ハイサイド・マイクロパワーMOSFETドライバ - リニアテクノロジー

LTC1154
ハイサイド・マイクロパワー
MOSFETドライバ
概要
特長
n
n
n
n
n
n
n
n
n
LTC®1154は、ハイサイド・スイッチング・アプリケーションで低
価格のNチャネルFETを使用可能にするシングル・ハイサイド・
ゲート･ドライバです。内部チャージポンプはゲート・ドライブ
電圧を正電源レールより高い電圧まで昇圧し、外付け部品な
しでNチャネルMOSスイッチを十分に導通します。スタンバイ
電流が 8µA、動作電流が 85µAのマイクロパワー動作を行う
ので、ほぼすべてのシステムで最大効率を達成することができ
ます。
Nチャネルパワー MOSFETを十分に導通
スタンバイ時消費電流 IQ：8µA
動作時消費電流 IQ：85µA
外付けチャージポンプ・コンデンサ不要
電源電圧範囲：4.5V ～ 18V
短絡保護
PTCサーミスタによるサーマル・シャットダウン
状態出力によりシャットダウンを表示
8ピンSOIC パッケージおよび PDIP パッケージで供給
プログラム可能な過電流検出回路を内蔵しています。大きな
突入電流が流れる負荷で誤ってトリガしないように、遅延時
間を付加することができます。アクティブ H のシャットダウン
入力も備えており、標準的 PTCサーミスタに直接インタフェー
スしてサーマル・シャットダウンを行います。オープンドレイン
出力を備えており、スイッチの状態をマイクロプロセッサに知
らせます。アクティブ L のイネーブル入力を備えており、複数
のスイッチをまとめて制御します。
アプリケーション
n
n
n
n
n
n
ラップトップ・コンピュータのパワー・スイッチング
SCSI 終端のパワー・スイッチング
携帯電話のパワーマネージメント
バッテリの充電と管理
産業用および車載用のハイサイド・スイッチング
ステッピング・モーターおよび DCモーターの制御
LTC1154は8ピンDIP パッケージおよび 8ピンSOIC パッケー
ジで供給されます。
L、LT、LTC、LTM、Linear Technologyおよび Linearのロゴはリニアテクノロジー社の登録商標
です。その他すべての商標の所有権は、それぞれの所有者に帰属します。
標準的応用例
電圧降下が非常に小さい、短絡保護機能付き
ハイサイド・スイッチ
スタンバイ時消費電流
50
5V
VIN = 0V
TJ = 25°C
45
µP
IN
VS
EN
DS
0.036Ω*
0.1µF**
200k**
LTC1154
STATUS
GND
IRLR024
G
SD
40
2.7A MAX
SUPPLY CURRENT (µA)
51k
35
30
25
20
15
10
5V
LOAD
5
0
示されている部品はすべて表面実装
* IMS026 INTERNATIONAL MANUFACTURING SERVICE, INC. (401) 683-9700
** 負荷が抵抗性または誘導性の場合は不要
LTC1154 • TA01
0
5
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
20
LTC1153 • TA02
1154fb
1
LTC1154
絶対最大定格
（Note 1）
電源電圧.............................................................................. 22V
入力電圧 .......................................(VS ＋0.3V) ～ (GND – 0.3V)
イネーブル入力電圧.....................(VS ＋0.3V) ～ (GND – 0.3V)
ゲート電圧 .....................................(VS ＋24V) ～ (GND – 0.3V)
状態出力電圧 ...................................................................... 15V
電流（すべてのピン）......................................................... 50mA
動作温度
LTC1154C............................................................. 0°C ～ 70°C
LTC1154H ...................................................... –40°C ～ 150°C
保存温度範囲.................................................... –65°C ～ 150°C
リード温度（半田付け、10 秒）..........................................300°C
ピン配置
TOP VIEW
TOP VIEW
IN 1
8
VS
IN 1
8
VS
ENABLE 2
7
DRAIN SENSE
ENABLE 2
7
DRAIN SENSE
STATUS 3
6
GATE
STATUS 3
6
GATE
GND 4
5
SHUTDOWN
GND 4
5
SHUTDOWN
S8 PACKAGE
8-LEAD PLASTIC SOIC
TJMAX = 100°C, θJA = 150°C/W
N8 PACKAGE
8-LEAD PLASTIC DIP
TJMAX = 100°C, θJA = 130°C/W
発注情報
鉛フリー仕様
テープアンドリール
LTC1154CN8#PBF
LTC1154CN8#TRPBF
製品マーキング
パッケージ
温度範囲
8-Lead Plastic DIP
0°C to 70°C
LTC1154CS8#PBF
LTC1154CS8#TRPBF
1154
8-Lead Plastic SIOC
0°C to 70°C
LTC1154HS8#PBF
LTC1154HS8#TRPBF
1154H
8-Lead Plastic SIOC
-40°C to 150°C
鉛ベース仕様
テープアンドリール
製品マーキング
パッケージ
温度範囲
LTC1154CN8
LTC1154CN8#TR
8-Lead Plastic DIP
0°C to 70°C
LTC1154CS8
LTC1154CS8#TR
