TC5020AP

深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 一、产品概述 TC5020 是 LED 显示面板设计的驱动 IC，它内建的 CMOS 位移缓存器与栓锁功能，可以讲串行的输入数据转 换成平行输出数据格式。TC5020 的输入电压范围值为 3.3 V~5 V,提供 16 个电流源，可以在每个输出级提供 3~32mA 定电流量以驱动 LED；且单一颗 IC 内输出通道的电流差异小于±2%@IOUT=24.8mA； ±2.5%@IOUT=3mA； 多颗 IC 间的输出电流差异小于±3%；电流随着输出端耐受电压（VDS）变化，控制在每伏特 0.1%；且电流受供给 电压（VDD）、环境温度的变化也被控制在 1%。使用者可以经由选用不同阻值的外接电阻器来调整 TC5020 各输 出级的电流大小，藉此机制，使用者可精确地控制 LED 的发光亮度。 TC5020 保证输出级可耐压 11 伏特，因此可以再每个输出端串接多个 LED。此外，TC5020 亦提供 25MHz 的 高时钟频率输入以满足系统对大量数据传输上的需求。 二、特性             16 个恒流输出通道； 恒定输出值不受输出端负载电压影响恒流范围值： 3~32mA@VDD=5V； 3~20mA@VDD=3.3V； 极为精确的电流输出值： 通道间最大差异值：< ±1.5%(一般值) ；< ±2.5%（最大值） 芯片间最大差异值：< ±1.5%(一般值) ；< ±3%（最大值） 快速输出电流控制响应: 最小脉宽 = 35ns (保持输出一致性的条件下)； 利用一个外接电阻，可设定 16 个驱动口的电流输出值； 具有施密特触发器输入特性； 高速率数据传输，可达 25MHz； 工作电压范围： 3.3V to 5V； 极低的待机电流与工作电流（即 VDD 电流）； 内建过热保护与上电复位功能； 采用 SSOP-24 封装形式（宽体：e=1.0mm；窄体：e=0.635mm） 应用于 LED 显示屏, 可变标志牌, LED 交通信号指示等； 三、脚位图及脚位说明 www.superchip.cn GND 1 24 VDD SDI 2 23 REXT CLK 3 22 SDO LE 4 21 OE/ OUT0 5 20 OUT15 OUT1 6 19 OUT14 OUT2 7 18 OUT13 OUT3 8 17 OUT12 OUT4 9 16 OUT11 OUT5 10 15 OUT10 OUT6 11 14 OUT9 OUT7 12 13 OUT8 第 1 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 序号 名称 功能描述 1 GND 控制逻辑及驱动电流之接地端 2 SDI 输入至位移缓存器之串行数据输入端。 3 CLK 时钟讯号输入端，数据位移只在时钟上升沿有效。 4 LE 5~20 OUT[0:15] 21 OE/ 输出使能讯号控制端， OE/为低电位时启动 OUT0-OUT15 的输出。 22 SDO 串行数据输出端，用于接至下一个驱动芯片 TC5020。 23 REXT 外接电阻设定所有输出通道的驱动电流 24 VDD 正电源输入端。 数据选通输入端，当 LE/是高电位时，串行数据被传至输出栓锁器，当 LE/为低电位时， 数据被锁住。 恒流驱动输出端。 四、功能方块图 www.superchip.cn 第 2 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 五、输入及输出等效电路…… 六、真值表 CLK LE OE/ SDI H L Dn L L Dn+1 H L Dn+2 Dn+2 Dn+1 ---- Dn-12 Dn-13 Dn-13 X L Dn+3 Dn+2 Dn+1 ---- Dn-12 Dn-13 Dn-13 X H Dn+3 www.superchip.cn OUT0~OUT15 Dn Dn-1 ---- Dn-14 SDO Dn-15 Dn-14 不变 使 LED 不亮 第 3 页 共 14 页 Dn-15 Dn-13 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 七、时序图 八、最大限定范围 特性 `符号 值 单位 电源电压 VDD 0~7.0 V 输入端电压 VIN -0.2~VDD+0.2 V 输出端电流 IOUT 32 mA/Channel 输出端耐压 VOUT -0.2~17.0 V 接地端电流总和 IGND 510 mA 1.92 SOP24 功率耗散 热阻值 SSOP24 SSOP24-1.0 PD 1.42 1.74 SDIP24 1.95 SOP24 65 SSOP24 SSOP24-1.0 