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TC7107

器件型号:TC7107
器件类别:半导体    逻辑   
厂商名称:TelCom Semiconductor, Inc. (Microchip Technology)
厂商官网:http://www.telcom-semi.com/
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器件描述

1-CH DUAL-SLOPE ADC, PDIP40

参数
TC7107最大线性误差 0.0500 %
TC7107功能数量 1
TC7107端子数量 40
TC7107最小工作温度 0.0 Cel
TC7107最大工作温度 70 Cel
TC7107加工封装描述 REVERSE, PLASTIC, DIP-40
TC7107reach_compliant Yes
TC7107欧盟RoHS规范 Yes
TC7107中国RoHS规范 Yes
TC7107状态 Active
TC7107转换器的类型 ADC, DUAL-SLOPE
TC7107模拟输入电压最小值 3.5 V
TC7107模拟输入电压最大值 5.5 V
TC7107jesd_30_code R-PDIP-T40
TC7107jesd_609_code e3
TC7107moisture_sensitivity_level NOT SPECIFIED
TC7107negative_supply_voltage_nom -4.5 V
TC7107模拟通道数 1
TC7107输出位编码 BINARY
TC7107输出格式 PARALLEL
TC7107包装材料 PLASTIC/EPOXY
TC7107package_code DIP
TC7107package_equivalence_code DIP40,.6
TC7107包装形状 RECTANGULAR
TC7107包装尺寸 IN-LINE
TC7107peak_reflow_temperature__cel_ NOT SPECIFIED
TC7107power_supplies__v_ 9
TC7107qualification_status COMMERCIAL
TC7107seated_height_max 5.08 mm
TC7107sub_category Analog to Digital Converters
TC7107额定供电电压 4.5 V
TC7107表面贴装 NO
TC7107工艺 CMOS
TC7107温度等级 COMMERCIAL
TC7107端子涂层 MATTE TIN
TC7107端子形式 THROUGH-HOLE
TC7107端子间距 2.54 mm
TC7107端子位置 DUAL
TC7107time_peak_reflow_temperature_max__s_ NOT SPECIFIED
TC7107length 51.97 mm
TC7107width 15.24 mm

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TC7107器件文档内容

                                                                                                                                 1 TC7106

                                                                                                                                TC7106A
                                                                                                                                  TC7107

                                                                                                                                TC7107A

3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                                                                      2

FEATURES                                                               GENERAL DESCRIPTION

s Internal Reference with Low Temperature Drift                        The TC7106A and TC7107A 3-1/2 digit direct-display
    TC7106/7 ....................................... 80ppm/C Typical
    TC7106A/7A .................................. 20ppm/C Typical     drive analog-to-digital converters allow existing 7106/7107

s Drives LCD (TC7106) or LED (TC7107) Display                          based systems to be upgraded. Each device has a preci-
    Directly
                                                                       sion reference with a 20ppm/C max temperature coeffi-
s Guaranteed Zero Reading With Zero Input
s Low Noise for Stable Display                                         cient. This represents a 4 to 7 times improvement over
s Auto-Zero Cycle Eliminates Need for Zero
                                                                       3 similar 3-1/2 digit converters. Existing 7106 and 7107 based
    Adjustment
s True Polarity Indication for Precision Null                          systems may be upgraded without changing external pas-
                                                                       sive component values. The TC7107A drives common
    Applications
s Convenient 9 V Battery Operation (TC7106A)                           anode light emitting diode (LED) displays directly with 8mA
s High Impedance CMOS Differential Inputs .... 1012
s Differential Reference Inputs Simplify Ratiometric                   per segment. A low-cost, high-resolution indicating meter

    Measurements                                                       requires only a display, four resistors, and four capacitors.
s Low Power Operation ..................................... 10mW
                                                                       The TC7106A low power drain and 9V battery operation

                                                                       make it suitable for portable applications.

ORDERING INFORMATION                                                    4 The TC7106A/TC7107A reduces linearity error to less

                                                                       than 1 count. Rollover error the difference in readings for
                                                                       equal magnitude but opposite polarity input signals is

                                                                       below 1 count. High impedance differential inputs offer

PART CODE                  TC710X X X XXX                              1pA leakage current and a 1012 input impedance. The

                                                                       differential reference input allows ratiometric measurements

} 6 = LCD                                                              for ohms or bridge transducer measurements. The

7 = LED                                                                15VPP noise performance guarantees a "rock solid" read-

A or blank*                                                            ing. The auto-zero cycle guarantees a zero display read-                                 5

R (reversed pins) or blank (CPL pkg only)                              ing with a zero-volts input.

* "A" parts have an improved reference TC

Package Code (see below):                                                                         0.1F

Package                    Pin Layout       Temperature                    +      1M          34        33                           LCD DISPLAY (TC7106/A) OR
Code Package                                      Range                          0.01F         CR+EF   CREF                            COMMON ANODE LED
                          Formed Leads                                 ANALOG                                                              DISPLAY (TC7107/A)
                                  --           0C to +70C               INPUT          31 VI+N                    219
                                               0C to +70C                                                      2225   SEGMENT
                              Normal           0C to +70C                                                               DRIVE
                              Normal       25C to +85C
CKW        44-Pin PQFP        Normal       25C to +85C                               30 VIN              POL         20               BACKPLANE            6
CLW        44-Pin PLCC                                                                   32 ANALOG                             MINUS SIGN  DRIVE                7
CPL        40-Pin PDIP                                                                                          BP
IPL        40-Pin PDIP                                                                         COMMON           V+        21
IJL        40-Pin CerDIP
                                                                                                                          1

                                                                                         28      VBUFF  TC7106/A                24k          +
                                                                                                        TC7107/A                1k             9V
                                                                                   47k                   V+REF 36         VREF
                                                                                 0.22F  0.47F

                                                                                         29 CAZ          VREF 35 100mV

AVAILABLE PACKAGES                                                                       27 VINT                  V 26

                                                                                                 OSC2 OSC3 OSC1                 TO ANALOG
                                                                                                                                COMMON (PIN 32)
                                                                                                 39 38 COSC 40

                                                                                                  ROSC 100pF              3 CONVERSIONS/SEC
                                                                                                  100k                    200mV FULL SCALE

     40-Pin Plastic DIP    40-Pin CERDIP

                                                                                 Figure 1. TC7106/A/7/A Typical Operating Circuit

44-Pin Plastic Quad Flat   44-Pin Plastic Chip                                                                                                                  8
Package Formed Leads           Carrier PLCC

     TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                                                 TC7106/6A/7/7A-7 11/4/96

                                                                                                                                                  3-183
                                                                                                               3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS*                                                                                      Analog Input Voltage (either input) (Note 1) ......... V+ to V
                                                                                                               Reference Input Voltage (either input) ................. V+ to V
TC7106A                                                                                                        Clock Input ....................................................... GND to V+
                                                                                                               Power Dissipation (Note 2) (TA  70C)
Supply Voltage (V+ to V) ........................................... 15 V
Analog Input Voltage (either input) (Note 1) ......... V+ to V                                                     40-Pin CerDIP Package ...................................2.29W
Reference Input Voltage (either input) ................. V+ to V                                                   40-Pin Plastic DIP ............................................. 1.23W
Clock Input ........................................................ Test to V+                                     44-Pin PLCC .....................................................1.23W
Package Power Dissipation (Note 2) (TA  70C)                                                                       44-Pin PQFP .................................................... 1.00W
                                                                                                               Operating Temperature
     CerDIP ..............................................................2.29W                                     "C" Devices ............................................ 0C to +70C
     Plastic DIP ........................................................1.23W                                      "I" Devices ........................................ 25C to +85C
     PLCC ................................................................1.23W                                Storage Temperature ............................ 65C to +150C
     PQFP ................................................................1.00W                                Lead Temperature (Soldering, 10 sec) ................. +300C
Operating Temperature
     "C" Devices ............................................ 0C to +70C                                     *Static-sensitive device. Unused devices must be stored in conductive
     "I" Devices ........................................ 25C to +85C                                      material. Protect devices from static discharge and static fields. Stresses
Storage Temperature ............................ 65C to +150C                                              above those listed under Absolute Maximum Ratings may cause perma-
Lead Temperature (Soldering, 60 sec) ................... 300C                                                 nent damage to the device. These are stress ratings only and functional
                                                                                                               operation of the device at these or any other conditions above those
TC7107A                                                                                                        indicated in the operational sections of the specifications is not implied.
                                                                                                               Exposure to Absolute Maximum Rating Conditions for extended periods
Supply Voltage                                                                                                 may affect device reliability.
     V+ ................................................................................................ +6 V
     V ............................................................................................... 9 V