1154
8-Lead Plastic SIOC
0°C to 70°C
LTC1154HS8
LTC1154HS8#TR
1154H
8-Lead Plastic SIOC
-40°C to 150°C
さらに広い動作温度範囲で規定されるデバイスについては、弊社または弊社代理店にお問い合わせください。
鉛フリー仕様の製品マーキングの詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/leadfree/ をご覧ください。
テープアンドリールの仕様の詳細については、http://www.linear-tech.co.jp/tapeandreel/ をご覧ください。
電気的特性
l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA ＝ 25 Cでの値。注記がない限り、VS = 4.5V ∼ 18V、
TA = 25 C、VEN = 0V、VSD = 0V。
SYMBOL
PARAMETER
VS
Supply Voltage
IQ
Quiescent Current OFF
VINH
TYP
MAX
18
V
VS = 5V, VIN = 0V
8
20
µA
Quiescent Current ON
VS = 5V, VIN = 5V
85
120
µA
Quiescent Current ON
VS = 12V, VIN = 5V
180
400
µA
Input High Voltage
CONDITIONS
MIN
l
l
4.5
2
UNITS
V
1154fb
2
LTC1154
電気的特性
l は全動作温度範囲の規格値を意味する。それ以外は TA ＝ 25 Cでの値。注記がない限り、VS = 4.5V ∼ 18V、
TA = 25 C、VEN = 0V、VSD = 0V。
SYMBOL
PARAMETER
CONDITIONS
VINL
Input Low Voltage
IIN
Input Current
CIN
Input Capacitance
VENH
ENABLE Input High Voltage
l
VENL
ENABLE Input Low Voltage
l
IEN
ENABLE Input Current
VSDH
Shutdown Input High Voltage
l
VSDL
Shutdown Input Low Voltage
l
0.8
V
ISD
Shutdown Input Current
l
±1
µA
VSEN
Drain Sense Threshold Voltage
mV
mV
µA
0V < VIN < VS
0V < VIN < VS
0V < VIN < VS
MIN
0.8
V
µA
0V < VSEN < VS
l
VGATE – VS
Gate Voltage Above Supply
l
l
l
VSTAT
Status Output Low Voltage
VS = 5V
VS = 6V
VS = 12V
ISTAT = 400µA
ISTAT
Status Output Leakage Current
VSTAT = 12V
l
tON
Turn-ON Time
VS = 5V, CGATE = 1000pF
Time for VGATE > VS + 2V
Time for VGATE > VS + 5V
VS = 12V, CGATE = 1000pF
Time for VGATE > VS + 5V
Time for VGATE > VS + 10V
VS = 5V, CGATE = 1000pF, Time for VGATE < 1V
Short-Circuit Turn-OFF Time
tSD
Shutdown Turn-OFF Time
3.5
5
pF
2.6
V
1
l
Drain Sense Input Current
tSC
UNITS
±1
ISEN
Turn-OFF Time
MAX
l
l
tOFF
TYP
l
0.6
V
±1
µA
2
V
80
75
100
100
120
125
± 0.1
6
7.5
15
7
8.3
18
0.05
9
15
25
0.4
V
V
V
V
1
µA
l
30
100
110
450
300
1000
µs
µs
20
50
10
80
160
36
200
500
60
µs
µs
µs
VS = 12V, CGATE = 1000pF, Time for VGATE < 1V
10
28
60
µs
VS = 5V, CGATE = 1000pF, Time for VGATE < 1V
5
25
40
µs
VS = 12V, CGATE = 1000pF, Time for VGATE < 1V
5
23
40
µs
VS = 5V, CGATE = 1000pF, Time for VGATE < 1V
17
40
µs
VS = 12V, CGATE = 1000pF, Time for VGATE < 1V
13
35
µs
Note 1：絶対最大定格に記載された値を超えるストレスはデバイスに永続的損傷を与える可
能性がある。長期にわたって絶対最大定格条件に曝すと、デバイスの信頼性と寿命に悪影響
を与える可能性がある。
1154fb
3
LTC1154
標準的性能特性
スタンバイ時消費電流
VIN = 0V
TA = 25°C
45
動作時消費電流
30
25
20
20
18
700
600
500
400
14
12
10
10
200
8
5
100
6
0
5
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
0
20
0
5
入力スレッショルド電圧
1.8
VON
1.6
VOFF
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0
5
15
10
SUPPLY VOLTAGE (V)
30
140
27
130
24
120
21
110
18
100
90
70
6
60
3
0
5
50
CGATE = 1000pF
35
400
VGS = 5V
300
200
VGS = 2V
100
0
0
5
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
20
LTC1153 • TPC07
50
CGATE = 1000pF
TIME FOR VGATE < 1V
