2.5 V/3.3 V ECL差分接收器/驱动器——MC10LVEP16和MC100LVEP16详解

在高速电子系统设计中，差分信号传输因其出色的抗干扰能力和高速传输特性，成为了工程师们的首选方案。而合适的差分接收器/驱动器对于确保信号的准确传输和处理至关重要。今天，我们就来深入了解一下ON Semiconductor推出的两款高性能差分接收器/驱动器——MC10LVEP16和MC100LVEP16。

文件下载：MC10LVEP16DR2.pdf

一、产品概述

MC10/100LVEP16是世界级的差分接收器/驱动器，在功能上与EL16、EP16和LVEL16器件相当。不过，它的输出转换时间比EL16和LVEL16显著更快，这使得LVEP16非常适合与高频和低电压（2.5 V）源进行接口。

需要注意的是，单端CLK输入操作在PECL模式下要求(V{CC} ≥3.0 V)，在NECL模式下要求(V{EE} leq -3.0 V)。

此外，该器件有一个内部生成的电压源(V{BB})引脚。在单端输入条件下，未使用的差分输入应连接到(V{BB})作为开关参考电压，(V{BB})也可用于对交流耦合输入进行偏置。使用时，需要通过一个0.01 μF的电容对(V{BB})和(V{CC})进行去耦，并将电流源或电流阱限制在0.5 mA；不使用时，(V{BB})应悬空。而100系列还包含温度补偿功能。

二、产品特性

2.1 高速性能

• 传播延迟仅为240 ps，最大频率典型值大于4 GHz，能够满足高速信号处理的需求。

  2.2 宽工作电压范围

• PECL模式：工作范围为(V{CC}=2.375 V)至3.8 V，且(V{EE}=0 V)。
• NECL模式：工作范围为(V{CC}=0 V)，(V{EE}=-2.375 V)至 -3.8 V。

  2.3 其他特性

• 提供(V_{BB})输出，方便作为参考电压使用。
• 具有开路输入默认状态，引脚在开路时会有默认电平。
• 与LVDS输入兼容，增加了其在不同系统中的适用性。
• 符合环保标准，无铅、无卤素，且满足RoHS要求。

三、引脚说明

Pin	Function
D*, D**	ECL数据输入
Q, Q	ECL数据输出
(V_{BB})	参考电压输出
(V_{CC})	正电源
(V_{EE})	负电源
NC	不连接
EP（仅DFN8）	热暴露焊盘必须连接到足够的热导管，电气上连接到最负的电源（GND）或悬空。

需要特别注意的是，(D^*)引脚在开路时默认低电平，(D^{**})引脚在开路时默认(V_{CC}/2)。

四、电气特性

4.1 最大额定值

Symbol	Parameter	Condition 1	Condition 2	Rating	Unit
(V_{CC})	PECL模式电源	(V_{EE} = 0 V)		6	V
(V_{EE})	NECL模式电源	(V_{CC}=0V)		-6	V
(V)	PECL模式输入电压 NECL模式输入电压	(V{EE}=0V) (V{CC}=0V)	(V{1} leq V{CC}) (V{1}≥V{EE})	6 -6	V
(I_{out})	输出电流	连续 浪涌		50 100	mA
(I_{BB})	(V_{BB})吸收/源电流			±0.5	mA
(T_{A})	工作温度范围			-40 to +85	°C
(T_{stg})	存储温度范围			-65 to +150	°C
(θ_{JA})	热阻（结到环境）	0 lfpm 500 lfpm	SOIC - 8 NB SOIC - 8 NB	190 130	°C/W
(θ_{JC})	热阻（结到外壳）	标准电路板	SOIC - 8 NB	41 to 44	°C/W
(θ_{JA})	热阻（结到环境）	0 lfpm 500 lfpm	TSSOP - 8 TSSOP - 8	185 140	°C/W
(θ_{JC})	热阻（结到外壳）	标准电路板	TSSOP - 8	41 to 44	°C/W
(θ_{JA})	热阻（结到环境）	0 lfpm 500 lfpm	DFN8 DFN8	129 84	°C/W
(θ_{JC})	热阻（结到外壳）	（Note 1）	DFN8	35 to 40	°C/W
(T_{sol})	波峰焊（无铅）	260°C < 2至3秒		265	°C

