GND

Figure 6. SP3222E Typical Operating Circuits

                                                           VCC

                                +               1 C1+         16            V+  2
                         C5 0.1F               3 C1-       VCC
                                                4 C2+                                     +
                                +                      SP3232E                     *C3 0.1F
                         C1 0.1F               5 C2-
                                                                            V- 6
                                +
                         C2 0.1F                                                  C4 0.1F
                                                                                         +

                          LOGIC           11 T1IN                 T1OUT 14                RS-232
                         INPUTS           10 T2IN                 T2OUT 7                 OUTPUTS

                             LOGIC        12 R1OUT                       R1IN 13          RS-232
                         OUTPUTS           9 R2OUT                5k                      INPUTS

                                                                         R2IN 8
                                                                  5k

                                                           GND                  *can be returned to
                                                              15                 either VCC or GND

Figure 7. SP3232E Typical Operating Circuit

Rev. 11/07/02           SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers                      Copyright 2001 Sipex Corporation

                                                         7
DESCRIPTION

The SP3222E/3232E transceivers meet the EIA/        The slew rate of the driver output is internally
TIA-232 and V.28/V.24 communication proto-          limited to a maximum of 30V/s in order to meet
cols and can be implemented in battery-pow-         the EIA standards (EIA RS-232D 2.1.7, Para-
ered, portable, or hand-held applications such as   graph 5). The transition of the loaded output
notebook or palmtop computers. The SP3222E/         from HIGH to LOW also meets the monotonic-
3232E devices all feature Sipex's proprietary       ity requirements of the standard.
on-board charge pump circuitry that generates 2
x VCC for RS-232 voltage levels from a single       The SP3222E/3232E drivers can maintain high
+3.0V to +5.5V power supply. This series is         data rates up to 235Kbps fully loaded. Figure 8
ideal for +3.3V-only systems, mixed +3.3V to        shows a loopback test circuit used to test the
+5.5V systems, or +5.0V-only systems that re-       RS-232 drivers. Figure 9 shows the test results
quire true RS-232 performance. The SP3222E/         of the loopback circuit with all drivers active at
3232E series have drivers that operate at a typi-   120Kbps with RS-232 loads in parallel with
cal data rate of 235Kbps fully loaded.              1000pF capacitors. Figure 10 shows the test
                                                    results where one driver was active at 235Kbps
The SP3222E and SP3232E are 2-driver/2-re-          and all drivers loaded with an RS-232 receiver
ceiver devices ideal for portable or hand-held      in parallel with a 1000pF capacitor. A solid
applications. The SP3222E features a 1A            RS-232 data transmission rate of 120Kbps
shutdown mode that reduces power consump-           provides compatibility with many designs
tion and extends battery life in portable systems.  in personal computer peripherals and LAN
Its receivers remain active in shutdown mode,       applications.
allowing external devices such as modems to be
monitored using only 1A supply current.            The SP3222E driver's output stages are turned
                                                    off (tri-state) when the device is in shutdown
THEORY OF OPERATION                                 mode. When the power is off, the SP3222E
                                                    device permits the outputs to be driven up to
The SP3222E/3232E series are made up of three       12V. The driver's inputs do not have pull-up
basic circuit blocks: 1. Drivers, 2. Receivers,     resistors. Designers should connect unused
and 3. the Sipex proprietary charge pump.           inputs to VCC or GND.

Drivers                                             In the shutdown mode, the supply current falls to
The drivers are inverting level transmitters that   less than 1A, where SHDN = LOW. When the
convert TTL or CMOS logic levels to 5.0V           SP3222E device is shut down, the device's
EIA/TIA-232 levels inverted relative to the in-     driver outputs are disabled (tri-stated) and the
put logic levels. Typically, the RS-232 output      charge pumps are turned off with V+ pulled
voltage swing is 5.5V with no load and at least    down to VCC and V- pulled to GND. The time
5V minimum fully loaded. The driver outputs        required to exit shutdown is typically 100s.
are protected against infinite short-circuits to    Connect SHDN to V if the shutdown mode is
ground without degradation in reliability. Driver
outputs will meet EIA/TIA-562 levels of 3.7V                                                  CC
with supply voltages as low as 2.7V.
                                                    not used. SHDN has no effect on RxOUT or
The drivers typically can operate at a data rate    RxOUTB. As they become active, the two driver
of 235Kbps. The drivers can guarantee a data        outputs go to opposite RS-232 levels where one
rate of 120Kbps fully loaded with 3K in             driver input is HIGH and the other LOW. Note
parallel with 1000pF, ensuring compatibility        that the drivers are enabled only when the
with PC-to-PC communication software.               magnitude of V- exceeds approximately 3V.