0
2
4
6
SUPPLY VOLTAGE (V)
25
20
15
35
25
20
15
10
5
5
0
5
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
20
LTC1154 • TPC08
LTC1154 • TPC06
30
10
0
10
CGATE = 1000pF
TIME FOR VGATE < 1V
VSEN = VS – 1V
NO EXTERNAL DELAY
40
30
8
短絡ターンオフ遅延時間
45
TURN-OFF TIME (µs)
40
TURN-OFF TIME (µs)
800
700
500
0
20
ターンオフ時間
45
600
15
10
SUPPLY VOLTAGE (V)
LTC1154 • TPC05
ターンオン時間
900
12
9
LTC1154 • TPC04
1000
15
80
50
20
ローサイド・ゲート電圧
150
VGATE (V)
2.0
20
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
LTC1154 • TPC03
ドレイン検出スレッショルド電圧
2.2
5
0
LTC1154 • TPC02
DRAIN SENSE THRESHOLD VOLTAGE (mV)
2.4
0
20
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
LTC1154 • TPC01
INPUT THRESHOLD VOLTAGE (V)
16
300
15
ハイサイド・ゲート電圧
22
800
35
0
TURN-ON TIME (µs)
24
TA = 25°C
900
SUPPLY CURRENT (µA)
40
SUPPLY CURRENT (µA)
1000
VGATE – VS (V)
50
0
0
5
10
15
SUPPLY VOLTAGE (V)
20
LTC1154 • TPC09
1154fb
4
LTC1154
標準的性能特性
1000
VIN = 0V
VEN = 0V
45
900
2.4
VIN = 5V
VEN = 0V
35
30
25
20
15
VS = 18V
10
5
–25
50
25
0
75
TEMPERATURE (°C)
600
500
VS = 12V
300
200
VS = 5V
100
VS = 5V
0
–50
700
400
100
0
–50
125
–25
2.2
ENABLE THRESHOLD VOLTAGE (V)
SHUTDOWN THRESHOLD VOLTAGE (V)
5.0
1.8
1.6
1.4
VS = 5V
1.2
VS = 18V
1.0
0.8
0.6
0.4
–50
–25
25
0
50
75
TEMPERATURE (°C)
100
125
LTC1154 • TPC13
1.8
1.6
1.4
VS = 5V
1.2
VS = 18V
1.0
0.8
25
0
50
75
TEMPERATURE (°C)
100
0.4
–50
125
–25
25
0
50
75
TEMPERATURE (°C)
LTC1154 • TPC11
シャットダウン・
スレッショルド電圧
2.0
2.0
0.6
LTC1154 • TPC10
2.4
入力オンのスレッショルド電圧
2.2
800
SUPPLY CURRENT (µA)
SUPPLY CURRENT (µA)
40
動作時消費電流
INPUT THRESHOLD VOLTAGE (V)
スタンバイ時消費電流
4.5
ENABLE スレッショルド電圧
VS = 12V
4.0
3.5
DISABLE
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
–50
125
ゲート・ドライブ電流
1000
3.0
100
LTC1154 • TPC12
GATE DRIVE CURRENT (µA)
50
TA = 25°C
100
VS = 18V
VS = 12V
10
VS = 5V
1
ENABLE
–25
25
0
50
75
TEMPERATURE (°C)
100
125
LTC1154 • TPC14
0.1
0
4
8
12
16
GATE VOLTAGE ABOVE SUPPLY (V)
20
LTC1154 • TPC15
ピン機能
入力ピンとシャットダウン・ピン
ENABLE 入力ピン
LTC1154の入力
（INPUT）
ピンはアクティブ H であり、オンに
すると、保護回路とチャージポンプ回路のすべてが起動しま
す。シャットダウン・ピンは、2 次的なフォールト状態（過温度な
ど）
が検出されると、スイッチを直ちにディスエーブルするよう
に設計されています。LTC1154のロジック入力とシャットダウ
ン入力は、グランドと電源に接続されたESD 保護ダイオード
を備えた高インピーダンスCMOSゲートの入力なので、電源
レールより上に強制してはなりません。シャットダウン・ピンを
使用しない場合はグランドに接続します。
ENABLE 入力は、複数のLTC1154 ハイサイド・スイッチをま
とめてイネーブルするか、または2 次的な制御手段を提供す
るために使用することができます。反転入力として動作するこ
とも可能です。ENABLE 入力は、グランドと電源に接続され
たESDクランプ・ダイオードを備えた高インピーダンスCMOS
ゲートの入力であるため、電源レールより上に強制してはなり
ません。このピンを使用しないときは接地します。
1154fb
5
LTC1154
ピン機能
ゲート・ドライブ・ピン
ドレイン検出ピン
ゲート・ドライブ・ピンは、スイッチがオフのときにグランドに
ドライブされるか、またはスイッチがオンのときに電源レール
より上にドライブされます。電源レールより上にドライブされる
と、このピンは比較的高インピーダンス
（数百 kΩに相当）に
なります。このピンのグランドまたは電源への寄生抵抗による
あらゆる負荷を最小限に抑えるように注意してください。
ドレイン検出ピンは電源ピンの電圧と比較されます。このピ
ンの電圧が電源ピンより100mV 以上低いと、入力ラッチが
リセットされ、MOSFETゲートが短時間で放電されます。入力
またはENABLE 入力をサイクルして短絡ラッチをリセットし、
MOSFETをオンに戻します。
電源ピン