RTH(j-a) SDIP24 88 75 W ℃/W 64 芯片工作时环境温度 TOPR -40~+85 ℃ 芯片存放时环境温度 TSTG -55~+150 ℃ www.superchip.cn 第 4 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996)  直流特性（VDD=5.0V） 参数 代表符号 电源电压 VDD 输出端耐受电压 VDS 最小值 典型值 最大值 单位 4.5 5.0 5.5 V OUT0~OUT15 -- -- 11.0 V IOUT 参考直流特性的测试电路 3 -- 32 mA IOH SDO -- -- IOL SDO -- -- 1.0 mA 高电位位准 VIH Ta=-40~85℃ 0.7”VDD -- VDD V 低电位位准 VIL Ta=-40~85℃ GND -- 0.3”VDD V IOH VDS=11.0V -- -- 0.5 uA VOL IOL =+1.0mA -- -- 0.4 V VOH IOH =-1.0mA 4.6 -- -- V Rext=6000Ω -- 3.1 -- mA Rext=6000Ω -- ±1.5 ±2.5 % Rext=720Ω -- 25.8 -- mA Rext=720Ω -- ±1.5 ±2 % ±0.1 -- %/V ±1.0 %/V 输出端电流 输入端电压 输出端漏电流 输出端电压 SDO 量测条件 -1.0 mA 输出电流 1 IOUT1 电流偏移量 dIOUT1 输出电流 2 IOUT2 电流偏移量 dIOUT2 电流偏移量 vs. 输出电压 %/dVDS 输出电压=1.0~3.0V -- 电流偏移量 vs. 电源电压 %/dVDD 电源电压=4.5~5.5V -- Pull-up 电阻 RIN(up) OE 250 500 800 KΩ RIN(down) LE/ 250 500 800 KΩ IDD(off)1 Rext=未接,OUT0 ~OUT15 =Off -- 3.7 IDD(off)2 Rext=1250Ω,OUT0 ~OUT15 =Off IDD(off)3 Rext=625Ω,OUT0 ~OUT15 =Off -- 8 IDD(on)1 Rext=1250Ω,OUT0 ~OUT15 =On -- 6 IDD(on)2 Rext=625Ω,OUT0 ~OUT15 =On -- 8 Pull-down 电阻 OFF 电压源输出电流 ON www.superchip.cn VDS=1.0V IOL=3.1mA VDS=1.0V VDS=1.0V IOL=25.8mA VDS=1.0V 第 5 页 共 14 页 6 mA Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996)  直流特性（VDD=3.3V） 参数 代表符号 电源电压 VDD 输出端耐受电压 VDS 最小值 典型值 最大值 单位 3.0 3.3 4.5 V OUT0~OUT15 -- -- 11.0 V IOUT 参考直流特性的测试电路 3 -- 20 mA IOH SDO -- -- -1.0 mA IOL SDO -- -- 1.0 mA 高电位位准 VIH Ta=-40~85℃ 0.7”VDD -- VDD V 低电位位准 VIL Ta=-40~85℃ GND -- 0.3”VDD V IOH VDS=11.0V -- -- 0.5 uA VOL IOL =+1.0mA -- -- 0.4 V VOH IOH =-1.0mA 2.9 -- -- V Rext=6000Ω -- 3.1 -- mA Rext=6000Ω -- ±1.5 ±2.5 % Rext=1440Ω -- 12.9 -- mA Rext=1440Ω -- ±1.5 ±2 % ±0.1 -- %/V ±1.0 %/V 输出端电流 输入端电压 输出端漏电流 输出端电压 SDO 量测条件 输出电流 1 IOUT1 电流偏移量 dIOUT1 输出电流 2 IOUT2 电流偏移量 dIOUT2 电流偏移量 vs. 输出电压 %/dVDS 输出电压=1.0~3.0V -- 电流偏移量 vs. 