A.5. - Traduzioni del data sheet dell'LM339

LM139/239/339 , LM139A/239A/339A , LM290 , LM3302 quadruplo comparatore di tensione - bassa potenza - basso offset

A.5.1. - Descrizione generale

Le serie LM139 consistono di quattro comparatori di precisione di tensione indipendenti con una tensione di offset massima di 2mV per tutti e quattro i comparatori. Sono progettati specificatamente per funzionare con singola alimentazione su un ampio campo di tensioni. È anche possibile il funzionamento con alimentazione duale e il basso assorbimento di corrente dall'alimentazione è indipendente dal valore della tensione di alimentazione.

Caratteristica eccezionale di questi comparatori è che l'intervallo delle tensioni di modo comune comprende anche la massa, anche se funziona con singola tensione di alimentazione. L'area delle applicazioni comprende comparatori limitatori; semplici convertitori analogico-digitale; generatori d'onda quadra e di ritardo; ampio intervallo VCO; clock per CMOS; multivibratori e porte logiche ad alta tensione. Le serie LM139 sono progettate per essere direttamente interfacciate con TTL CMOS. Quando funzionano tra due tensioni di alimentazione una positiva e una negativa, esse saranno direttamente interfacciabili con logica MOS - dove il basso assorbimento di potenza dell'LM339 è un vantaggio sui comparatori standard.

A.5.2. - Vantaggi

Comparatori di alta precisione.

Contenuta deriva termica di V_OS.

Non indispensabile la doppia alimentazione.

Permette di riconoscere la vicinanza di GND.

Compatibilità con tutte le famiglie logiche.

Assorbimento di potenza adatto a funzionare con batterie.

A.5.3. - Caratteristiche

Ampio campo delle tensioni di alimentazione unipolare e bipolare

Serie LM139 da 2V_DC a 36V_DC e da ±1V_DC a ±18V_DC

Serie LM139A, LM2901, LM3302 da 2V_DC a 28V_DC e da ±1V_DC a ±14V_DC

Assorbimento di corrente dall'alimentazione molto piccolo indipendente dalla tensione di alimentazione (2mW/comparatore a +5V_DC) 0,8mA

Bassa corrente di polarizzazione di ingresso 25h A

Bassa corrente di offset di ingresso ±5h A

Bassa tensione di offset di ingresso ±3mV

L'intervallo delle tensioni di ingresso di modo comune comprende la massa

L'intervallo delle tensioni differenziali di ingresso uguaglia la tensione di alimentazione

Bassa tensione di saturazione di uscita 250mV a 4mA

Tensione di uscita compatibile con famiglie logiche TTL, DTL, ECL, MOS e CMOS

A.5.4. - Valori massimi assoluti

Tensione di alimentazione 36V_DC o ±18V_DC

Tensione differenziale di ingresso 36V_DC

Tensione di ingresso da -0,3V_DC a +36V_DC

Dissipazione di potenza (nota 1)

DIP plastico 570mW

DIP ad intercapedine 900mW

DIP metallico 800mW

Cortocircuito di uscita verso massa (nota 2) illimitato

Corrente di ingresso (V_IN < -0,3V_DC) (nota 3) 50mA

Intervallo delle temperature di funzionamento

LM339A da 0°C a +70°C

LM239A da -25°C a +85°C

LM290A da -40°C a +85°C

LM139A da -55°C a +125°C

Intervallo della temperatura di immagazzinamento da -65°C a +150°C

Sovraccarico termico (saldatura, 10s) 300°C

A.5.5. - Note

Per funzionare alle alte temperature, gli LM339/LM339A, LM2901, LM3302 possono essere usati fino a una massima temperatura di giunzione di 125°C e verrà applicata una resistenza termica di 175°C/W per il dispositivo saldato su un circuito stampato, funzionante in aria in ambiente chiuso. Gli LM239 e LM139 possono essere fatti funzionare con una massima temperatura di giunzione di 150°C. La bassa dissipazione di polarizzazione e la caratteristica ON-OFF delle uscite rendono la dissipazione del chip molto piccola (P_D £ 100mW), purché i transistor di uscita siano lasciati in saturazione.

Cortocircuiti dell'uscita verso V₊ provocano eccessivo riscaldamento ed eventuale distruzione. La massima corrente di uscita è approssimativamente di 20mA indipendente dall'ampiezza di V₊.

Questa corrente esisterà solo quando la tensione a uno degli ingressi è negativa. È dovuta alla giunzione base-collettore del transistor di ingresso PNP che viene polarizzata direttamente e così agisce come un diodo di spegnimento (clamps) di ingresso. In aggiunta all'azione di questo diodo, vi è anche l'azione collaterale del transistor parassita NPN sull'I.C. del chip. L'azione di questo transistor può portare la tensione di uscita del comparatore al livello di tensione V₊ (o a massa con grande sovrapilotaggio) per tutto il tempo in cui un ingresso è pilotato negativamente. Ciò non è distruttivo e si ristabiliranno i normali stati di uscita quando la tensione di ingresso, che era negativa, assumerà un valore maggiore di -0,3V_DC (a 25°C).