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Note 3)

                                                                                                               TC7106/A & TC7107/A

Parameters                         Test Conditions                                                             Min  Typ   Max         Unit
Zero Input Reading
                                   VIN = 0.0 V                                                                  000.0 000.0 +000.0  Digital
Ratiometric Reading                Full-Scale = 200.0mV                                                                               Reading
                                   VIN = VREF                                                                  999 999/1000 1000      Digital
Roll-Over Error (Difference in     VREF = 100 mV                                                                                      Reading
Reading for Equal Positive and     VIN = +V+IN  200mV                                                         1   0.2  +1          Counts
Negative Reading Near Full-Scale)
Linearity (Max. Deviation From     Full-Scale = 200mV                                                          1   0.2  +1          Counts
Best Straight Line Fit)            or Full-Scale = 2.000 V
Common-Mode                        VCM = 1V, VIN = 0V,                                                        --   50    --          V/V
Rejection Ratio (Note 4)           Full Scale = 200.0 mV
Noise (Pk Pk Value Not                                                                                       --   15    --          V
Exceeded 95% of Time)              VIN = 0 V
Leakage Current @ Input            Full-Scale = 200.0mV                                                        --   1     10          pA
Zero Reading Drift
                                   VIN = 0 V                                                                   --   0.2   1           V/C
Scale Factor                       VIN = 0 V
Temperature Coefficient            "C" Device = 0C to +70C                                                   --   1.0   2           V/C
                                   VIN = 0 V
Supply Current (Does Not           "I" Device = 25C to +85C                                                --   1     5           ppm/C
Include LED Current For TC7107/A)  VIN = 199.0mV,
                                   "C" Device = 0C to +70C                                                   --   --    20          ppm/C
                                   (Ext. Ref = 0ppmC)
                                   VIN = 199.0mV                                                               --   0.8   1.8         mA
                                   "I" Device = 25C to +85C
                                   VIN = 0

3-184                                                                                                          TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                        1 TC7106

                                                                                                 TC7106A
                                                                                                   TC7107

                                                                                                 TC7107A

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (Cont.) (Note 3)

                                                                                TC7106/A & TC7107/A                                                    2

Parameters                               Test Conditions                        Min    Typ   Max Unit

Analog Common Voltage                    25k Between Common                     2.7    3.05  3.35 V
(With Respect to Pos. Supply)            and Pos. Supply

Temp. Coeff. of                          25k Between Common
Analog Common
(With Respect                            and Pos. Supply
to Pos. Supply)
                                         0C  TA  +70C                         7106A/7A 20  50      ppm/C
Temp. Coeff. of
Analog Common                            ("C", Commercial Temp. Range Devices) 7106/7  80    --      3 ppm/C
(With Respect
to Pos. Supply)                          25k Between Common

TC7106A ONLY Pk Pk                     and Pos. Supply
Segment Drive Voltage (Note 5)
                                          25C  TA  85C                       --     --    75      ppm/C
TC7106A ONLY Pk Pk
Backplane Drive Voltage (Note 5)         ("I," Industrial Temp. Range Devices)

TC7107A ONLY                             V+ to V = 9V                          4      5     6       V
Segment Sinking Current (Except Pin 19)
                                         V+ to V = 9V                          4      5     6       V
TC7107A ONLY
Segment Sinking Current (Pin 19)         V+ = 5.0V                              5      8.0   --      mA                                                4
                                         Segment Voltage = 3V
                                         V+ = 5.0V                              10     16    --      mA
                                         Segment Voltage = 3V

NOTES: 1. Input voltages may exceed the supply voltages provided the input current is limited to 100A.                                               5
             2. Dissipation rating assumes device is mounted with all leads soldered to printed circuit board.
             3. Unless otherwise noted, specifications apply to both the TC7106/A and TC7107/A at TA = 25C, fCLOCK = 48 kHz. Parts are tested in the
                  circuit of Figure 1.
             4. Refer to "Differential Input" discussion.
             5. Backplane drive is in phase with segment drive for "OFF" segment, 180 out of phase for "ON" segment. Frequency is 20 times
                  conversion rate. Average DC component is less than 50mV.

                                                                                                                                                       6

                                                                                                                                                       7

TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                                  8

                                                                                                         3-185
                                                                                3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

PIN CONFIGURATIONS

               V+ 1     NORMAL PIN  40 OSC 1                     OSC1 1         REVERSE PIN  40 V+

               D1 2 CONFIGURATION 39 OSC2                        OSC2 2 CONFIGURATION 39 D1

               C1 3                 38 OSC 3                     OSC 3 3                     38 C1

               B1 4                 37 TEST                      TEST 4                      37 B1

       1's     A1 5                 36 VR+ EF                    VR+ EF 5                    36 A1 1's

               F1 6                 35 VREF                     VREF 6                     35 F1

               G1 7                 34 CR+EF                     CR+EF 7                     34 G1

               E1 8                 33 CREF                     CREF 8                     33 E1

               D2 9                 32 ANALOG              ANALOG           9                32 D2
               C2 10                      COMMON          COMMON                             31 C2
                                                                     VI+N 10
                                    31 VI+N
                                                                        
               B2 11    TC7106ACPL  30  V                           V  IN  11  TC7106AIJL   30 B2
                        TC7107AIPL         IN                                   TC7107AIJL
       10's                                                                                         10's
               A2 12                29 CAZ                       CAZ 12                      29 A2

               F2 13                28 VBUFF              VBUFF 13                           28 F2

               E2 14                27 VINT                      VINT 14                     27 E2
               D3 15                26 V                          V 15                    26 D3

       100's   B3 16                25 G2                            G2 16                   25 B3  100's
               F3 17                24 C3                            C3 17                   24 F3
               E3 18                23 A 3     100's      100's      A 3 18                  23 E3

       1000's  AB 4 19              22 G3                            G3 19                   22 AB4 1000's

               POL 20               21 BP/GND                     BP/GND 20                  21 POL
                                                          (7106A/7107A)                           (MINUS SIGN)
       (MINUS SIGN)                     (7106A/7107A)

       A1
             B1
                    C1
                           D1
                                 V+
                                         NC
                                               OSC1
                                                      OSC2
                                                             OSC3
                                                                    TEST
                                                                           REF HI
                                                                                                                                          REF HI
                                                                                                                                                 REF LO
                                                                                                                                                        CREF
                                                                                                                                                              CREF
                                                                                                                                                                     COM
                                                                                                                                                                            IN HI
                                                                                                                                                                                   IN LO
                                                                                                                                                                                          A/Z
                                                                                                                                                                                                BUFF
                                                                                                                                                                                                       INT
                                                                                                                                                                                                             V

       6 5 4 3 2 1 44 43 42 41 40                                           44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34