电源电压 %/dVDD 电源电压=3.0~3.6V -- Pull-up 电阻 RIN(up) OE/ 300 KΩ Pull-down 电阻 RIN(down) LE 300 KΩ IDD(off)1 Rext=未接,OUT0 ~OUT15 =Off IDD(off)2 Rext=1250Ω,OUT0 ~OUT15 =Off IDD(off)3 Rext=625Ω,OUT0 ~OUT15 =Off IDD(on)1 IDD(on)2 OFF 电压源输出电流 ON www.superchip.cn VDS=1.0V IOL=3.1mA VDS=1.0V VDS=1.0V IOL=25.8mA VDS=1.0V -- 3.0 5.3 4.5 -- 7 5.8 Rext=1250Ω,OUT0 ~OUT15 =On -- 5.3 4.5 Rext=625Ω,OUT0 ~OUT15 =On -- 7 5.8 第 6 页 共 14 页 mA Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996)  动态特性（VDD=5.0V） 特性 符号 CLK – OUT2n CLK – OUT2n+1 延迟时间(从低电位到高 电位) LE - OUT2n LE - OUT2n+1 OE/ - OUT2n OE/ - OUT2n+1 CLK-SDO CLK – OUT2n CLK – OUT2n+1 传播延迟时间(从高电位 到低电位) LE - OUT2n LE - OUT2n+1 OE/ - OUT2n OE/ - OUT2n+1 脉波宽度 测试条件 tPLH1 tPLH2 最小值 典型值 最大值 单位 -- 45 65 ns -- 35 55 ns -- 45 65 ns -- 35 55 ns 45 65 ns 35 55 ns 25 40 ns 45 65 ns 35 55 ns 65 ns tPLH3 tPLH tPHL1 tPHL2 tPHL3 CLK-SDO tPHL CLK tW(CLK) LE/ tW(L) OE/ tW(OE) -VDD=5.0V VDS=1.0V VIH=VDD VIL=GND Rext=930Ω VL=4.5V RL=162Ω CL=10pF 45 -- 35 55 ns -- 50 70 ns -- 40 60 ns 25 40 ns 20 -- -- ns 20 -- -- ns 50 100 -- ns 30 -- -- ns 5 -- -- ns -- -- ns LE 的 Hold Time tH(L) LE 的 Setup Time tSu(L) SDI 的 Hold Time th(D) SDI 的 Setup Time tsu(D) 3 -- -- ns CLK 讯号的最大爬升时间 tr -- -- 500 ns CLK 讯号的最大下降时间 tf -- -- 500 ns SDO 的爬升时间 tr,SDO -- 10 -- ns SDI 的下降时间 Tf,SDO -- 10 -- ns 电流输出埠的电位爬升时间 tor -- 35 -- ns 电流输出埠的电位下降时间 tof -- 50 -- ns 5 *此值之条件为，输出通道保持一致响应条件下的最短 OE。 **奇数通道 OUT2n + 1 (e.g. OUT1, OUT3, OUT5, etc.)与偶数通道 OUT2n (e.g. OUT2, OUT4, OUT6, etc.)间的延 迟时间为 35ns. JXI5020 内建延迟电路功能, 可将奇数与偶数的输出通道在不同的时间导通来降低电源线的电流 量. www.superchip.cn 第 7 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996)  动态特性（VDD=3.3V） 特性 符号 CLK – OUT2n CLK – OUT2n+1 延迟时间(从低电位到高 电位) LE - OUT2n LE - OUT2n+1 OE/ - OUT2n OE/ - OUT2n+1 CLK-SDO CLK – OUT2n CLK – OUT2n+1 传播延迟时间(从高电位 到低电位) LE - OUT2n LE - OUT2n+1 OE/ - OUT2n OE/ - OUT2n+1 脉波宽度 测试条件 tPLH1 tPLH2 最小值 典型值 最大值 单位 -- 45 65 ns -- 35 55 ns -- 45 65 ns -- 35 55 ns 45 65 ns 35 55 ns 25 40 ns 45 65 ns 35 55 ns 65 ns tPLH3 tPLH tPHL1 tPHL2 tPHL3 CLK-SDO tPHL CLK tW(CLK) LE/ tW(L) OE/ tW(OE) -VDD=3.3V VDS=1.0V VIH=VDD VIL=GND Rext=930Ω VL=3.0V RL=100Ω CL=10 pF 45 -- 35 55 ns -- 50 70 ns -- 40 60 ns 25 40 ns 20 -- -- ns 20 -- -- ns 50 100 -- ns 30 -- 5 -- LE 的 Hold Time tH(L) LE 的 Setup Time tSu(L) SDI 的 Hold Time th(D) SDI 的 Setup Time