Rev. 11/07/02  SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers   Copyright 2002 Sipex Corporation

                                                8
                                                                 VCC

                                      +                          VCC
                               C5 0.1F
                                                        C1+                        V+        +
                                     +                                                 C3 0.1F
                               C1 0.1F                 C1-
                                                                                       C4 0.1F
                                     +                  C2+ SP3222E V-                       +
                               C2 0.1F                        SP3232E

                              LOGIC                     C2-
                             INPUTS
                                                        TxIN          TxOUT

                                 LOGIC                  RxOUT                RxIN
                             OUTPUTS                    EN            5k

                                                                      *SHDN            VCC

                                                                 GND

                                                                                      1000pF
                                                                      * SP3222 only

Figure 8. SP3222E/3232E Driver Loopback Test Circuit

                          [  T                       ]                                            [  T                     ]

                                               T                                                                     T
T1 IN 1                                                               T1 IN 1

T1 OUT 2                                                              T1 OUT 2
                                                  T                                                                     T
                                                  T                                                                     T

R1 OUT 3                                                              R1 OUT 3

               Ch1 5.00V Ch2 5.00V M 5.00s Ch1              0V                        Ch1 5.00V Ch2 5.00V M 2.50s Ch1       0V

               Ch3 5.00V                                                               Ch3 5.00V

Figure 9. Driver Loopback Test Results at 120kbps                     Figure 10. Driver Loopback Test Results at 235kbps

Rev. 11/07/02                SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers                     Copyright 2001 Sipex Corporation

                                                              9
Receivers                                           In most circumstances, decoupling the power
The receivers convert EIA/TIA-232 levels to         supply can be achieved adequately using a 0.1F
TTL or CMOS logic output levels. All receivers      bypass capacitor at C5 (refer to Figures 6 and 7).
have an inverting tri-state output. These receiver  In applications that are sensitive to power-sup-
outputs (RxOUT) are tri-stated when the enable      ply noise, decouple VCC to ground with a capaci-
control EN = HIGH. In the shutdown mode, the        tor of the same value as charge-pump capacitor
receivers can be active or inactive. EN has no      C1. Physically connect bypass capacitors as
effect on TxOUT. The truth table logic of the       close to the IC as possible.
SP3222E/3232E driver and receiver outputs can
be found in Table 2.                                The charge pumps operate in a discontinuous
                                                    mode using an internal oscillator. If the output
Since receiver input is usually from a transmis-    voltages are less than a magnitude of 5.5V, the
sion line where long cable lengths and system       charge pumps are enabled. If the output voltage
interference can degrade the signal, the inputs     exceed a magnitude of 5.5V, the charge pumps
have a typical hysteresis margin of 300mV. This     are disabled. This oscillator controls the four
ensures that the receiver is virtually immune to    phases of the voltage shifting. A description of
noisy transmission lines. Should an input be left   each phase follows.
unconnected, a 5k pulldown resistor to ground
will commit the output of the receiver to a HIGH    Phase 1
state.
                                                    -- VSS charge storage -- During this phase of
Charge Pump                                         the clock cycle, the positive side of capacitors C1
                                                    and C2 are initially charged to VCC. Cl+ is then
The charge pump is a Sipexpatented design          switched to GND and the charge in C is trans-
(5,306,954) and uses a unique approach com-
pared to older lessefficient designs. The charge                                                                                1
pump still requires four external capacitors, but
uses a fourphase voltage shifting technique to     ferred to C2. Since C2+ is connected to VCC, the
attain symmetrical 5.5V power supplies. The         voltage potential across capacitor C2 is now 2
internal power supply consists of a regulated       times V .
dual charge pump that provides output voltages
5.5V regardless of the input voltage (VCC) over                     CC
the +3.0V to +5.5V range.
                                                    Phase 2

                                                    -- VSS transfer -- Phase two of the clock con-
                                                    nects the negative terminal of C2 to the VSS
                                                    storage capacitor and the positive terminal of C

                                                                                                                                                    2

                                                    to GND. This transfers a negative generated

                                                    voltage to C3. This generated voltage is regu-
                                                    lated to a minimum voltage of -5.5V. Simulta-

                                                    neous with the transfer of the voltage to C3, the

                                                    positive side of capacitor C is switched to V
                                                                           1                       CC

                                                    and the negative side is connected to GND.