F1 7                 TC7106ACLW                39 REF LO     NC 1                 TC7106ACKW                                                                                                                      33 NC
G1 8                 TC7107ACLW                38 CREF       NC 2                 TC7107ACKW                                                                                                                      32 G2
E1 9                                           37 CREF    TEST 3                (FLAT PACKAGE)                                                                                                                    31 C3
D2 10                    (PLCC)                36 COMMON  OSC3 4                                                                                                                                                  30 A3
C2 11                                          35 IN HI      NC 5                                                                                                                                                 29 G3
NC 12                                          34 NC      OSC2 6                                                                                                                                                  28 BP/GND
                                               33 IN LO   OSC1 7                                                                                                                                                  27 POL
B2 13                                          32 A/Z         V+ 8                                                                                                                                                26 AB4
A2 14                                          31 BUFF        D1 9                                                                                                                                                25 E3
F2 15                                          30 INT         C1 10                                                                                                                                               24 F3
E2 16                                          29 V          B1 11                                                                                                                                               23 B3
D3 17

       18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28                                     12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

       B3
             F3
                    E3
                           AB4
                                  POL
                                         NC
                                               BP/GND
                                                      G3
                                                             A3
                                                                    C3
                                                                           G2
                                                                                                                                          A1
                                                                                                                                                 F1
                                                                                                                                                        G1
                                                                                                                                                              E1
                                                                                                                                                                     D2
                                                                                                                                                                            C2
                                                                                                                                                                                   B2
                                                                                                                                                                                          A2
                                                                                                                                                                                                F2
                                                                                                                                                                                                       E2
                                                                                                                                                                                                              D3

3-186                                                                           TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS           1 TC7106

                                    TC7106A
                                      TC7107

                                    TC7107A

PIN DESCRIPTION

   Pin No.      Pin No.                                                                                    2
40-Pin PDIP  40-Pin PDIP
                          Symbol    Description                                                            3
  (Normal)    (Reverse)                                                                                    4
                               V+   Positive supply voltage.                                               5
         1         (40)        D1   Activates the D section of the units display.                          6
         2         (39)        C1   Activates the C section of the units display.                          7
         3         (38)        B1   Activates the B section of the units display.                          8
         4         (37)        A1   Activates the A section of the units display.
         5         (36)        F1   Activates the F section of the units display.
         6         (35)        G1   Activates the G section of the units display.
         7         (34)        E1   Activates the E section of the units display.
         8         (33)        D2   Activates the D section of the tens display.
         9         (32)        C2   Activates the C section of the tens display.
        10         (31)        B2   Activates the B section of the tens display.
        11         (30)        A2   Activates the A section of the tens display.
        12         (29)        F2   Activates the F section of the tens display.
        13         (28)        E2   Activates the E section of the tens display.
        14         (27)        D3   Activates the D section of the hundreds display.
        15         (26)        B3   Activates the B section of the hundreds display.
        16         (25)        F3   Activates the F section of the hundreds display.
        17         (24)        E3   Activates the E section of the hundreds display.
        18         (23)       AB4   Activates both halves of the 1 in the thousands display.
        19         (22)       POL   Activates the negative polarity display.
        20         (21)        BP   LCD Backplane drive output (TC7106A).
        21         (20)      GND    Digital ground (TC7107A).
                               G3   Activates the G section of the hundreds display.
22           (19)              A3   Activates the A section of the hundreds display.
                               C3   Activates the C section of the hundreds display.
23           (18)              G2   Activates the G section of the tens display.
                               V   Negative power supply voltage.
24           (17)             VINT  Integrator output. Connection point for integration capacitor. See
                                    INTEGRATING CAPACITOR section for more details
25           (16)            VBUFF  Integration resistor connection. Use a 47k resistor for a 200mV full-
                                    scale range and a 470k resistor for 2V full-scale range.
26           (15)             CAZ   The size of the auto-zero capacitor influences system noise. Use a
                                    0.47F capacitor for 200mV full scale, and a 0.047F capacitor for
27           (14)                   2V full scale. See Paragraph on AUTO-ZERO CAPACITOR for more
                                    details.
28           (13)                   The analog LOW input is connected to this pin.
                                    The analog HIGH input signal is connected to this pin.
29           (12)                   This pin is primarily used to set the analog common-mode voltage
                                    for battery operation or in systems where the input signal is
30           (11)         V        referenced to the power supply. It also acts as a reference voltage
                             IN     source. See paragraph on ANALOG COMMON for more details.
                                    See pin 34.
31           (10)         V  +
                             IN

32           (9)          ANALOG

                          COMMON

33           (8)          C  
                             REF

TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.          3-187
                                                                                     3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

PIN DESCRIPTION (Cont.)

       Pin No.      Pin No.

40-Pin PDIP 40-Pin PDIP

(Normal) (Reverse)                       Symbol  Description

        34          (7)                  C  +    A 0.1F capacitor is used in most applications. If a large common-
                                            REF
                                                                                                            
                                                 mode           voltage  exists      (for  example,  the  V  IN  pin  is  not  at  analog

                                                 common), and a 200mV scale is used, a 1F capacitor is recom-

                                                 mended and will hold the roll-over error to 0.5 count.

        35          (6)                  VR EF  See pin 36.

        36          (5)                  V  +    The analog input required to generate a full-scale output (1999
                                            REF  counts). Place 100mV between pins 35 and 36 for 199.9mV
                                                 full-scale. Place 1V between pins 35 and 36 for 2V full scale. See
                                                 paragraph on REFERENCE VOLTAGE.

        37          (4)                  Test    Lamp test. When pulled HIGH (to V+) all segments will be turned on
                                                 and the display should read 1888. It may also be used as a negative
                                                 supply for externally-generated decimal points. See paragraph under
                                                 TEST for additional information.

        38          (3)                  OSC3    See pin 40.
                                         OSC2
        39          (2)                  OSC1    See pin 40.

        40          (1)                          Pins 40, 39, 38 make up the oscillator section. For a 48kHz clock
                                                 (3 readings per section), connect pin 40 to the junction of a 100k
                                                 resistor and a 100pF capacitor. The 100k resistor is tied to pin 39
                                                 and the 100pF capacitor is tied to pin 38.

GENERAL THEORY OF OPERATION                                     where:
DUAL SLOPE CONVERSION PRINCIPLES
                                                                VR = Reference Voltage
     (All Pin Designations Refer to the 40-Pin DIP)             TSI = Signal Integration Time (Fixed)
                                                                TRI = Reference Voltage Integration Time (Variable)
     The TC7106A and TC7107A are dual slope, integrating
analog-to-digital converters. An understanding of the dual      For a constant VIN:
slope conversion technique will aid in following the detailed   VIN = VR TRI
operation theory.
                                                                             TSI
     The conventional dual slope converter measurement
cycle has two distinct phases:                                                                        C

Input Signal Integration                                               ANALOG            INTEGRATOR             COMPARATOR
Reference Voltage Integration (Deintegration)                            INPUT                                
                                                                         SIGNAL                                  +
                                                                                                 +
The input signal being converted is integrated for a fixed

time period (TSI). Time is measured by counting clock                            +/       SWITCH                                  CLOCK
pulses. An opposite polarity constant reference voltage is                                 DRIVER
                                                                             REF
then integrated until the integrator output voltage returns to           VOLTAGE                      PHASE           CONTROL
                                                                                                      CONTROL           LOGIC
zero. The reference integration time is directly proportional
                                                                                           POLARITY CONTROL

to the input signal (TRI). (Figure 2A).                                                                                   COUNTER
     In a simple dual slope converter a complete conversion

requires the integrator output to "ramp-up" and "ramp-                   INTEGRATOR        DISPLAY
                                                                            OUTPUT
down."                                                                                                VIN  VFULL SCALE
                                                                                                      VIN  1/2 VFULL SCALE
A simple mathematical equation relates the input signal,

reference voltage and integration time:                                          FIXED     VARIABLE
                                                                               SIGNAL      REFERENCE
                1    TSI                 VRTRI                           INTEGRATE         INTEGRATE
                                                                                           TIME
                                                                                   TIME