LTC1154の電源ピンは2つの重要な役割を果たします。1つ
目の役割は明確で、入力、ゲート・ドライブ、安定化および保
護回路に電力を供給することです。2つ目の役割はあまり明確
ではなく、100mVの内部リファレンス用のドレイン・センス抵
抗の上側への4 端子接続を与えることです。
LTC1154は、MOSFETのゲートが常にアクティブにドライブ
されるように、電力が連続して供給されます。電源ピンから電
源を取り外してから再び接続する必要がある場合、電源が再
び接続されてから数ミリ秒後に入力ピン
（またはイネーブル・
ピン）
をサイクルして、入力ラッチと保護回路をリセットします。
また、入力ピンとイネーブル・ピンに10kの抵抗を接続し、ESD
保護ダイオードを介して電源ピンに流れる電流を制限します。
LTC1154 の電源ピンはグランドより下に強制してはなりませ
ん。グランドより下にすると、デバイスに永続的損傷を与え
る可能性があります。負の電源電圧過渡が予想される場合、
グランド・ピンと直列に300Ωの抵抗を挿入します。
このピンもESD 保護機能を備えた高インピーダンスCMOS
ゲートの入力であるため、電源レールより上に強制してはなり
ません。過電流保護機能を無効にするには、
ドレイン検出ピン
を電源に短絡します。
大きな電源コンデンサ、ランプ、モーターなどの負荷には大き
な突入電流が必要です。センス抵抗とドレイン検出ピンの間
にRCによる遅延時間を付加して、起動時にドレイン検出回路
が誤ってトリガしないようにすることができます。この時定数は
数マイクロ秒から数秒の範囲で設定可能です。ただし、遅延
が非常に大きいと、短絡状態によってMOSFET が破壊される
危険性が生じることがあります。
（｢アプリケーション情報｣の
セクションを参照してください。）
状態ピン
状態ピンはオープンドレイン出力で、フォールト状態が検出さ
れると L にドライブされます。この出力ピンとロジック電源の
間に51kのプルアップ抵抗を接続します。個別にフォールト検
出をする必要がない場合、複数のLTC1154の状態ピンを相互
にOR 接続することができます。このピンを使用しない場合は、
非接続にする必要があります。
ブロック図
DRAIN
SENSE
ANALOG SECTION
VS
LOW STANDBY
CURRENT
REGULATOR
100mV
REFERENCE
ANALOG
SHUTDOWN
TTL-TO-CMOS
CONVERTER
10µs
DELAY
COMP
SHUTDOWN
GATE CHARGE
AND DISCHARGE
CONTROL LOGIC
DIGITAL
GATE
R
INPUT
ENABLE
STATUS
TTL-TO-CMOS
CONVERTER
VOLTAGE
REGULATORS
ONE
SHOT
INPUT
LATCH
S
OSCILLATOR
AND CHARGE
PUMP
FAST/SLOW
GATE CHARGE
LOGIC
GND
FAULT DETECTION
AND STATUS
OUTPUT DRIVER
LTC1154 • BD01
1154fb
6
LTC1154
真理値表
入力
出力
スイッチの状態
IN
EN
SD
X
H
X
L
H
L
X
X
L
H
スイッチ・オフ
H
L
L
H
H
スイッチ・オン
H
L
L
L
L
スイッチはラッチオフ
（過電流）
H
L
L
L
スイッチはラッチオフ
（シャットダウン）
L= ロジック L
H= ロジック H
X= 無関係
GATE STATUS
スイッチ・オフ
＝エッジでトリガ
LTC1154 がどのように入力を受け取り、マイクロプロセッサに
ステータス情報を返すかを真理値表に示します。マイクロプロ
セッサからのENABLEと入力信号がスイッチを通常動作モー
ドに制御します。ここで、ゲート・ドライブの立ち上がり時間と
立ち下がり時間はEMI 放射とRFI 放射を制限するように制
御されます。ただし、シャットダウンおよび過電流検出回路は
ゲートを非常に高速でオフし、MOSFETスイッチと負荷を危
険な状態に曝すのを防ぎます。状態ピンは、スイッチが通常に
動作している間Ｈに保たれ、フォールト状態が検出されたと
きだけ L にドライブされます。シャットダウン・ピンはエッジに
反応し、シャットダウン・ピンがＬ状態に戻っても出力をオフ
にラッチすることに注意してください。
動作
LTC1154は、保護、状態フィードバック、およびチャージポンプ
機能を備えたシングル・マイクロパワーMOSFETドライバです。
LTC1154は以下の機能ブロックで構成されています。
ブします。チャージポンプ・ロジックによって生じるノイズが、
100mVのリファレンスやアナログ・コンパレータに結合しない
ように、レギュレータの出力は互いに絶縁されています。
TTL および CMOS 互換入力
ゲート・チャージポンプ
LTC1154の入力とシャットダウン入力は、幅広いロジック・ファ
ミリに対応するように設計されています。どちらの入力スレッ
ショルドも約1.3Vに設定されており、約100mVのヒステリシス
があります。
MOSFETスイッチのゲート・ドライブは、電源電圧よりもはる
かに高いゲート電圧を発生する適応型チャージポンプ回路に
よって行われます。チャージポンプ・コンデンサが内蔵されてい
るので、ゲート・ドライブを行うための外付け部品は不要です。
スタンバイ電流が小さい電圧レギュレータが、TTL から
CMOS へのコンバータに連続してバイアスを供給します。
TTL-CMOSコンバータの出力は回路のその他の部分を
イネーブルします。スタンバイ・モードでは、このようにして消費
電力が最小限に抑えられます。
ENABLE 入力
ENABLE 入力はCMOS 互換であり、ロジック H に保たれる
と、入力信号を無効にします。この入力を使用しないときは接
地します。
内部電圧レギュレーション
TTL-CMOSコンバータの出力は、低電圧 CMOSロジックとア
ナログ・ブロックに電力を供給する2つの安定化電源をドライ
ドレイン電流の検出
LTC1154は、ハイサイド・アプリケーションでパワー MOSFET
のドレインに流れ込む電流を検出するように構成されていま
す。100mVの内部リファレンスは、ドレインのリードと直列接
続されたセンス抵抗（標準で0.002Ω ∼ 0.10Ω）
の両端の電圧
降下と比較されます。この抵抗両端の電圧降下が 100mVの
