STBP120
Overvoltage protection device with thermal shutdown
Features
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Input overvoltage protection up to 28 V
Integrated high voltage N-channel MOSFET
switch
Low R
DS(on)
of 90 mΩ
Integrated charge pump
Thermal shutdown protection
Softstart feature to control the inrush current
Enable input (EN)
Fault indication output (FLT)
IN input ESD withstand voltage up to ±15 kV
(air discharge), up to ±8 kV (contact discharge)
in typical application circuit with 1µF input
capacitor (±2 kV HBM for standalone device)
Certain overvoltage options compliant with the
China Communications Standard YD/T 1591-
2006 (overvoltage protection only)
Small, RoHS compliant 2.5 x 2 mm TDFN –
10-lead package.
TDFN – 10-lead (2.5 x 2 mm)
Applications
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Smart phones
Digital cameras
PDA and palmtop devices
MP3 players
Low-power handheld devices.
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September 2009
Doc ID15492 Rev 5
1/36
www.st.com
1
Contents
STBP120
Contents
1
2
Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pin descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
Input (IN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Power output (OUT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Fault indication output (FLT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Enable input (EN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
No Connect (NC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Ground (GND) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3
Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
Power-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Normal operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Undervoltage lockout (UVLO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Overvoltage lockout (OVLO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Thermal shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4
Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.1
4.2
4.3
Calculating the power dissipation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Calculating the junction temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
PCB layout recommendations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5
6
7
8
9
10
Maximum rating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
DC and AC parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Timing diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Typical application performance (STBP120DVDK6F) . . . . . . . . . . . . . 19
Typical thermal characteristics (STBP120DVDK6F) . . . . . . . . . . . . . . . 24
Package mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2/36
Doc ID 15492 Rev 5
STBP120
Contents
11
12
13
14
Tape and reel specification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Part numbering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Package marking information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Doc ID 15492 Rev 5
3/36
List of tables
STBP120
List of tables
Table 1.
Table 2.
Table 3.
Table 4.
Table 5.
Table 6.
Table 7.
Table 8.
Table 9.
Table 10.
Table 11.
Table 12.
Pin description and signal names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Operating and AC measurement conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DC and AC characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TDFN – 10-lead, 2.5 x 2.0 x 0.75 mm body, pitch 0.50 mm,
package mechanical data dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Carrier tape dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Further tape and reel information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reel dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ordering information scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Marking description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.....8
. . . . 13
. . . . 14
. . . . 15
. . . . 15
. . . . 29
. . . . 30
. . . . 30
. . . . 31
. . . . 33
. . . . 34
. . . . 35
4/36
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STBP120
List of figures
List of figures
Figure 1.
Figure 2.
Figure 3.
Figure 4.
Figure 5.
Figure 6.
Figure 7.
Figure 8.
Figure 9.
Figure 10.
Figure 11.
Figure 12.
Figure 13.
Figure 14.
Figure 15.
Figure 16.
Figure 17.
Figure 18.
Figure 19.
Figure 20.
Figure 21.
Figure 22.
Figure 23.
Figure 24.
Figure 25.
Figure 26.
Figure 27.
Figure 28.
Figure 29.
Figure 30.
Logic diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Pinout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Typical application circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Maximum MOSFET current at T
A
= 85 °C for various PCB thermal performance
and T
J
= 125 °C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Startup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Overvoltage protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Disable (EN = high). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
FLT behavior in disable (EN = high) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Startup delay, t
on
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
FLT indication delay (OK), t
start
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Output turn-off time, t
off
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
FLT indication delay (FAULT), t
stop
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Disable time, t
dis
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Startup to overvoltage and startup V
O(FLT)
delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Startup inrush current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Output short-circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Output short-circuit detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
I
CC
vs. temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
I
CC(STDBY)
vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
I
CC(UVLO)
at 2.9 V vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
V
OVLO
vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
V
UVLO
vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
V
OL(FLT)
at 1 mA vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
R
DS(on)
at 1 A vs. temperature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
TDFN – 10-lead, 2.5 x 2.0 x 0.75 mm body, pitch 0.50 mm,
package mechanical drawing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Tape and reel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Reel dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Tape trailer/leader. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Pin 1 orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
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5/36
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