                RC      0 VIN(t)dt = RC                                              Figure 2A. Basic Dual Slope Converter

3-188                                                                                      TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                              1 TC7106

                                                                                                                       TC7106A
                                                                                                                         TC7107

                                                                                                                       TC7107A

     The dual slope converter accuracy is unrelated to the                            Signal Integrate Cycle
integrating resistor and capacitor values as long as they are
stable during a measurement cycle. An inherent benefit is                              2 When the auto-zero loop is opened, the internal differ-
noise immunity. Noise spikes are integrated or averaged to
zero during the integration periods. Integrating ADCs are                             ential inputs connect to VI+N and VIN. The differential input
immune to the large conversion errors that plague succes-                             signal is integrated for a fixed time period. The signal
sive approximation converters in high-noise environments.                             integration period is 1000 counts. The externally set clock
Interfering signals with frequency components at multiples                            frequency is divided by four before clocking the internal
of the averaging period will be attenuated. Integrating ADCs                          counters. The integration time period is:
commonly operate with the signal integration period set to a
multiple of the 50/60 Hz power line period. (Figure 2B)                                       TSI =    4   x 1000
                                                                                                     fOSC
      30                                                                                                               3
                                                                                      where:

                                                                                      fOSC = External Clock Frequency

NORMAL MODE REJECTION (dB)  20                                                             The differential input voltage must be within the device
                                                                                      common-mode range (1V of either supply) when the con-
                            10                                                        verter and measured system share the same power supply
                                                                                      common (ground). If the converter and measured system do
                                     T = MEASUREMENT PERIOD
                                                                                      4 not share the same power supply common, VIN should be

                                                                                      tied to analog common.
                                                                                           Polarity is determined at the end of the signal integrate

                                                                                      phase. The sign bit is a true polarity indication in that signals
                                                                                      less than 1 LSB are correctly determined. This allows
                                                                                      precision null detection, limited only by device noise and
                                                                                      auto-zero residual offsets.

                            0                    1/T    10/T                          5 Reference Integrate Cycle
                              0.1/T  INPUT FREQUENCY                                       The final phase is reference integrate or de-integrate.
                                                                                      VIN is internally connected to analog common and VI+N is
                            Figure 2B. Normal-Mode Rejection of Dual Slope Converter  connected across the previously charged reference capaci-

ANALOG SECTION                                                                        tor. Circuitry within the chip ensures that the capacitor will be

     In addition to the basic signal integrate and deintegrate                        connected with the correct polarity to cause the integrator
cycles discussed, the circuit incorporates an auto-zero
cycle. This cycle removes buffer amplifier, integrator, and                           output to return to zero. The time required for the output to
comparator offset voltage error terms from the conversion.
A true digital zero reading results without adjusting external                        return to zero is proportional to the input signal and is
potentiometers. A complete conversion consists of three
cycles: an auto-zero, signal-integrate and reference-inte-                            6 between 0 and 2000 counts. The digital reading displayed is:
grate cycle.                                                                                                     1000 x VIN
                                                                                                                             VREF

Auto-Zero Cycle                                                                       DIGITAL SECTION (TC7106A)

     During the auto-zero cycle the differential input signal is                           The TC7106A (Figure 3) contains all the segment driv-
disconnected from the circuit by opening internal analog                              ers necessary to directly drive a 3 -1/2 digit liquid crystal
gates. The internal nodes are shorted to analog common
(ground) to establish a zero-input condition. Additional ana-                         7 display (LCD). An LCD backplane driver is included. The
log gates close a feedback loop around the integrator and
comparator. This loop permits comparator offset voltage                               backplane frequency is the external clock frequency divided
error compensation. The voltage level established on CAZ                              by 800. For three conversions/second the backplane fre-
compensates for device offset voltages. The offset error                              quency is 60Hz with a 5V nominal amplitude. When a
referred to the input is less than 10V.                                              segment driver is in phase with the backplane signal the
                                                                                      segment is "OFF." An out of phase segment drive signal
     The auto-zero cycle length is 1000 to 3000 counts.                               causes the segment to be "ON" or visible. This AC drive
                                                                                      configuration results in negligible DC voltage across each
                            TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
                                                                                      8 LCD segment. This insures long LCD display life. The

                                                                                      polarity segment driver is "ON" for negative analog inputs. If
                                                                                      VI+N and VIN are reversed, this indicator will reverse.

                                                                                                                                                                               3-189
3-190                                                                                                                                                                                                                                                                          TC7106
                                                                                                                                                                                                                                                                            TC7106A
                                                                                                                                                                                                                                                                         TC7107
                                                                                                                                                                                                                                                                      TC7107A

                                                                                                                                     TYPICAL SEGMENT OUTPUT
                                                                                                                                                                            V+

                                                                                                                                              0.5mA

                                                                                                                                                              SEGMENT                         LCD DISPLAY
                                                                                                                                                               OUTPUT

                                                                                                                                              2mA

                                                                                                                         TC7106A     INTERNAL DIGITAL GROUND

                                                                                                                                                                                                                                                    BACKPLANE
                                                                                                                                                                                                                                              21

                            Figure 3. TC7106A Block Diagram                             CREF                                 RINT    CAZ         CINT

                                                                         C  +    VR+EF        VREF     C            VBUFF  V+                  VINT                                         LCD SEGMENT DRIVERS
                                                                            REF                            REF

                                                                                 34 36              35  33                   28 1    29          27

                                                                                                                                     INTEGRATOR                                               7 SEGMENT  7 SEGMENT                 7 SEGMENT   200
                                                                                                                                                                                                DECODE     DECODE                    DECODE
                                                                                                                                                                       TO
                                                                            10   A/Z                                                                         DIGITAL
                                                                                                                                                           +  SECTION
                                                                                                    A/Z
                                                                            A                                     +                   +                                                                 DATA LATCH

                                                                                                                                                           
                                                                                                                                     A/Z

                                                                +   31
                                                                IN
                                                             V                   DE DE                                                   COMPARATOR                             THOUSANDS     HUNDREDS   TENS                      UNITS
                                                                                 () (+)
                                                                            INT

                                                                            A/Z                                             LOW                           TO SWITCH DRIVERS
                                                                                                                      +      TEMPCO           FROM COMPARATOR OUTPUT
                                                                                                             V+ 3.0V        VREF                                                                                                                         1 V+
                                                                                                                                                                                                                                                                                       3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS
                                                              ANALOG 32          DE (+) DE ()          26                                    CLOCK                             fOSC                                                          6.2V
                                                             COMMON                    AZ & DE ()      V                                                                                4                                                            37
                                                                                                                                                                                                                                                                TEST
                                                                   30                                                                                                                                   CONTROL LOGIC
                                                                IN                                                                                                                                                                             500
                                                             V
                                                                                                                                                                                                                                                        26 V
TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                  INT                                                                                                 INTERNAL DIGITAL GOUND
                                                                                                                                                                                                                             VTH
                                                                                                                                          40            39                                                                   = 1V
                                                                                                                                     OSC 1       OSC2
                                                                                                                                                                          38
                                                                                                                                                 ROSC              OSC 3

                                                                                                                                                              COSC
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                    1 TC7106

                                                                                                             TC7106A
                                                                                                               TC7107

                                                                                                             TC7107A

     When the TEST pin on the TC7106A is pulled to V+, all          Signal Integrate: 1000 Counts
segments are turned "ON." The display reads 1888. During
this mode the LCD segments have a constant DC voltage                                      (4000 Clock Pulses)                      2
impressed. DO NOT LEAVE THE DISPLAY IN THIS MODE                    This time period is fixed. The integration period is:
FOR MORE THAN SEVERAL MINUTES! LCD displays
may be destroyed if operated with DC levels for extended                     [ ] TSI = 4000 1
periods.                                                                                  fOSC

     The display font and the segment drive assignment are          Where fOSC is the externally set clock frequency.
shown in Figure 4.
                                                                     Reference Integrate: 0 to 2000 Counts
                                     DISPLAY FONT
                                                                                      (0 to 8000 Clock Pulses)                      3

                                                                    The TC7106A/7107A are drop-in replacements for the

                                                                    7106/7107 parts. External component value changes are

                                                                    not required to benefit from the low drift internal reference.