内部スレッショルドを超えると、入力ラッチがリセットされ、大
きなNチャネル・トランジスタによってゲートが短時間で放電
されます。
ゲートの制御された立ち上がり時間と立ち下がり時間
入力がオンに切り替わると、内部チャージポンプによってゲー
トが充電され、入力がオフに切り替わると、制御された状態で
1154fb
7
LTC1154
動作
ゲートが放電されます。通常動作時には、充放電レートが RFI
放射とEMI 放射を最小限に抑えるように設定されています。
短絡や電流過負荷状態が生じると、大きなNチャネル・トラン
ジスタによってゲートが非常に短時間（標準で数 μs）
で放電さ
れます。
状態出力ドライバ
状態回路はフォールト検出ロジックを継続的にモニタします。
MOSFETのゲートが保護回路によって L にドライブされる
と、このオープンドレイン出力は L にドライブされます。INま
たはENABLE 入力をサイクルすると、状態回路は入力ラッチ
とともにリセットされます。
アプリケーション情報
MOSFETと負荷の保護
LTC1154は、過電流状態が検出されると直ちにゲートのドラ
イブを停止することにより、パワー MOSFETスイッチを保護し
ます。
ドレイン検出ピンと直列の外部遅延なしに、抵抗性負荷
と誘導性負荷を保護することができます。ただし、負荷がラン
プの場合、過電流保護の遅延時間は、ランプを起動するため
に十分長くする必要がありますが、MOSFETの安全を確保で
きるように十分短くする必要があります。
抵抗性負荷
12V
IN
VS
リレー、ソレノイド、ステッピング・モーターの巻線など、主に
誘導性の負荷は、遅延をできるだけ短くし、MOSFET が過負
荷状態に曝される時間を最小限に抑えることによって保護し
ます。10µsの内部遅延は、電源や負荷の過渡によって過電流
保護が誤ってトリガされないようにします。図 2に示すように、
外付けの遅延部品は不要です。
誘導性負荷が大きい
（>0.1mH）場合には、インダクタの両端
にダイオードを直接接続して、蓄積されたエネルギーをグラン
ドに安全に迂回させる必要があるかもしれません。多くの誘
導性負荷はこれらのダイオードを備えています。ダイオードを
備えていない場合には、図 2に示すように、負荷の両端に適切
な電流定格のダイオードを接続して、蓄積されたエネルギー
を安全に迂回させる必要があります。
100µF
0.036Ω
DS
EN
LTC1154
G
STATUS
IRFZ24
15V
SD
GND
主に抵抗性の負荷は、遅延をできるだけ短くし、MOSFET が
過負荷状態に曝される時間を最小限に抑えることによって保
護します。ドレイン検出回路は約 10µsの遅延を備えており、
電源や負荷の過渡状態による誤ったトリガを防ぎます。この
遅延は短い負荷過渡電流と負荷に並列な小容量のコンデン
サ
（<1µF）の充電開始を
「マスク」するのに十分な長さです。
したがって、図 1に示すように、ドレイン検出ピンはドレイン電
流センス抵抗に直接接続することができます。
誘導性負荷
+
RLOAD
12Ω
CLOAD ≤ 1µF
LTC1154 • F01
図 1．抵抗負荷の保護
12V
IN
VS
+
100µF
0.036Ω
DS
EN
LTC1154
STATUS
G
IRFZ24
15V
GND
SD
1N5400
12V, 1A
SOLENOID
LTC1154 • F02
図 2．誘導性負荷の保護
1154fb
8
LTC1154
アプリケーション情報
容量性負荷
ランプ負荷
大容量のバイパス･コンデンサを使った複雑な電気的システ
ムなど、容量性負荷が大きい場合には、図3に示す回路を使っ
て電力を供給する必要があります。パワーMOSFETのゲート・
ドライブはRC 遅延ネットワーク
（R1とC1）
を介しているので、
スイッチのターンオン・ランプレートが大幅に減少します。ま
た、MOSFETのソース電圧がゲート電圧に応じて変化するの
で、グランドから負荷に滑らかかつ緩やかに電力が供給され
ます。これにより、電源コンデンサに流れ込む起動電流が大
幅に減少し、その結果、電源過渡が低減され、敏感な電気的
負荷を緩やかに起動することができます。
（過電流状態が生じ
た場合、ダイオードD1 が LTC1154の保護回路の直接経路に
なり、ゲートを短時間で放電します。）
ターンオン時にランプによって生成される突入電流は、定格
動作電流の10 倍∼ 20 倍になる可能性があります。図 4に示
す回路では、バルブが最初にオンするとき、電流制限スレッ
ショルドが 100msの間 11 倍（30Aまで）
シフトアップされます。
突入電流が減少すると、電流制限は2.7Aまで低下します。
12V
IN
VS
+
10k
DS
EN
VN2222LL
LTC1154
G
STATUS
VS
EN
DS
CD
0.01µF
GND
G
12V/1A
BULB
D1
1N4148
LTC1154
STATUS
MTP3055EL
9.1V
0.036Ω
RD
100k
0.1µF
SD
GND
470µF
R1
100k
SD
LTC1154 • F04
R2
100k
図 4．遅延保護付きランプ・ドライバ
MTP3055E
C1
0.33µF
OUT
15V
+
CLOAD
100µF
LTC1154 • F03
図 3．大きな容量性負荷への電力供給
ドレイン検出入力と直列に接続するRCネットワーク
（RDと
CD）
は、
起動後の予測される負荷特性に基づいてトリップする
ように設定します。この回路を使用すると、大きな容量性負荷
に電力を供給する他、過電流状態に短時間で対応することが
できます。スイッチの出力がグランドから立ち上がるときのラン
プレートは次式で概算されます。
dV/dt = (VGATE – VTH)/(R1 • C1)
したがって、起動時にコンデンサに流れ込む電流は次式で概
算されます。
ISTART-UP = CLOAD • dV/dt
図 3に示す値を使用すると、起動電流は100mA 以下になり、
遅延時間 1msで2.7Aに設定されたドレイン検出回路を誤っ
てトリガすることはありません。
RD とCD の選択
図 5は、正規化された過電流シャットダウン時間と正規化さ
れたMOSFET 電流のグラフです。このグラフを使用し、ドレイ
ン・センス抵抗とドレイン検出入力の間のシンプルなRC 遅延
回路を構成する2つの遅延部品（RDとCD）
を選択します。
10
OVERCURRENT SHUTDOWN TIME (1 = RC)