Le specifiche valgono per V₊ = 5V_DC e -55°C £ T_A £ +125°C, salvo altre condizioni. Con gli LM239/LM239A, ogni specifica di temperatura è limitata a -25°C £ T_A £ +85°C, gli LM339/LM339A, le specifiche di temperatura sono limitate a 0°C £ T_A £ +70°C, e gli LM2901, LM3302, il campo di temperature è 0 £ T_A £ +85°C.

Il verso della corrente di ingresso è uscente dall'I.C. dovuta allo stadio di ingresso PNP. Questa corrente è essenzialmente costante, indipendente dallo stato dell'uscita così non vi è variazione di carico sui riferimenti o sulle linee di ingresso.

La tensione di ingresso di modo comune o la tensione di segnale su uno o l'altro ingresso non deve essere minore di -0,3V_DC. Il limite superiore dell'intervallo delle tensioni di modo comune è V₊ - 1,5V, ma uno o entrambi gli ingressi possono arrivare a +30V_DC senza danneggiamento (25V per LM3302).

Il tempo di risposta è specificato per un gradino di ingresso di 100mV con un overdrive di 5mV. Per segnali con ampio overdrive si possono ottenere 300h s, vedere la sezione delle caratteristiche tipiche di funzionamento.

Variazioni positive della tensione di ingresso possono superare il livello della tensione di alimentazione. Finché l'altra tensione resta entro il campo di modo comune, il comparatore fornirà un appropriato stato di uscita. Il livello basso della tensione di ingresso non deve essere inferiore a -0,3V_DC (o 0,3V_DC sotto il valore di alimentazione negativa, se usata) (a 25°C).

Al punto di commutazione dell'uscita, V_O » 1,4V_DC, R_S = 0W con V₊ di 5V_DC; e sopra l'intero intervallo di modo comune di ingresso (0V_DC a V₊ - 1,5V_DC).

A.5.6. - Cenni applicativi

Le serie LM139 sono dispositivi con alto guadagno e ampia banda passante, come molti comparatori, possono facilmente oscillare se si innesca un accoppiamento capacitivo tra carico di uscita e ingressi attraverso capacità parassite. Ciò compare solo durante gli intervalli di transizione della tensione di uscita quando il comparatore cambia stato. By passare l'alimentazione non risolve questo problema. Una disposizione standard sui circuiti stampati è utile per ridurre gli accoppiamenti parassiti ingresso-uscita. Riducendo i resistori di ingresso a valori < 10KW si riducono i livelli del segnale retroazionato e alla fine, producendo anche una piccola (1 a 10mV) retroazione positiva (isteresi) produce una transizione così rapida che non sono possibili oscillazioni dovute a retroazione parassita. Semplicemente inserendo l'I.C. e collegando i resistori ai pin si provocheranno oscillazioni ingresso-uscita durante piccoli intervalli di transizione a meno che venga usata l'isteresi. Se il segnale di ingresso è una forma d'onda impulsiva, con tempi di salita e discesa relativamente rapidi, non è necessaria l'isteresi.

Tutti i pin di ogni comparatore non utilizzato devono essere messi a massa.

La rete di polarizzazione delle serie LM139 stabilisce un assorbimento di corrente che è indipendente dal calore della tensione di alimentazione sul campo da 2V_DC a 30V_DC.

Non è in genere necessario usare condensatori di by-pass per l'alimentazione.

La tensione differenziale di ingresso può essere pari a V₊ per tutta la gamma dei dispositivi. Bisogna prevedere una protezione per impedire che la tensione di ingresso scenda al di sotto di -0,3V_DC (a 25°C). Può essere usato un diodo di spegnimento (clamp) di ingresso come mostrato nella parte delle applicazioni.

L'uscita della serie LM139 è il collettore scollegato (libero) di un transistor di uscita NPN con emettitore a massa. Più collettori possono essere collegati insieme per realizzare la funzione Wired-OR. Si può collegare un resistore di pull-up ad una delle tensioni di alimentazione disponibile entro il campo di tensioni di alimentazione consentito e questo non è una restrizione su tale tensione dovuta al valore della tensione che è applicata al terminale V₊ del contenitore dell'LM139. L'uscita può anche essere usata come un semplice deviatore SPST a massa (quando non viene usato un resistore di pull-up). Il valore di corrente che il dispositivo di uscita può assorbire è limitata dal drive disponibile (che è indipendente da V ₊) e dal b del dispositivo. Quando si raggiunge il limite massimo di corrente (circa 16mA), Il transistor di uscita uscirà dalla saturazione e la tensione di uscita salirà molto rapidamente, La tensione di saturazione di uscita è limitata da R_SAT del transistor di uscita di circa 60é. La bassa tensione di offset del transistor di uscita (1mV) consente di ottenere circa il valore di massa per piccole correnti di carico.