1000's 100's  10's  1's                                             Clock Circuit

                                                                    Three clocking methods may be used:

                                                                    1. An external oscillator connected to pin 40.                  4
                                                                    2. A crystal between pins 39 and 40.

                                                                    3. An R-C oscillator using all three pins.

              Figure 4. Display Font and Segment Assignment                                                  4 TO
                                                                                                                       COUNTER
     In the TC7106A, an internal digital ground is generated
from a 6 volt zener diode and a large P channel source                   40           39              38                            5
follower. This supply is made stiff to absorb the large
capacitive currents when the backplane voltage is switched.                  CRYSTAL

DIGITAL SECTION (TC7107A)                                           EXT  RC NETWORK                          TC7106A
                                                                    OSC                                      TC7107A
     Figure 5 shows the TC7107A. It is designed to drive
common anode LEDs. It is identical to the TC7106A except                     TO TEST PIN ON TSC7106A
that the regulated supply and backplane drive have been                      TO GND PIN ON TSC7107A
eliminated and the segment drive is typically 8mA. The
1000's output (pin 19) sinks current from two LED segments,                        Figure 6. Clock Circuits
and has a 16mA drive capability.
                                                                    COMPONENT VALUE SELECTION                                       6
     In both devices, the polarity indication is "ON" for nega-
tive analog inputs. If VIN and VI+N are reversed, this indication  Auto-Zero Capacitor CAZ
can be reversed also, if desired.
                                                                         The CAZ capacitor size has some influence on system
     The display font is the same as the TC7106A.                   noise. A 0.47F capacitor is recommended for 200mV full-

System Timing                                                       scale applications where 1 LSB is 100V. A 0.047F capaci-

     The oscillator frequency is divided by 4 prior to clocking     tor is adequate for 2.0V full-scale applications. A mylar
the internal decade counters. The three-phase measure-
ment cycle takes a total of 4000 counts or 16000 clock              dielectric capacitor is adequate.                               7
pulses. The 4000 count cycle is independent of input signal
magnitude.                                                          Reference Voltage Capacitor CREF

     Each phase of the measurement cycle has the following               The reference voltage used to ramp the integrator
length:                                                             output voltage back to zero during the reference-integrate
                                                                    cycle is stored on CREF. A 0.1F capacitor is acceptable
Auto-Zero Phase: 1000 to 3000 Counts                              when VIN is tied to analog common. If a large common-mode
                              (4000 to 12000 Clock Pulses)          voltage exists (VREF  analog common) and the application

    For signals less than full-scale, the auto-zero phase is        8 requires 200mV full-scale, increase CREF to 1.0 F. Rollover
    assigned the unused reference integrate time period.
                                                                    error will be held to less than 1/2 count. A mylar dielectric
       TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                   capacitor is adequate.

                                                                                                                       3-191
3-192                                                                                                                                                                                                                                                       TC7106
                                                                                                                                                                                                                                                         TC7106A
                                                                                                                                                                                                                                                      TC7107
                                                                                                                                                                                                                                                   TC7107A

                                                                                                                                  TYPICAL SEGMENT OUTPUT
                                                                                                                                                                         V+

                                                                                                                                           0.5mA

                                                                                                                                                           SEGMENT                                 LED DISPLAY
                                                                                                                                                            OUTPUT

                                                                                                                                           8mA

                                                                                                                         TC7107A  INTERNAL DIGITAL GROUND

                            Figure 5. TC7107A Block Diagram                             CREF                             RINT     CAZ         CINT

                                                                         C  +    VR+EF        VREF     CREF VBUFF      V+                   VINT                                         LCD SEGMENT DRIVERS
                                                                            REF

                                                                                 34 36              35  33               28 1     29          27

                                                                                                                                  INTEGRATOR                                               7 SEGMENT 7 SEGMENT 7 SEGMENT

                                                                                                                                                                    TO                     DECODE      DECODE       DECODE
                                                                                                                                                            DIGITAL
                                                                            10   A/Z                                                                     SECTION
                                                                                                                                                        +
                                                                            A                      A/Z                                                                                              DATA LATCH
                                                                                                                   +                +

                                                                                                                                                        
                                                                                                                                  A/Z

                                                                +   31
                                                                IN
                                                             V                   DE DE                                                COMPARATOR                             THOUSANDS     HUNDREDS    TENS         UNITS
                                                                                 () (+)
                                                                            INT

                                                                            A/Z                                         LOW                            TO SWITCH DRIVERS
                                                                                                                      +  TEMPCO            FROM COMPARATOR OUTPUT
                                                                                                             V+ 3.0V    VREF                                                                                                        1 V+                           3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

                                                              ANALOG 32          DE (+) DE ()          26                                 CLOCK                             fOSC                                                   21
                                                             COMMON                    AZ & DE ()      V                                                                             4                                                 DIGITAL
                                                                                                                                                                                                                                          GROUND
                                                                   30                                                                                                                               LOGIC CONTROL
                                                                IN
TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                   V

                                                                            INT                                                                                                         DIGITAL GOUND

                                                                                                                                                                                                                    500

                                                                                                                                       40            39                38                                                       37
                                                                                                                                  OSC 1       OSC2              OSC 3                                                       TEST

                                                                                                                                              ROSC         COSC
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                      1 TC7106

                                                                                                               TC7106A
                                                                                                                 TC7107

                                                                                                               TC7107A

Integrating Capacitor CINT                                     Oscillator Components

     CINT should be selected to maximize the integrator           2 ROSC (Pin 40 to Pin 39) should be 100k. COSC is
output voltage swing without causing output saturation. Due
to the TC7106A/7107A superior temperature coefficient            selected using the equation:
specification, analog common will normally supply the differ-
ential voltage reference. For this case a 2V full-scale                                             0.45
integrator output swing is satisfactory. For 3 readings/                                 fOSC = RC
second (fOSC = 48kHz) a 0.22F value is suggested. If a
different oscillator frequency is used, CINT must be changed     For fOSC of 48kHz, COSC is 100pF nominally.
in inverse proportion to maintain the nominal 2 V integrator
swing.                                                                Note that fOSC is divided by four to generate the TC7106A

     An exact expression for CINT is:                            3 internal control clock. The backplane drive signal is derived

                                                                 by dividing fOSC by 800.
                                                                 To achieve maximum rejection of 60Hz noise pickup,

                                                                 the signal-integrate period should be a multiple of 60Hz.

           (4000) ( 1 ) ( VFS )                                  Oscillator frequencies of 240kHz, 120kHz, 80kHz, 60kHz,

           fOSC RINT                                             48kHz, 40kHz, etc. should be selected. For 50 Hz rejection,

CINT =                                                           oscillator frequencies of 200kHz, 100kHz, 66 2/3kHz, 50kHz,

           VINT                                                  40kHz, etc. would be suitable. Note that 40kHz (2.5 read-

                                                                 ings/second) will reject both 50Hz and 60Hz.                     4

     Where:                                                      Reference Voltage Selection

     fOSC = Clock frequency at Pin 38                                 A full-scale reading (2000 counts) requires the input
     VFS = Full-scale input voltage                              signal be twice the reference voltage.
     RINT = Integrating resistor
     VINT = Desired full-scale integrator output swing           Required Full-Scale Voltage*                  VREF
                                                                 200.0mV
     CINT must have low dielectric absorption to minimize        2.000V                                        100.0mV            5
rollover error. A polypropylene capacitor is recommended.                                                       1.000V
                                                                 * VFS = 2 VREF
Integrating Resistor RINT
                                                                 In some applications a scale factor other than unity may
     The input buffer amplifier and integrator are designed
with class A output stages. The output stage idling current      exist between a transducer output voltage and the required
is 100A. The integrator and buffer can supply 20A drive
currents with negligible linearity errors. RINT is chosen to     digital reading. Assume, for example, a pressure transducer
remain in the output stage linear drive region but not so large
that printed circuit board leakage currents induce errors. For   output is 400mV for 2000 lb/in2. Rather than dividing the
a 200mV full-scale, RINT is 47k. 2.0V full-scale requires
470k.                                                            6 input voltage by two the reference voltage should be set to

                                                                 200mV. This permits the transducer input to be used
                                                                 directly.