SHDN EN TxOUT RxOUT

0              0  Tri-state Active                  Phase 3

0              1  Tri-state Tri-state               -- VDD charge storage -- The third phase of the
                                                    clock is identical to the first phase -- the charge

1              0  Active  Active                    transferred in C1 produces VCC in the negative

                                                    terminal of C1, which is applied to the negative

1              1  Active Tri-state                  side of capacitor C . Since C + is at V , the
                                                                        2     2  CC

Table 2. Truth Table Logic for Shutdown and Enable  voltage potential across C2 is 2 times VCC.
Control

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                                                  10
Phase 4                                               potential to store electro-static energy and
-- V transfer -- The fourth phase of the clock        discharge it to an integrated circuit. The
                                                      simulation is performed by using a test model as
         DD                                           shown in Figure 17. This method will test the
                                                      IC's capability to withstand an ESD transient
connects the negative terminal of C2 to GND,          during normal handling such as in manufacturing
and transfers this positive generated voltage         areas where the ICs tend to be handled
across C2 to C4, the VDD storage capacitor. This      frequently.
voltage is regulated to +5.5V. At this voltage,
the internal oscillator is disabled. Simultaneous     The IEC-1000-4-2, formerly IEC801-2, is
with the transfer of the voltage to C4, the positive  generally used for testing ESD on equipment
side of capacitor C1 is switched to VCC and the       and systems. For system manufacturers, they
negative side is connected to GND, allowing the       must guarantee a certain amount of ESD
charge pump cycle to begin again. The charge          protection since the system itself is exposed to
pump cycle will continue as long as the opera-        the outside environment and human presence.
tional conditions for the internal oscillator are     The premise with IEC1000-4-2 is that the
present.                                              system is required to withstand an amount of
                                                      static electricity when ESD is applied to points
Since both V+ and V are separately generated         and surfaces of the equipment that are
from VCC; in a noload condition V+ and V will       accessible to personnel during normal usage.
be symmetrical. Older charge pump approaches          The transceiver IC receives most of the ESD
that generate V from V+ will show a decrease in      current when the ESD source is applied to the
the magnitude of V compared to V+ due to the         connector pins. The test circuit for IEC1000-4-2
inherent inefficiencies in the design.                is shown on Figure 18. There are two methods
                                                      within IEC1000-4-2, the Air Discharge method
The clock rate for the charge pump typically          and the Contact Discharge method.
operates at 250kHz. The external capacitors can
be as low as 0.1F with a 16V breakdown
voltage rating.

ESD Tolerance                                         With the Air Discharge Method, an ESD
                                                      voltage is applied to the equipment under
The SP3222E/3232E series incorporates                 test (EUT) through air. This simulates an
ruggedized ESD cells on all driver output and         electrically charged person ready to connect a
receiver input pins. The ESD structure is             cable onto the rear of the system only to find
improved over our previous family for more            an unpleasant zap just before the person
rugged applications and environments sensitive        touches the back panel. The high energy
to electro-static discharges and associated           potential on the person discharges through
transients. The improved ESD tolerance is at          an arcing path to the rear panel of the system
least 15kV without damage nor latch-up.              before he or she even touches the system. This
                                                      energy, whether discharged directly or through
There are different methods of ESD testing            air, is predominantly a function of the discharge
applied:                                              current rather than the discharge voltage.
                                                      Variables with an air discharge such as
          a) MIL-STD-883, Method 3015.7               approach speed of the object carrying the ESD
          b) IEC1000-4-2 Air-Discharge                potential to the system and humidity will tend to
          c) IEC1000-4-2 Direct Contact               change the discharge current. For example, the
                                                      rise time of the discharge current varies with
The Human Body Model has been the generally           the approach speed.
accepted ESD testing method for semiconduc-
tors. This method is also specified in MIL-STD-
883, Method 3015.7 for ESD testing. The premise
of this ESD test is to simulate the human body's