tsu(D) 3 CLK 讯号的最大爬升时间 tr CLK 讯号的最大下降时间 ns -- ns -- ns -- -- ns -- -- 500 ns tf -- -- 500 ns SDO 的爬升时间 tr,SDO -- 10 -- ns SDI 的下降时间 Tf,SDO -- 10 -- ns 电流输出埠的电位爬升时间 tor -- 35 -- ns 电流输出埠的电位下降时间 tof -- 50 -- ns www.superchip.cn 第 8 页 共 14 页 5 -- Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 九、时序的波形图 www.superchip.cn 第 9 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 十、应用信息  恒流 当客户将 TC5020 应用于 LED 显示屏设计上时，通道间与通道间，甚至芯片与芯片间的电流，差异极小。此 源自于 TC5020 的优异特性：  通道间的最大电流差异小于±2.5%，而芯片间的最大电流差异小于±3%。  具有不受负载端电压影响的电流输出特性，如下图所示。输出电流的稳定性将不受 LED 顺向电压(VF)变化而 影  调整输出电流 如下图所示，藉由外接一个电阻 Rext 调整输出电流(IOUT)。 套用下列公式可计算出输出电流值， VR-EXT=1.24V；IOUT=VR-EXT*(1/Rext)x15; Rext =(VR-EXT/IOUT)x15 公式中的 VR-EXT 是指 R-EXT 端的电压值，Rext 是指外接至 R-EXT 端的电阻值。当电阻值是 744Ω，透过公式 计算可得输出电流值 25mA；当电阻值是 1860Ω时，输出的电流则为 10mA。 www.superchip.cn 第 10 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996)  “Pb-Free & Green” 富满电子所生产的” Pb-Free & Green"的半导体产品遵循欧洲 RoHS 标准，封装选用 100%之纯锡以兼容于目 前锡铅(SnPb)焊接制程，且支持需较高温之无铅制程。纯锡目前已被欧美及亚洲区的电子产品客户与供货商广泛采 用，成为取代含锡铅材料的最佳替代品。100%纯锡可生产于制程温度为 215℃ 至 240 ℃ 的含锡铅(SnPb)锡炉制 程。但若客户使用完全无铅锡膏和材料，则锡炉温度须达 J-STD-020C 标准之 245 ℃至 260 ℃(参阅下图及表格)。 附注：详情请参阅聚积科技之“Policy on Pb-free & Green Package”。  封装体散热功率 (PD) 封装体的最大散热功率，是由公式 PD(max)=(Tj–Ta)/Rth(j-a)来决定。当 16 个通道同时打开时，真正的功率 为 PD(act)=(IDDxVDD)+(IOUTxDutyxVDSx16)。为保持 PD(act)≤PD(max)，可输出的最大电流与 duty cycle 间的 关系为：IOUT={[(Tj–Ta)/Rth(j-a) ]–(IDDxVDD)}/VDS /Duty/16，其中 Tj=150°C。 www.superchip.cn 第 11 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 依据 PD(max)=(Tj–Ta)/Rth(j-a)，被允许的最大散热功率会随环境温度增加而降低。  负载端供应电压 (VLED) 为使封装体散热能力达到最佳化，建议输出端电压(VDS)的最佳操作范围是0.4V~0.8V(IOUT=3~45mA)。如果 VDS=VLED–VF且VLED=5V时，此时过高的输出端电压(VDS)可能会导致PD(act)>PD(max)；在此状况，建议尽可能使用 较低的VLED电压供应，也可用外串电阻或Zener diode当做VDROP。此可导致VDS=(VLED–VF)–VDROP，达到降低输出 端电压(VDS)之效果。外串电阻或 Zener 的应用图可参阅下图。 www.superchip.cn 第 12 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) 十一、封装尺寸图 www.superchip.cn 第 13 页 共 14 页 Version 1.2 深圳市富满电子集团股份有限公司 SHEN ZHEN FINE MAD ELECTRONICS GROUP CO., LTD. 16 位恒流 LED 驱动 IC TC5020(文件编号：S&CIC0996) www.superchip.cn 第 14 页 共 14 页 Version 1.2