                                                                 The differential reference can also be used when a

Component  Nominal Full-Scale Voltage                            digital zero reading is required when VIN is not equal to zero.

                                                                 This is common in temperature measuring instrumentation.

Value                              200.0mV    2.000V             A compensating offset voltage can be applied between
CAZ                                  0.47F  0.047F
RINT                                    47k                      analog common and VIN. The transducer output is con-
CINT                                 0.22F    470k                                  +
                                              0.22F             7 nected            IN
Note:1.  fOSC = 48kHz (3 readings/sec)                           between    V            and  analog  common.

                                                                 The internal voltage reference potential available at

                                                                 analog common will normally be used to supply the convert-

                                                                 er's reference. This potential is stable whenever the supply

                                                                 potential is greater than approximately 7V. In applications

                                                                 where an externally-generated reference voltage is desired,

                                                                 refer to Figure 7.

                                                                                                                                  8

TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                                              3-193
                                                                                     3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

               V+                             V+                                        INPUT                       CI

  V+                                                                                    BUFFER          RI
       VR+EF
       VR EF           V+                                           +               +
                                                                     VIN
TC7106A        6.8V                                                                                               
TC7107A        ZENER                                                 VCM
                                              6.8k                                                                               VI
    (a)             IZ
                                                  TC04                                                              +
                                              1.2V
                        TC7106A          20k  REF                                                                      INTEGRATOR
                        TC7107A
                                                                                                              TI
                        VR+EF                                                                    [ VI =     RI CI   VCM VIN  [

                                                                                            Where:                                4000

                        VR EF                                                                      TI  = INTEGRATION TIME     =  fOSC

                        COMMON                                                                  CI = INTEGRATION CAPACITOR
                                                                                                RI = INTEGRATION RESISTOR

                        (b)

               Figure 7. External Reference                      Figure 9. Common-Mode Voltage Reduces Available Integrator
                                                                               Swing. (VCOM  VIN)

DEVICE PIN FUNCTIONAL DESCRIPTION                                full-scale swing. The integrator output will swing within 0.3V
                                                                 of V+ or V without increasing linearity errors.
Differential Signal Inputs
(V+IN (Pin 31), VIN (Pin 30))                                   Differential Reference
                                                                     +                      VREF
     The TC7106A/7017A is designed with true differential        (V  REF  (Pin       36),               (Pin  35))
inputs and accepts input signals within the input stage
common mode voltage range (VCM). The typical range is V+              The reference voltage can be generated anywhere
1.0 to V +1 V. Common-mode voltages are removed from           within the V+ to V power supply range.
the system when the TC7106A/TC7107A operates from a
battery or floating power source (isolated from measured              To prevent rollover errors from being induced by large
system) and VIN is connected to analog common (VCOM):           common-mode voltages, CREF should be large compared to
See Figure 8.                                                    stray node capacitance.

     In systems where common-mode voltages exist, the                 The TC7106A/TC7107A circuits have a significantly
86dB common-mode rejection ratio minimizes error. Com-           lower analog common temperature coefficient. This gives a
mon-mode voltages do, however, affect the integrator out-        very stable voltage suitable for use as a reference. The
put level. Integrator output saturation must be prevented. A     temperature coefficient of analog common is 20ppm/C
worst-case condition exists if a large positive VCM exists in    typically.
conjunction with a full-scale negative differential signal. The
negative signal drives the integrator output positive along
with VCM (Figure 9). For such applications the integrator
output swing can be reduced below the recommended 2.0V

                                                                                     SEGMENT        LCD DISPLAY

                                                                                        DRIVE

                               MEASURED             VBUF         CAZ VINT               POL BP
                                 SYSTEM           V+IN                                     OSC1

                                V+                V IN          TC7106A                   OSC3
                               V GND                                                      OV SC2
                                                  ANALOG         VRE F  VR+ EF  V+
               V+ V GND                          COMMON
                  POWER
                 SOURCE                                                              +
                                                                                        9V

               Figure 8. Common-Mode Voltage Removed in Battery Operation with VIN = Analog Common

3-194                                                                                          TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                                             1 TC7106

                                                                                                                                      TC7106A
                                                                                                                                        TC7107

                                                                                                                                      TC7107A

Analog Common (Pin 32)                                           Internal Voltage Reference Stability

     The analog common pin is set at a voltage potential          2 The analog common voltage temperature stability has
approximately 3.0V below V+. The potential is guaranteed
to be between 2.7V and 3.35 V below V+. Analog common            been significantly improved (Figure 10). The "A" version of
is tied internally to the N channel FET capable of sinking       the industry standard circuits allow users to upgrade old
20mA. This FET will hold the common line at 3.0V should an       systems and design new systems without external voltage
external load attempt to pull the common line toward V+.         references. External R and C values do not need to be
Analog common source current is limited to 10A. Analog          changed. Figure 11 shows analog common supplying the
common is therefore easily pulled to a more negative             necessary voltage reference for the TC7106A/TC7107A.
voltage (i.e., below V+ 3.0V).
                                                                                            3
     The TC7106A connects the internal VI+N and VIN inputs
to analog common during the auto-zero cycle. During the                     200
reference-integrate phase, VIN is connected to analog com-
mon. If VIN is not externally connected to analog common,       TEMPERATURE COEFFICIENT (ppm/C)  180  NO
a common-mode voltage exists. This is rejected by the
converter's 86dB common-mode rejection ratio. In battery                                                MAXIMUM                       NO MAXIMUM
operation, analog common and VIN are usually connected,                                                                                SPECIFIED
removing common-mode voltage concerns. In systems where                                            160  SPECIFIED
VIN is connected to the power supply ground or to a given                                                                               TYPICAL
voltage, analog common should be connected to VIN.                                                140

     The analog common pin serves to set the analog section                                        120                                                      4
reference or common point. The TC7106A is specifically                                                                                                      5
designed to operate from a battery or in any measurement                                           100                   NO MAXIMUM
system where input signals are not referenced (float) with
respect to the TC7106A power source. The analog common                                             80   MAXIMUM SPECIFIED
potential of V+ 3.0V gives a 6 V end of battery life voltage.
The common potential has a 0.001%/% voltage coefficient                                                     LIMIT            TYPICAL
and a 15  output impedance.
                                                                                                   60
     With sufficiently high total supply voltage (V+ V
> 7.0V) analog common is a very stable potential with                                                           TYPICAL
excellent temperature stability--typically 20ppm/C. This                                          40
potential can be used to generate the reference voltage. An
external voltage reference will be unnecessary in most                                             20       TC
cases because of the 50ppm/C maximum temperature
coefficient. See Internal Voltage Reference discussion.                                                     7106A            ICL7106  ICL7136

Test (Pin 37)                                                                                      0