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                                               11
                                   VCC = +5V

                    +                                                  +5V      C4
                                                                                + VDD Storage Capacitor
               C1                                                       +
                  5V                                                            + VSS Storage Capacitor
                                                                    C2          C3
                                                                       5V

Figure 12. Charge Pump -- Phase 1

                                                      VCC = +5V

                    +                                                    +      C4
                                                                                + VDD Storage Capacitor
               C1                                                  C2
                                                                       10V      + VSS Storage Capacitor
                                                                                  C3

Figure 13. Charge Pump -- Phase 2

                                                                 [           T  ]

               +6V

               a) C2+

               GND 1                                                         T

               GND 2

               b) C2-

                                                                                            T
                                                     -6V

                                                           Ch1 2.00V Ch2 2.00V M 1.00s Ch1 5.48V

Figure 14. Charge Pump Waveforms

                                                     VCC = +5V

                    +                                                  +5V      C4
                                                                                + VDD Storage Capacitor
               C1                                                       +
                 5V                                                             + VSS Storage Capacitor
                                                                    C2          C3
                                                                       5V

Figure 15. Charge Pump -- Phase 3

                                                      VCC = +5V

                    +                                                  +10V     C4
                                                                                + VDD Storage Capacitor
               C1                                                       +
                                                                                 + VSS Storage Capacitor
                                                                    C2           C3

Figure 16. Charge Pump -- Phase 4

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                                               12
                 RRCC       SSWW11                          RRSS                SSWW22
                                                   CCSS
DC Power                                                                                              Device
Source                                                                                                Under
                                                                                                      Test

Figure 17. ESD Test Circuit for Human Body Model   The circuit models in Figures 17 and 18
                                                   represent the typical ESD testing circuits used
The Contact Discharge Method applies the ESD       for all three methods. The CS is initially charged
current directly to the EUT. This method was       with the DC power supply when the first
devised to reduce the unpredictability of the      switch (SW1) is on. Now that the capacitor is
ESD arc. The discharge current rise time is        charged, the second switch (SW2) is on while
constant since the energy is directly transferred  SW1 switches off. The voltage stored in the
without the air-gap arc. In situations such as     capacitor is then applied through RS, the current
hand held systems, the ESD charge can be           limiting resistor, onto the device under test
directly discharged to the equipment from a        (DUT). In ESD tests, the SW2 switch is pulsed
person already holding the equipment. The          so that the device under test receives a duration
current is transferred on to the keypad or the     of voltage.
serial port of the equipment directly and then
travels through the PCB and finally to the IC.

                                                                            Contact-Discharge Module

                 RCC                               RSS                      RV

DC Power               SW1                                                      SW2
Source
                                             CSS                                                      Device
                                                                                                      Under

                                                                                                      Test

                                                   RS and RV add up to 330 for IEC1000-4-2.

Figure 18. ESD Test Circuit for IEC1000-4-2

Rev. 11/07/02         SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers       Copyright 2001 Sipex Corporation

                                                      13
For the Human Body Model, the current             I
limiting resistor (RS) and the source capacitor
(CS) are 1.5k an 100pF, respectively. For         30A
IEC-1000-4-2, the current limiting resistor (RS)
and the source capacitor (CS) are 330 an 150pF,   15A
respectively.
                                                  0A
The higher CS value and lower RS value in the
IEC1000-4-2 model are more stringent than the                          t=0ns                 t=30ns
Human Body Model. The larger storage                                                      t
capacitor injects a higher voltage to the test
point when SW2 is switched on. The lower          Figure 19. ESD Test Waveform for IEC1000-4-2
current limiting resistor increases the current

charge onto the test point.