超过这些最大额定值可能会损坏器件，影响其功能和可靠性。

4.2 DC特性

文档中详细列出了不同工作电压和温度条件下的DC特性，包括电源电流、输出高低电压、输入高低电压、输入共模电压范围等参数。例如，在PECL模式下，当(V{CC}=2.5 V)，(V{EE}=0 V)时，不同温度下的电源电流在17 mA至28 mA之间变化。这些参数对于工程师在设计电路时进行电源规划和信号电平匹配非常重要。

4.3 AC特性

Symbol	Characteristic	−40 °C			25 °C			85 °C			Unit
Min	Typ	Max	Min	Typ	Max	Min	Typ	Max
(f_{max})	最大频率		> 4			> 4			> 4		GHz
(t{PLH}), (t{PHL})	输出差分传播延迟	150	220	300	170	240	320	190	260	330	ps
(t_{SKEW})	占空比偏斜		5.0	20		5.0	20		5.0	20	ps
(t_{JITTER})	时钟随机抖动（RMS）		不同频率下有对应值	不同频率下有对应上限		不同频率下有对应值	不同频率下有对应上限		不同频率下有对应值	不同频率下有对应上限	ps
(V_{PP})	输入电压摆幅（差分配置）	150	800	1200	150	800	1200	150	800	1200	mV
(t{r}), (t{f})	输出上升/下降时间	70	120	170	80	130	180	100	150	200	ps

这些AC特性参数反映了器件在高速信号处理时的性能表现，工程师需要根据实际应用需求进行合理选择和优化。

五、封装与订购信息

5.1 封装类型

提供多种封装类型，包括SOIC - 8 NB、TSSOP - 8和DFN8等，满足不同应用场景的需求。

5.2 订购信息

Device	Package	Shipping †
MC10LVEP16DTR2G	TSSOP - 8（无铅）	2500 / 卷带包装
MC100LVEP16DG	SOIC - 8 NB（无铅）	98 Units / 管装
MC100LVEP16DR2G	SOIC - 8 NB（无铅）	2500 / 卷带包装
MC100LVEP16DTG	TSSOP - 8（无铅）	100 Units / 管装
MC100LVEP16DTR2G	TSSOP - 8（无铅）	2500 / 卷带包装
MC100LVEP16MNR4G	DFN8（无铅）	1000 / 卷带包装

工程师在订购时可以根据实际需求选择合适的封装和包装形式。

六、应用注意事项

6.1 电源和电压要求

在使用过程中，要严格按照器件的工作电压范围进行供电，特别是单端CLK输入操作对电源电压有特定要求。同时，要注意输入和输出参数会随(V{CC})和(V{EE})的变化而变化。

6.2 散热问题

由于该器件在高速工作时可能会产生一定的热量，因此需要关注其热阻特性，并根据实际情况采取合适的散热措施，如使用散热片或在设计电路板时合理布局散热路径。

6.3 信号匹配

在进行电路设计时，要注意信号的匹配问题，确保输入和输出信号的电平、阻抗等参数符合器件的要求，以保证信号的准确传输和处理。

MC10LVEP16和MC100LVEP16凭借其高速性能、宽工作电压范围和丰富的特性，为工程师在高速差分信号处理领域提供了一个可靠的选择。但在实际应用中，工程师还需要根据具体的设计需求和电路环境，充分考虑各种因素，合理使用这些器件。大家在使用过程中有没有遇到过一些特殊的问题呢？不妨一起分享交流一下。