     The TEST pin potential is 5V less than V+. TEST may be                                        Figure 10. Analog Common Temperature Coefficient
used as the negative power supply connection for external
CMOS logic. The TEST pin is tied to the internally generated                                                             1                                  6
negative logic supply (Internal Logic Ground) through a                                                                                                     7
500 resistor in the TC7106A. The TEST pin load should be                                                V               V+           24k                   8
no more than 1mA .                                                                                                                    1k
                                                                                                            TC7106A
     If TEST is pulled to V+ all segments plus the minus sign                                               TC7107A
will be activated. Do not operate in this mode for more than
several minutes with the TC7106A. With TEST = V+ the LCD                                                           VR+EF 36
segments are impressed with a DC voltage which will
destroy the LCD.                                                                                                  VR EF      VREF
                                                                                                                             35
     The TEST pin will sink about 10mA when pulled to V+.                                                    ANALOG
                                                                                                            COMMON           32

                                                                                                        SET VREF = 1/2 VFULL SCALE

                                                                                                   Figure 11. Internal Voltage Reference Connection

TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                                                                           3-195
                                                                                           3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

POWER SUPPLIES                                                                             TC7107 Power Dissipation Reduction

     The TC7107A is designed to work from 5V supplies.                                         The TC7107A sinks the LED display current and this
However, if a negative supply is not available, it can be                                  causes heat to build up in the IC package. If the internal
generated from the clock output with two diodes, two capaci-                               voltage reference is used, the changing chip temperature
tors, and an inexpensive IC. (Figure 12)                                                   can cause the display to change reading. By reducing the
                                                                                           LED common anode voltage the TC7107A package power
     In selected applications a negative supply is not re-                                 dissipation is reduced.
quired. The conditions to use a single +5V supply are:
The input signal can be referenced to the center of the                                       Figure 14 is a photograph of a curve-tracer display
                                                                                           showing the relationship between output current and output
     common-mode range of the converter.                                                   voltage for a typical TC7107CPL. Since a typical LED has
The signal is less than 1.5V.                                                           1.8 volts across it at 7mA, and its common anode is con-
An external reference is used.                                                           nected to +5V, the TC7107A output is at 3.2V (point A on
                                                                                           Figure 13). Maximum power dissipation is 8.1mA x 3.2V x
     The TSC7660 DC to DC converter may be used to                                         24 segments = 622mW.
generate 5 V from +5 V (Figure 13).
                                                                                                Notice, however, that once the TC7107A output voltage
                  V+                                                                       is above two volts, the LED current is essentially constant as
                                            CD4009                                         output voltage increases. Reducing the output voltage by
                                                                                           0.7V (point B in Figure 14) results in 7.7mA of LED current,
            V+                                              0.047  1N914                   only a 5 percent reduction. Maximum power dissipation is
                                                              F     10 +                  only 7.7mA x 2.5 V x 24 = 462mW, a reduction of 26%. An
              OSC1                                                   F                   output voltage reduction of 1 volt (point C) reduces LED
              OSC2                                                                         current by 10% (7.3mA) but power dissipation by 38%!
              OSC3                                                 1N914                   (7.3mA x 2.2V x 24 = 385mW).

       TC7107A
                GND

            V

                                   V = 3.3V
       Figure 12. Generating Negative Supply From +5 V

                     +5 V

                     LED                 1                                                           Figure 14. TC7107A Output Current vs Output Voltage
                     DRIVE             V+ VR+EF 36
                                                                                                Reduced power dissipation is very easy to obtain.
                                             VR EF 35                                     Figure 15 shows two ways: either a 5.1 ohm, 1/4 watt resistor
                                                        32                                 or a 1 Amp diode placed in series with the display (but not in
                                                                                           series with the TC7107A). The resistor will reduce the
                                              COM                                          TC7107A output voltage, when all 24 segments are "ON," to
                                                                                           point "C" of Figure 14. When segments turn off, the output
                                       TC7107A  VI+N 31                                    voltage will increase. The diode, on the other hand, will result
                                                                                           in a relatively steady output voltage, around point "B."
                                                                                      VIN
                                                VIN 30                                         In addition to limiting maximum power dissipation, the
                                                                                           resistor reduces the change in power dissipation as the
               +             8                V GND 21                                    display changes. This effect is caused by the fact that, as
       10F                                     26
                  2                                                                                                    TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
                                    5  (5 V)

                  4 TC7660

                     3                          *3-1/2 DIGIT ADC

                           + 10F

Figure 13. Negative Power Supply Generation with TC7660

3-196
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                  1 TC7106

                                                                                                           TC7106A
                                                                                                             TC7107

                                                                                                           TC7107A

fewer segments are "ON," each "ON" output drops more                   APPLICATIONS INFORMATION
voltage and current. For the best case of six segments (a
"111" display) to worst case (a "1888" display) the resistor           Liquid Crystal Display Sources                                              2
will change about 230mW, while a circuit without the resistor
will change about 470mW. Therefore, the resistor will re-                   Several LCD manufacturers supply standard LCD dis-
duce the effect of display dissipation on reference voltage            plays to interface with the TC7106A 3-1/2 digit analog-to-
drift by about 50%.                                                    digital converter.

     The change in LED brightness caused by the resistor is            Manufacturer  Address/Phone         Part Numbers1                           3
almost unnoticeable as more segments turn off. If display
brightness remaining steady is very important to the de-               Crystaloid    5282 Hudson Dr.       C5335, H5535,
signer, a diode may be used instead of the resistor.                   Electronics   Hudson, OH 44236
                                                                                     216/655-2429
                                                                                                           T5135, SX440

  Figure 15. Diode or Resistor Limits Package Power Dissipation        AND           720 Palomar Ave.      FE 0201,0701
                                                                                     Sunnyvale, CA 94086   FE 0203, 2201
APPLICATIONS INFORMATION                                                             408/523-8200          FE 0501

                  +5V            IN                 5V                Epson         3415 Kashikawa St.    LD-B709BZ
                                                                       Hamlin, Inc.  Torrance, CA 90505
                            +                                                       213/534-0360          LD-H7992AZ

     24k               1 M                                        150                612 E. Lake St.                                               4
                                                                                     Lake Mills, WI 53551
                            TP3                                                      414/648-2361          3902, 3933, 3903

                  1k                      0.47

             100                 0.01     F 0.22                      Note: 1. Contact LCD manufacturer for full product listing/specifications.
              pF                  F                F

TP5
     TP2               0.1                               DISPLAY
100
k    TP1               F              47                              Light Emitting Diode Display Sources
                                       k
                                                                        5 Several LED manufacturers supply seven segment
40                               30             TP                21
                                                                       digits with and without decimal point annunciators for the
                                                4                      TC7107A.

                            TC7107A

1                           10                                    20

                                                                       Manufacturer Address                Display Type

                            DISPLAY                                    Hewlett-Packard 640 Page Mill Rd.   LED

     5.1 1/4W                                                          Components    Palo Alto, CA 94304
       1N4001
                                                                       AND           720 Palomar Ave.      LED
                                                                                                                                                   6
                                                                                     Sunnyvale, CA 94086

                                                                                                                                                   7

TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                                               8

                                                                                                                      3-197
                                                                3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

Decimal Point and Annunciator Drive                             Ratiometric Resistance Measurements

     The TEST pin is connected to the internally-generated           The true differential input and differential reference
digital logic supply ground through a 500  resistor. The        make ratiometric reading possible. Typically in a ratiometric
TEST pin may be used as the negative supply for external        operation, an unknown resistance is measured with respect
CMOS gate segment drivers. LCD display annunciators for         to a known standard resistance. No accurately defined
decimal points, low battery indication, or function indication  reference voltage is needed.
may be added without adding an additional supply. No more
than 1mA should be supplied by the TEST pin: its potential           The unknown resistance is put in series with a known
is approximately 5V below V+.                                   standard and a current passed through the pair. The voltage
                                                                developed across the unknown is applied to the input and
            V+                 V+                               the voltage across the known resistor is applied to the
                           4049                                 reference input. If the unknown equals the standard, the
       TC7106A                                                  display will read 1000. The displayed reading can be deter-
                                                                mined from the following expression:
                    BP 21
                TEST 37                                         Displayed Reading =  R Unknown   x 1000