Device Pin       Human Body                                         IEC1000-4-2              Level
  Tested              Model                Air Discharge Direct Contact
                                                                                               4
Driver Outputs   15kV                            15kV                8kV                    4
Receiver Inputs  15kV                            15kV                8kV

Table 3. Transceiver ESD Tolerance Levels

Rev. 11/07/02    SP3222E/3232E True +3.0 to +5.0V RS-232 Transceivers         Copyright 2002 Sipex Corporation

                                                 14
                                    PACKAGE: PLASTIC SHRINK
                                                      SMALL OUTLINE
                                                      (SSOP)

                     EH

               D

e                 B      A                                                                       
                     A1                                                                 L

                     DIMENSIONS (Inches)    16PIN                           20PIN
                      Minimum/Maximum
                                 (mm)     0.068/0.078                      0.068/0.078
                                          (1.73/1.99)                      (1.73/1.99)
                                 A
                                                                           0.002/0.008
                            A1            0.002/0.008                      (0.05/0.21)

                                          (0.05/0.21)                      0.010/0.015
                                                                           (0.25/0.38)
                            B             0.010/0.015
                                                                           0.278/0.289
                                          (0.25/0.38)                      (7.07/7.33)

                            D             0.239/0.249                      0.205/0.212
                                                                           (5.20/5.38)
                                          (6.07/6.33)
                                                                           0.0256 BSC
                            E             0.205/0.212                      (0.65 BSC)

                                          (5.20/5.38)                      0.301/0.311
                                                                           (7.65/7.90)
                            e             0.0256 BSC
                                                                           0.022/0.037
                                          (0.65 BSC)                       (0.55/0.95)

                            H             0.301/0.311                          0/8
                                                                              (0/8)
                                          (7.65/7.90)

                            L             0.022/0.037

                                          (0.55/0.95)

                                         0/8
                                          (0/8)

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                                                     15
                                            PACKAGE: PLASTIC
                                                              DUALINLINE
                                                              (NARROW)

                                        E1 E

               D1 = 0.005" min.           A1 = 0.015" min.
                     (0.127 min.)                (0.381min.)

                                 D                 A = 0.210" max.
                                                       (5.334 max).
                                    B1                                                                 C
                                               A2                                             
                                        L
                                                                                              eA = 0.300 BSC
               e = 0.100 BSC        B                                                             (7.620 BSC)

               (2.540 BSC)

                 ALTERNATE
                    END PINS

               (BOTH ENDS)

                                    DIMENSIONS (Inches)              16PIN             18PIN
                                     Minimum/Maximum
                                                (mm)                                 0.115/0.195
                                                                                    (2.921/4.953)
                                        A2                           0.115/0.195

                                                                     (2.921/4.953)

                                        B                            0.014/0.022 0.014/0.022

                                                                     (0.356/0.559) (0.356/0.559)

                                        B1                           0.045/0.070 0.045/0.070

                                                                     (1.143/1.778) (1.143/1.778)

                                        C                            0.008/0.014 0.008/0.014

                                                                     (0.203/0.356) (0.203/0.356)

                                        D                            0.780/0.800 0.880/0.920

                                                                     (19.812/20.320) (22.352/23.368)

                                        E                            0.300/0.325 0.300/0.325

                                                                     (7.620/8.255) (7.620/8.255)

                                        E1                           0.240/0.280 0.240/0.280

                                                                     (6.096/7.112) (6.096/7.112)

                                        L                            0.115/0.150 0.115/0.150

                                                                     (2.921/3.810) (2.921/3.810)

                                                                    0/ 15        0/ 15

                                                                     (0/15)       (0/15)

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                                               16
                                  PACKAGE: PLASTIC
                                                    SMALL OUTLINE (SOIC)
                                                    (WIDE)

                     EH

               D

e                 B      A                                                                        
                     A1                                                                   L

                     DIMENSIONS (Inches)     16PIN                           18PIN
                      Minimum/Maximum
                                 (mm)     0.090/0.104                      0.090/0.104
                                          (2.29/2.649)                     (2.29/2.649))
                                 A

                            A1            0.004/0.012 0.004/0.012

                                          (0.102/0.300) (0.102/0.300)

                            B             0.013/0.020 0.013/0.020

                                          (0.330/0.508) (0.330/0.508)

                            D             0.398/0.413 0.447/0.463

                                          (10.10/10.49) (11.35/11.74)

                            E             0.291/0.299 0.291/0.299

                                          (7.402/7.600) (7.402/7.600)

                            e             0.050 BSC 0.050 BSC

                                          (1.270 BSC) (1.270 BSC)

                            H             0.394/0.419 0.394/0.419

                                          (10.00/10.64) (10.00/10.64)

