深入剖析 SN65C3243 和 SN75C3243：3 - V 至 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容收发器

在电子工程师的日常工作中，选择合适的 RS - 232 收发器是一个关键决策。今天，我们来深入剖析德州仪器（Texas Instruments）的 SN65C3243 和 SN75C3243 这两款 3 - V 至 5.5 - V 多通道 RS - 232 兼容线路驱动器和接收器，为大家在设计中提供全面的参考。

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产品概述

SN65C3243 和 SN75C3243 集成了三个线路驱动器、五个线路接收器以及一个具有 ±15 - kV ESD 保护的双电荷泵电路，为异步通信控制器和串口连接器之间提供了可靠的电气接口。它的特别之处在于能够在 3 - V 至 5.5 - V 的单电源下工作，这得益于其电荷泵和四个小型外部电容器的设计。

产品特点

宽电压范围与低功耗

该设备可在 3 - V 至 5.5 - V 的 $V_{CC}$ 电源下工作，适应多种电源环境。其典型待机电流低至 1 μA，对于电池供电系统尤为友好。

数据传输能力

支持 250 kbit/s 至 1 Mbit/s 的数据传输速率，并且具有 24 V/μs 至 150 V/μs 的增加压摆率范围，能够满足不同应用场景下的数据传输需求。

ESD 保护

RS - 232 总线引脚的 ESD 保护超过 ±15 kV（人体模型 HBM），有效提高了设备在复杂电磁环境下的可靠性。

逻辑兼容性

即使在 3.3 - V 电源下，也能接受 5 - V 逻辑输入，方便与其他逻辑电平的设备进行接口。

始终激活的非反相接收器输出

ROUT2B 输出始终处于激活状态，允许在设备掉电时使用振铃指示器的应用程序继续传输数据。

应用场景

该产品适用于多种设备，包括电池供电系统、个人电子设备、笔记本电脑、掌上电脑和手持设备等。其低功耗和宽电压范围的特点使其成为这些对电源和尺寸有严格要求的应用的理想选择。

规格参数

绝对最大额定值

参数	最小值	最大值	单位
$V_{CC}$ 电源电压范围	- 0.3	6	V
$V^+$ 正输出电源电压范围	- 0.3	7	V
$V^-$ 负输出电源电压范围	0.3	- 7	V
$V^+ - V^-$ 电源电压差	-	13	V
输入电压范围（驱动/控制）	- 0.3	6	V
输入电压范围（接收器）	- 25	25	V
输出电压范围（驱动）	- 13.2	13.2	V
工作虚拟结温	-	150	℃
存储温度范围	- 65	150	℃

推荐工作条件

参数	最小值	典型值	最大值	单位
供给电压（$V_{CC}$ = 3.3V）	3	3.3	3.6	V
供给电压（$V_{CC}$ = 5V）	4.5	5	5.5	V
驱动和控制高电平输入电压（$V_{CC}$ = 3.3V）	2	-	-	V
驱动和控制高电平输入电压（$V_{CC}$ = 5V）	2.4	-	-	V
驱动和控制低电平输入电压	-	-	0.8	V
驱动和控制输入电压	0	-	5.5	V
接收器输入电压	- 25	-	25	V
工作自由空气温度（SN65C3243）	- 40	-	85	℃
工作自由空气温度（SN75C3243）	0	-	70	℃

热信息

不同封装的热阻参数有所不同，具体如下：	热指标	DB(SSOP) 28 引脚	DW(SOIC) 28 引脚	PW(TSSOP) 28 引脚	单位
$R_{θJA}$ 结到环境热阻	76.1	59.0	70.3	℃/W
$R_{θJc(bp)}$ 结到外壳（顶部）热阻	35.8	28.8	21.0	℃/W
$R_{θJB}$ 结到电路板热阻	37.4	30.3	29.2	℃/W
$Ψ_{JT}$ 结到顶部表征参数	7.4	7.8	1.3	℃/W
$Ψ_{JB}$ 结到电路板表征参数	37.0	30.0	28.8	℃/W
$R_{θJc(bot)}$ 结到外壳（底部）热阻	N/A	N/A	N/A	℃/W

电气特性

输入/输出特性

• 驱动部分：高电平输出电压典型值为 5.4 V，低电平输出电压典型值为 - 5.4 V。
• 接收器部分：高电平输出电压在拉电流为 - 1 mA 时，典型值为 $V_{CC}$ - 0.1 V；低电平输出电压在灌电流为 1.6 mA 时，最大值为 0.4 V。

  供电电流

• 自动掉电禁用时，无负载情况下，DB 和 PW 封装典型值为 0.3 mA，最大值为 1.2 mA；DW 封装典型值为 0.3 mA，最大值为 1 mA。
• 关机时，无负载情况下，典型值为 1 μA，最大值为 10 μA。
• 自动掉电启用时，无负载情况下，典型值为 1 μA，最大值为 10 μA。