                                    TO LCD                                           R Standard
                                    DECIMAL
                           GND      POINT                            The display will overrange for R Unknown  2 x R
                                                                standard.
                                    TO LCD
                                    BACK-                                      VR+EF V+
                                    PLANE                                      VREF

                           V+                                       RSTANDARD  VI+N              LCD DISPLAY
                                                                RUNKNOWN             TC7106A
       V+ BP                             TO LCD
                                         DECIMAL                               VIN
       TC7106A  DECIMAL                  POINTS                                ANALOG
                    POINT                                                      COMMON

                 SELECT

                                                                Figure 17. Low Parts Count Ratiometric Resistance
                                                                               Measurement

       TEST                4030
                               GND

Figure 16. Decimal Point Drive Using TEST as Logic Ground

3-198                                                                          TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                                                1 TC7106

                                                                                                                                         TC7106A
                                                                                                                                           TC7107

                                                                                                                                         TC7107A

                                                                                                                   + 9V

               IN4148                             +                                                                               26             2
        200mV                           1F                                                                                                     3
VIN                                                                                                                                              4
   9M                                                1                     14                                      1 V+        V            27

900k                              10k

   90k  2V              0.02  1M                     2                     13            24k

                        F                           3                     12                                                TC7106A         29

        20 V                       1M                                                    1k                        36 V+REF
        200 V
                        47k                          4              AD636  11
                         1W
                                                                                                                  35 VREF                  28
                         10%
                              6.8F +                5                     10

                                                     6                     9                                       32 ANALOG

10k                                                                                      1M 10%                    31  COMMON                40
                                                                 7                                                     V+IN
                                                                           8

                              20kW                                             2.2F                        0.01
                               10%
                                                                                                            F     30 VIN                   38

COM

        C1 = 310pF VARIABLE,                                                                                      26 V                     39
        C2 = 132pF VARIABLE

                                                                                                                             SEG         BP

                                                                                                                             DRIVE

                                                                                                                            LCD DISPLAY

                                                                    Figure 18. 3 1/2 Digit True RMS AC DMM

                                                     + 9V                                                                              + 9V      5
                                                                                                                                                 6
        160k            300k       300k                                                  5.6k                          160k

        1N4148                 R1          V+                       V                                                             V+        V
        SENSOR             50k
                                           VIN                                          1N914 R1                              VIN
                    R2                                                                               20k
                50k                        VI+N TC7106A
                                                                                                                               VI+N TC7106A
                                                     VFS = 2V
                                           VR+ EF                              0.7%/C   R3                    R2              VR+ EF
                                                                                    PTC                     20k

                                           VR EF                                                                              VR EF

                                           COMMON                                                                              COMMON

               Figure 19. Temperature Sensor                                   Figure 20. Positive Temperature Coefficient Resistor              7
                                                                                              Temperature Sensor

TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                                                                          8

                                                                                                                                                 3-199
                                                                                        3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS

TC7106
TC7106A
TC7107
TC7107A

                          9V

                              2                 CONSTANT 5 V                                                       1
                                                                                                               V+
                          V+                                                                      V+REF

                          REF02         6           51k          5.1k  TC911                50k        TC7106A
                                                      R4           R5               R2
                                  VOUT                             2                             VREF
                                                NC                 3+                                   VFS = 2.00V
                                             5                         8
                                    ADJ                         1.3k      1                       VIN
                                                                                                  V+IN
                                             3                         4      VOUT =
                                  TEMP                                                            COMMON

                                                                              1.86V @                          V
                                                                                                                   26
                                                TEMPERATURE                   25C      50k
                                                DEPENDENT
                                                OUTPUT                              R1

                          GND
                               4

                                                Figure 21. Integrated Circuit Temperature Sensor

                TO PIN 1                                                               TO PIN 1

                40               SET VREF = 100mV                                             40         SET VREF = 100mV
                          100k                                                                39  100k
                39                                                                            38
                                                                                              37
                38                                                                            36
                                                                                              35
                37        100pF                                                               34  100pF
                                                                                              33
                36                                                                            32
                                                                                              31
                35                                                                                                            +5V
                                                                             TC7107A 30                                    +
                34       0.1F    1 k           22k                                                     0.1F  1k   22k
                    0.47F                      1M                                            29  0.47F                     IN
                33  0.22F                               +                                    28  0.22F               1M  
                                                            IN                                27
                32                                                                            26                              5V
                                                                                             25
       TC7106A  31                   0.01F              9V                                   24                   0.01F
                30                                                                            23
                                                      +                                       22
                29                47k                                                         21               47k

                28                                    

                27

                26

                25

                24        TO DISPLAY                                                              TO DISPLAY
                                 TO BACKPLANE
                23

                22

                21

Figure 22. TC7106A Using the Internal Reference: 200mV Full-                 Figure 23. TC7107A Internal Reference (200mV Full-Scale,
               Scale, 3 Readings-per-second (RPS).                                          3RPS, VIN Tied to GND for Single Ended Inputs).

3-200                                                                                             TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.
3-1/2 DIGIT A/D CONVERTERS                                                                                                       1 TC7106

                                                                                                                                TC7106A
                                                                                                                                  TC7107

                                                                                                                                TC7107A

                            V+           1            40                       TO PIN 1                                                                   2
                                                                                                                                                          3
                        TO                                                                   40                        SET VREF = 1V                      4
                      LOGIC                                                                                 100k
                                                                                             39
                       VCC
                                                             TO                              38
                                                           LOGIC
                                                            GND                              37             100pF

                                                                                             36                            24k              V+
                                                                                                                                          +
                                                                                             35
                                                                                                                                           IN
                                             TC7106A                                         34          0.1F  25k                       

                                                                                             33                            1M               V

                                                                                             32

                                                           V         TC7106A 31                                        0.01F
                                                                                             30                      470k
O/R                                                                   TC7107A                29  0.047F

U/R                                                                                          28

     CD4023                                                                                  27  0.22F
     OR 74C10
                                                                                             26

                                         20           21                                     25

                                                                                             24  TO DISPLAY

                                                                                             23

                                 CD4077  O/R = OVERRANGE                                     22
                                         U/R = UNDERRANGE
                                                                                             21

Figure 24. Circuit for Developing Underrange and Overrange            Figure 25. TC7106A/TC7107A: Recommended Component
               Signals from TC7106A Outputs.                                         Values for 2.00V Full-Scale

TO PIN 1                                                              TO PIN 1                                                                            5
                                                                                                                                                          6
                  40          100k       SET VREF= 100mV                                 40              100k        SET VREF= 100mV                      7
                  39                                                                     39
                  38          100pF                                                      38              100pF
                  37                                                                     37
                  36                     10k         10k          V+                     36                          10k              10k
                  35                                                                     35                                                           V+
                  34      0.1F   1k                  TC04                               34          0.1F      1 k
                  33  0.47F                   1.2V            +                         33      0.47F                                 TC04
                  32                                                                     32                          1.2V                          +
                                        0.01F
                  31                                 1M           IN  TC7107A 31                                   0.01F             1M        IN
                                      47k
TC7107A 30                                                                              30                                               
                                                                                         29
                  29                                                                     28                     47k
                  28                                                                     27
                  27  0.22F                                      V                     26      0.22F
                  26                                                                     25
                  25  TO DISPLAY                                                         24      TO DISPLAY
                  24                                                                     23
                  23                                                                     22
                  22                                                                     21
                  21

Figure 26. TC7107A With a 1.2V External Band-Gap Reference.           Figure 27. TC7107A Operated from Single +5V Supply. An
               (VIN Tied to Common.)                                                 External Reference Must Be Used in This Application.

    TELCOM SEMICONDUCTOR, INC.                                                                 8

                                                                                                                                                            3-201
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