                            L             0.016/0.050 0.016/0.050

                                          (0.406/1.270) (0.406/1.270)

                                         0/8                            0/8

                                          (0/8)                          (0/8)

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                                  PACKAGE: PLASTIC
                                                    SMALL OUTLINE (SOIC)
                                                    (NARROW)

                     EH

               D                                                           h x 45

e                 B      A                                                                 
                     A1                                                           L

                            DIMENSIONS (Inches)     16PIN
                             Minimum/Maximum
                                        (mm)      0.053/0.069
                                                 (1.346/1.748)
                                        A

                            A1                   0.004/0.010

                                                 (0.102/0.249)

                            B                    0.013/0.020

                                                 (0.330/0.508)

                            D                    0.386/0.394

                                                 (9.802/10.000)

                            E                    0.150/0.157

                                                 (3.802/3.988)

                            e                    0.050 BSC

                                                 (1.270 BSC)

                            H                    0.228/0.244

                                                 (5.801/6.198)

                            h                    0.010/0.020

                                                 (0.254/0.498)

                            L                    0.016/0.050

                                                 (0.406/1.270)

                                                                          0/8

                                                                           (0/8)

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                                                     18
                            DIMENSIONS                               PACKAGE: PLASTIC THIN
               in inches (mm) Minimum/Maximum                                          SMALL OUTLINE
                                                                                       (TSSOP)
               Symbol    16 Lead 20 Lead
                   D   0.193/0.201 0.252/0.260
                       (4.90/5.10) (6.40/6.60)

               e       0.026 BSC 0.026 BSC

                       (0.65 BSC) (0.65 BSC)

                                   e

0.126 BSC (3.2 BSC)

                       1.0 OIA                                                 0.252 BSC (6.4 BSC)

                                                                     0.169 (4.30)
                                                                     0.177 (4.50)

0.039 (1.0)                                                          0.043 (1.10) Max

                    0'-8' 12'REF
                                                  e/2

               0.039 (1.0)
                                             D

                                                                     0.033 (0.85)
                                                                     0.037 (0.95)

                     0.007 (0.19)                      0.002 (0.05)
                     0.012 (0.30)                      0.006 (0.15)

                                                                                       (2)
                                                                                            0.008 (0.20)

                                                                                                             0.004 (0.09) Min

                                                                                                             0.004 (0.09) Min

                                                       Gage
                                                       Plane

                                                       0.010 (0.25)  (3)                                     0.020 (0.50) (1)
                                                                                                             0.026 (0.75)

                                                                                                    1.0 REF

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                                     ORDERING INFORMATION

Model                                Temperature Range                             Package Type

SP3222ECA ............................................. 0C to +70C .......................................... 20-Pin SSOP

SP3222ECP ............................................. 0C to +70C ............................................ 18-Pin PDIP

SP3222ECT ............................................. 0C to +70C ........................................ 18-Pin WSOIC

SP3222ECY ............................................. 0C to +70C ........................................ 20-Pin TSSOP

SP3222EEA ............................................ -40C to +85C ........................................ 20-Pin SSOP

SP3222EEP ............................................ -40C to +85C .......................................... 18-Pin PDIP

SP3222EET ............................................ -40C to +85C ...................................... 18-Pin WSOIC

SP3222EEY ............................................ -40C to +85C ...................................... 20-Pin TSSOP

SP3232ECA ............................................. 0C to +70C .......................................... 16-Pin SSOP
SP3232ECP ............................................. 0C to +70C ............................................ 16-Pin PDIP
SP3232ECT ............................................. 0C to +70C ........................................ 16-Pin WSOIC
SP3232ECN ............................................. 0C to +70C ......................................... 16-Pin nSOIC
SP3232ECY ............................................. 0C to +70C ........................................ 16-Pin TSSOP
SP3232EEA ............................................ -40C to +85C ........................................ 16-Pin SSOP
SP3232EEP ............................................ -40C to +85C .......................................... 16-Pin PDIP
SP3232EET ............................................ -40C to +85C ...................................... 16-Pin WSOIC
SP3232EEN ............................................ -40C to +85C ....................................... 16-Pin nSOIC
SP3232EEY ............................................ -40C to +85C ...................................... 16-Pin TSSOP

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