开关特性

驱动器

• 最大数据速率可达 1 Mbit/s。
• 脉冲偏斜（$t_{sk(p)}$）在特定条件下最大值为 25 ns。
• 压摆率在 $V_{CC}$ = 3.3V 时，典型值为 18 V/μs，最大值为 150 V/μs。

接收器

• 传播延迟时间（$t{PLH}$ 和 $t{PHL}$）典型值均为 150 ns。
• 输出使能时间（$t{en}$）和输出禁用时间（$t{dis}$）典型值均为 200 ns。
• 脉冲偏斜（$t_{sk(p)}$）典型值为 50 ns。

自动掉电

• 传播延迟时间（$t{valid}$）典型值为 1 μs，（$t{invalid}$）典型值为 30 μs。
• 电源使能时间（$t_{en}$）典型值为 100 μs。

引脚配置与功能

该设备采用 28 引脚封装，不同引脚具有不同的功能，如电压倍增电荷泵电容器的正负极、RS - 232 接收器输入、驱动器输出、自动掉电控制输入等。具体引脚功能如下表所示：	引脚编号	引脚名称	类型	描述
1	C2 +	-	电压倍增电荷泵电容器的正极端
2	C2 -	-	电压倍增电荷泵电容器的负极端
3	V -	-	负电荷泵输出电压
4 - 8	RIN1 - RIN5	-	RS - 232 接收器输入
9 - 11	DOUT1 - DOUT3	O	RS - 232 驱动器输出
12 - 14	DIN1 - DIN3	-	驱动器输入
15 - 19	ROUT1 - ROUT5	O	接收器输出
20	ROUT2B	-	始终激活的非反相接收器输出
21	INVALID	O	无效输出引脚
22	FORCEOFF	I	自动掉电控制输入
23	FORCEON	I	自动掉电控制输入
24	C1 -	-	电压倍增电荷泵电容器的负极端
25	GND	-	接地
26	$V_{CC}$	-	3 - V 至 5.5 - V 电源电压
27	V +	-	正电荷泵输出电压
28	C1 +	-	电压倍增电荷泵电容器的正极端

详细描述

自动掉电功能

当 FORCEON 为低电平且 FORCEOFF 为高电平时，自动掉电功能启用。在此模式下，如果设备未检测到有效的 RS - 232 信号，驱动器输出将被禁用。当 FORCEOFF 为低电平时，驱动器和接收器（除 ROUT2B 外）将关闭，电源电流降至 1 μA。断开串口或关闭外围驱动器会触发自动掉电条件。当 FORCEON 和 FORCEOFF 都为高电平时，自动掉电功能禁用，适用于驱动串口鼠标的情况。

设备功能模式

驱动器功能表

输入（DIN、FORCEON、FORCEOFF、有效 RIN RS - 232 电平）	输出（DOUT）	驱动器状态
X、X、L、X	Z	关机
L、H、H、X	H	自动掉电禁用，正常工作
H、H、H、X	L	自动掉电禁用，正常工作
L、L、H、Yes	H	自动掉电启用，正常工作
H、L、H、Yes	L	自动掉电启用，正常工作
L、L、H、No	Z	自动掉电功能关闭
H、L、H、No	Z	自动掉电功能关闭

接收器功能表

|输入（RIN2、RIN1, RIN3 - RIN5、FORCEOFF、有效 RIN RS - 232 电平）|输出（ROUT2B、ROUT2、ROUT1, ROUT3 - 5）|接收器状态| |L、X、L、X|L、Z、Z|ROUT2B 激活，其他关机| |H、X、L、X|H、Z、Z|ROUT2B 激活，其他关机| |L、L、H、Yes|L、H、H|自动掉电禁用/启用，正常工作| |L、H、H、Yes|L、L、L|自动掉电禁用/启用，正常工作| |H、L、H、Yes|H、H、H|自动掉电禁用/启用，正常工作| |H、H、H、Yes|H、L、L|自动掉电禁用/启用，正常工作| |Open、Open、H、Yes|L、H、H|自动掉电禁用/启用，正常工作|

封装信息

该产品提供多种封装选项，包括 SSOP（DB）、SOIC（DW）和 TSSOP（PW），不同封装的尺寸和引脚数量相同，但在具体应用中可根据实际需求进行选择。

器件型号	封装	主体尺寸（标称）
SN65C3243、SN75C3243	SSOP (DB)	10.2 mm x 5.30 mm
	SOIC (DW)	17.9 mm x 7.50 mm
	TSSOP (PW)	9.70 mm x 4.40 mm

总结

SN65C3243 和 SN75C3243 以其宽电压范围、低功耗、高数据传输速率和强大的 ESD 保护等特点，成为了 RS - 232 通信应用的理想选择。在设计过程中，电子工程师可以根据具体的应用场景和需求，合理选择封装形式，并注意自动掉电功能的使用，以实现最佳的性能和功耗平衡。大家在实际应用中是否遇到过类似收发器的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。