IN
+
0.036Ω
100k
1M
12V
470µF
1
0.1
0.01
1
10
100
MOSFET CURRENT (1 = SET CURRENT)
LTC1154 • F05
図 5．過電流シャットダウン時間とMOSFET 電流
1154fb
9
LTC1154
アプリケーション情報
グラフのY 軸は1つのRC 時定数に正規化されています。X 軸
は電流に正規化されています。
（設定電流は、
ドレイン・センス
抵抗の両端に100mVを発生させるのに必要な電流として定
義されたものです。）
MOSFET 電流のレベルを大きくするとシャットダウン時間が
短くなることに注意してください。これにより、MOSFETによっ
て消費される全エネルギーが常に安全動作のためにメー
カーが規定した範囲内になります。
（詳細についてはMOSFET
のデータシートを参照してください。）
12V
+
5V
120k 10k
5V
µP OR
CONTROL
LOGIC
10µF
IN
10k
VS
0.05Ω
DS
EN
LTC1154
10k
MTP12N06
G
STATUS
15V
SD
GND
10k LOAD
300Ω
スピードアップ・ダイオードの使用
パワー MOSFET が短絡状態の時間を短くするため、図 6に示
すように、遅延抵抗を小信号ダイオードで
「バイパス」
します。
ドレイン・センス抵抗両端の電圧降下が約 0.7Vを超えると、
ダイオードが導通し、検出ピンへの直接経路が与えられるの
で、MOSFET が過負荷状態に置かれる時間が大幅に短くな
ります。
ドレイン・センス抵抗の値は最大 DC 電流を2.8Aに制
限するように選択します。ドレイン電流が 20Aを超えるとダイ
オードが導通し、ターンオフ時間を15µsに短縮します。
12V
IN
+
VS
0.01µF
DS
EN
100µF
1N4148
0.036Ω
100k
LTC1154
STATUS
IRF530
G
LTC1154 • F07
図 7．逆バッテリ保護
電流制限付き電源
LTC1154を適正に動作させるには、電源ピンに少なくとも3.5V
が必要です。したがって、LTC1154の電源は、スイッチの出力
がグランドに短絡したときでも、常に3.5Vより高く保たれてい
る必要があります。電流制限付きレギュレータの出力電圧は、
短絡時に非常に短時間で降下し、シャットダウン回路が応
答してパワー MOSFETのゲートのドライブを停止する前に、
LTC1154の電源ピンを3.5V 以下に引き下げる可能性があり
ます。図 8に示すように、過電流シャットダウン回路が応答し
てゲートを放電し終るのに十分な時間 LTC1154の電源ピン
を高い電圧に保つ電源フィルタを追加する必要があります。
15V
GND
SD
LOAD
>7V
5V/2A
REGULATOR
+
LTC1154 • F06
図 6．スピードアップ・ダイオードの使用
+
*20Ω
100µF
+
IN
VS
EN
DS
47µF*
0.1µF
逆バッテリ保護
LTC1154は、図 7に示すように、グランド・リードと直列に抵抗
を接続することにより、逆バッテリ状態に対する保護を行うこ
とができます。この抵抗は、–12V が印加されたときに電源電
流を50mA 以下に制限します。
LTC1154は、通常動作時の電流が非常に小さいので、グラン
ド抵抗両端の電圧降下がごくわずかです。入力ピンと状態ピ
ンに直列接続された10k 抵抗により、5Vのマイクロプロセッサ
（または制御ロジック）
が保護されます。
0.1Ω
10µF
1N4148
100k
LTC1154
STATUS
GND
IRLR024
G
SHORTCIRCUIT
SD
* 電源フィルタ部品
LTC1154 • F08
図 8．電流制限付き電源の電源フィルタ
1154fb
10
LTC1154
アプリケーション情報
小容量の出力コンデンサを使用した5Vのリニア･レギュレー
タは、電圧モードから電流制限モードに非常に短時間で
「切
り替わる」可能性があるので、保護するのが非常に困難です。
多くのスイッチング･レギュレータの大容量の出力コンデンサ
は、この追加のフィルタが不要なほど長い時間、LTC1154の
電源ピンを3.5Vより高い電圧に保つことができます。
LTC1154は、スタンバイ状態とオン状態のどちらでも消費電
力が非常に小さいので、電源フィルタ両端の電圧降下は2mV
以下であり、100mVのドレイン検出スレッショルド電圧の精
度が大幅に変わることはありません。
標準的応用例
サーマル・シャットダウン機能付きハイサイド・ドライバ
6V
5V
µP OR
CONTROL
LOGIC
IN
VS
EN
DS
VS
EN
DS
30k
IRLD024
G
GND
PTC
THERMISTOR
(100°C)*
10µF
5.6V
LTC1154
STATUS†
IRLZ24
*RL3006-50-100-25-PT0 KEYSTONE
IN
100Ω
µP OR
CONTROL
LOGIC
SD
+
100µF
G
GND
4.75V TO 5.25V
5V
+
LTC1154
STATUS†
過電圧シャットダウン機能付きハイサイド・ドライバ
SD
6V
LOAD
5V
LOAD
VS > 5.7V になるとスイッチはシャットダウンする
LTC1154 • TA03
LTC1154 • TA05
状態出力と5Vのロジック電源の間に51kのプルアップ抵抗を接続します。
†
サーマル・シャットダウン機能を備えた
24V ∼ 28V のハイサイド・スイッチ
低電圧シャットダウン機能付きハイサイド・ドライバ
5V
+
24V TO 28V
100µF
1N4148*
+
5V
µP OR
CONTROL
LOGIC
10k
IN
VS
EN
DS
1µF**
2N2907
GND
IRLZ24
*電源電圧が 6V より低い場合はオプション
**電源電圧まで充電されるコンデンサ
電源電圧が 0.6V 下がるとシャットダウンが発生する
10k
+
10µF
VS
DS
EN
LTC1154
STATUS†
GND
SD
3k
18V
IN
µP OR
CONTROL
LOGIC
G
100µF
5V
LTC1154
STATUS†
+
MTP12N06
G
SD
200k
PTC
THERMISTOR
(100°C)*
6V
LOAD
* KEYSTONE RL2006-100-100-30-PT.
MOSFET または負荷のヒートシンクに装着
24V TO 28V
LOAD
LTC1154 • TA06
LTC1154 • TA04
1154fb
11
LTC1154
標準的応用例
過電流保護および状態フィードバックを備えた
ハイサイド・リレー・ドライバ
ブートストラップされた電源を使用した24V ∼ 28V のスイッチ
24V TO 28V
+
12V
100µF
5V
µP OR
CONTROL
LOGIC
18V
IN
VS
EN
DS
STATUS
GND
10µF
6.2k
µP OR
CONTROL
LOGIC
1N4148
* KEYSTONE RL2006-100-100-30-PT
MOSFET または負荷のヒートシンクに装着
IQ(OFF) = 60mA、IQ(ON) = 1mA
IN
VS
EN
DS
10k
0.01µF
1N4148
MTD3055E
LTC1154
†
MTP15N06E
G
STATUS
15V
200k
GND
PTC
THERMISTOR
(100°C)*
0.02Ω
5V
G
SD
100µF
2Ω
+
LTC1154
†
+
100k
TO 12V
LOAD
SD
1N4001
24V TO 28V
LOAD
コイル電流は 350mA に制限
接点電流は 5A に制限
LTC1154 • TA07
LTC1154 • TA08
状態出力と5Vのロジック電源の間に51kのプルアップ抵抗を接続します。
†
過電流シャットダウン、状態フィードバック、
およびランプ・ターンオン機能を備え、スタンバイ電流が 8µA の、
電圧降下がごくわずかな
「4セルから5V への」
レギュレータ
4-CELL
BATTERY
PACK
+
100µF
0.036Ω
5V
µP OR
CONTROL
LOGIC
IN
VS
EN
DS
LTC1154
STATUS†
G
200pF
100k
100k
0.22µF
GND
SD
IRLR024
1N4148
10k
8
7
1
3
LT1431
6
5
4
5V/2A
+
470µF
ESR < 0.5Ω
LTC1154 • TA09
1154fb
12
LTC1154
標準的応用例
「グローバルな」
サーマル・シャットダウンおよび
過電圧シャットダウン機能を備えたバンク制御ハイサイド・スイッチ
12V
IN
VS
100Ω
DS
EN
+
470µF
LTC1154
STATUS
5V
GND
SD
IN
VS
IRLR024
15V
OUTPUT 1
DS
EN
LTC1154
51k
STATUS
µP OR
CONTROL
LOGIC
G
G
GND
SD
IN
VS
IRLR024
15V
OUTPUT 2
DS
EN
LTC1154
STATUS
G
GND
SD
IN
VS
EN
DS
IRLR024
15V
OUTPUT 3
120k
LTC1154
STATUS
GND
G
IRLR024
15V
SD
OUTPUT 4
15V
PTC
THERMISTOR
(100°C)*
*KEYSTONE RL2006-100-100-30-PT
共通ヒートシンクに装着
LTC1154 • TA10
1154fb
13
LTC1154
標準的応用例
スタンバイ電流が非常に小さく、過電流保護および
状態フィードバックを備えた12V 昇圧レギュレータ
0.02Ω
5V
+
+
20Ω
470µF
+
ON/OFF
IN
VS
EN
DS
47µF
10k
+
1N4148
5
VIN
150µF
1N4148
LTC1154
STATUS
STATUS
100k
G
1
330µF
1.24k
1%
1k
0.1µF
SD
GND
3
100k
12V/1A
10.72k
1%
4
VSW
LT1070
2
FB
V
GND
C
0.22µF
51k
1N5820
50µH
IRLZ24
1µF
LTC1154 • TA11
1A の過電流保護、スイッチ状態フィードバック、および
ランプ出力機能を備えた12V 昇圧レギュレータ
50µH
1N5820
5V
+
+
150µF
330µF
0.1Ω
5
VIN
VSW 4
LT1070
2
FB
VC
GND
3
1
1k
1µF
10.72k
1%
1N4148
ON/OFF
IN
VS
10k
0.1µF
51k
1.24k
1%
DS
EN
LTC1154
STATUS
STATUS
G
1N4148
100k
100k
IRF530
12V
GND
SD
0.22µF
+
12V/1A
47µF
LTC1154 • TA12
1154fb
14
LTC1154
パッケージ
N8 パッケージ
8ピンPDIP（細型 0.300 インチ）
(Reference LTC DWG # 05-08-1510)
.400*
(10.160)
MAX
8
7
6
5
1
2
3
4
.255 ± .015*
(6.477 ± 0.381)
.300 – .325
(7.620 – 8.255)
.008 – .015
(0.203 – 0.381)
(
+.035
.325 –.015
8.255
+0.889
–0.381
)
.045 – .065
(1.143 – 1.651)
.065
(1.651)
TYP
.100
(2.54)
BSC
.130 ± .005
(3.302 ± 0.127)
.120
(3.048) .020
MIN
(0.508)
MIN
.018 ± .003
(0.457 ± 0.076)
N8 1002
NOTE:
1. 寸法は
インチ
（ミリメートル）
* これらの寸法にはモールドのバリまたは突出部を含まない
モールドのバリまたは突出部は 0.010 インチ
（0.254mm）
を超えないこと
1154fb
15
LTC1154
パッケージ
S8 パッケージ
8ピン・プラスチック・スモール・アウトライン
（細型 0.150 インチ）
（Reference LTC DWG # 05-08-1610）
.050 BSC
.189 – .197
(4.801 – 5.004)
NOTE 3
.045 ±.005
8
.245
MIN
.160 ±.005
.010 – .020
� 45°
(0.254 – 0.508)
NOTE:
1. 寸法は
5
.150 – .157
(3.810 – 3.988)
NOTE 3
1
推奨半田パッド・レイアウト
.053 – .069
(1.346 – 1.752)
0°– 8° TYP
.016 – .050
(0.406 – 1.270)
6
.228 – .244
(5.791 – 6.197)
.030 ±.005
TYP
.008 – .010
(0.203 – 0.254)
7
.014 – .019
(0.355 – 0.483)
TYP
インチ
（ミリメートル）
2. 図は実寸とは異なる
3. これらの寸法にはモールドのバリまたは突出部を含まない
モールドのバリまたは突出部は 0.006"（0.15mm）
を超えないこと
2
3
4
.004 – .010
(0.101 – 0.254)
.050
(1.270)
BSC
SO8 0303
1154fb
16
LTC1154
改訂履歴
REV
日付
B
4/11
（改訂履歴は Rev B から開始）
概要
グラフTPC05の更新
「標準的応用例」のSCSIの終端の更新
関連製品の更新
ページ番号
4
18
18
1154fb
リニアテクノロジー・コーポレーションがここで提供する情報は正確かつ信頼できるものと考えておりますが、その使用に関する責務は
一切負いません。また、ここに記載された回路結線と既存特許とのいかなる関連についても一切関知いたしません。なお、日本語の資料は
あくまでも参考資料です。訂正、変更、改版に追従していない場合があります。最終的な確認は必ず最新の英語版データシートでお願いいたします。
17
LTC1154
標準的応用例
過電流シャットダウンおよび過電流温度シャットダウン機能を備えた自動リセット・ハイサイドスイッチ
12V
+
RT
1M**
1M
100µF
0.036Ω
ON/OFF
IN
VS
DS
EN
+
LTC1154
CT
100µF**
VN2222LL
MTP12N06
G
STATUS
200k
SD
GND
18V
PTC
THERMISTOR
(100°C)*
*KEYSTONE RL2006-100-100-30-PT
**示されている部品の自動リセット時間は約 800ms
12V
LOAD
LTC1154 • TA13
1A の過電流シャットダウン、自動リセットおよび負荷ソフトスタート機能を備えたSCSI 終端パワースイッチ
0.1Ω
5V
MTD3055EL
+
1M
ON/OFF
1M
100µF
IN
+
20Ω
10k
+
VS
+
LTC1154
100k
G
VN2222LL
GND
10µF
1N4148
DS
STATUS
1µF
1N4148
4.25V/1A
47µF
0.1µF
EN
1N5817
100k
0.22µF
SD
LTC1154 • TA14
関連製品
製品番号
説明
注釈
LTC4440/LTC4440-5
高速、高電圧、ハイサイド・ゲート・ドライバ
LTC4441/LTC4441-1
NチャネルMOSFETゲート・ドライバ
最大 80Vの電源電圧、8V ≤ VCC ≤ 15V、
2.4Aのピーク・プルアップ /1.5Ωのピーク・プルダウン
最大 25Vの電源電圧、5V ≤ VCC ≤ 25V、6Aのピーク出力電流
LT1910
保護機能付きハイサイド・ゲート・ドライバ
最大 48Vの電源電圧、短絡保護
LTC4446
高電圧同期整流式 Nチャネル
MOSFETドライバ、シュートスルー保護なし
高電圧同期整流式 Nチャネル
MOSFETドライバ、シュートスルー保護付き
高速同期整流式 NチャネルMOSFETドライバ
最大 100Vの電源電圧、7.2V ≤ VCC ≤ 13.5V、
3Aのピーク・プルアップ /0.55Ωのピーク・プルダウン
最大 100Vの電源電圧、4.5V/7.2V ≤ VCC ≤ 13.5V、
3Aのピーク・プルアップ /0.55Ωのピーク・プルダウン
最大 38Vの電源電圧、4.5V/6V ≤ VCC ≤ 9.5V、
3.2Aのピーク・プルアップ /4.5Aのピーク・プルダウン
LTC4444/LTC4444-5
LTC4442/LTC4449
1154fb
18
リニアテクノロジー株式会社
〒102-0094 東京都千代田区紀尾井町3-6紀尾井町パークビル8F
TEL 03- 5226-7291 ● FAX 03-5226-0268 ● www.linear-tech.co.jp
LT 0411 REV B • PRINTED IN JAPAN
 LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 1992

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