TM5020A

16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 一、特性描述 TM5020A是LED显示面板设计的驱动IC，它内建的CMOS位移寄存器与锁存功能，可以将串行的输入 数据转换成平行输出数据格式。TM5020A具有16个电流源，可以在每个输出端口提供3~36mA恒定电流量 以驱动LED，每个OUT驱动通道输出可短接后得到更大的电流输出，且当环境发生变化时，对其输出电 流影响很小。同时可以选用不同阻值（REXT）的外接电阻来调整TM5020A各输出端口的电流大小，因此， 可精确地控制LED的发光亮度，适用于高质量白平衡显示驱动模组。本产品性能优良，质量可靠。 二、功能特点  16个恒流源输出通道  OUT端口耐压可保证11V  电流输出大小不因输出端负载电压变化而变化  恒流电流范围值： 3~36mA@VDD=5V  3~20mA@VDD=3.3V 极为精确的电流输出值 （通道与通道）最大误差：≤±2.0％  （芯片与芯片）最大误差：≤±3.0％ 通过调节外部电阻，可精密设定16个OUT的电流输出值  输出电流快速响应：最小脉宽=35 nS  高达 25MHz 数据传输速率  具有施密特触发器的输入特性  工作电压：3.3V～5Ｖ  应用领域户内、外单、双、全彩（动态、静态）LED显示屏，灯饰、节能照明等。  封装形式：SSOP24-0.635(QSOP24) ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 1 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 三、内部结构框图 四、管脚信息 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 2 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 五、管脚功能 引脚名称 引脚序 号 I/O 功能说明 SDI 2 I 串行数据输入端，施密特缓冲输入 CLK 3 I 串行数据移位时钟输入端，施密特缓冲输入，时钟上升时移位数据 LE 4 I OE 21 I R-EXT 23 I/O SDO 22 O 串行数据输出端，在CLK上升沿输出，可接至下一个芯片的 SDI 端口。 OUT0 5 O 恒流源输出端。每个输出端可短接，提高恒流。 OUT1 6 O 恒流源输出端 OUT2 7 O 恒流源输出端 OUT3 8 O 恒流源输出端 OUT4 9 O 恒流源输出端 OUT5 10 O 恒流源输出端 OUT6 11 O 恒流源输出端 OUT7 12 O 恒流源输出端 OUT8 13 O 恒流源输出端 OUT9 14 O 恒流源输出端 OUT10 15 O 恒流源输出端 OUT11 16 O 恒流源输出端 OUT12 17 O 恒流源输出端 OUT13 18 O 恒流源输出端 OUT14 19 O 恒流源输出端 OUT15 20 O 恒流源输出端 VDD 24 - 芯片电源 GND 1 - 控制逻辑及驱动电流回路接地 数据锁存控制端，施密特缓冲输入，当LE是高电平时，串行数据会被传入至输入锁存 器；当LE是低电平时，数据会被锁存 输出使能控制端，当 OE 是低电平时，即会启动 OUT0～OUT15输出；当 OE 是高电平 时，OUT0～OUT15 输出会被关闭，该引脚内部对VDD有上拉电阻 恒流值设置端；设置OUT0~OUT15输出端的电流，对GND接外部电阻 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 3 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 六、输入及输出等效电路 VCC VCC VCC CLK OE LE SDO SDI GND GND VCC GND GND OUTn GND 在干燥季节或者干燥使用环境内，容易产生大量静电，静电放电可能会损坏集成电路，天微电子建议采取一 切适当的集成电路预防处理措施，如果不正当的操作和焊接，可能会造成 ESD 损坏或者性能下降， 芯片无法 正常工作。 七、逻辑图 0 1 2 D15 D14 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 CLK D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SDI LE OE OUT0 OFF ON OFF ON OUT1 OUT2 OFF ON OUT3 ● ● ● ● ● ● ● ● ● OFF ON OUT15 OFF ON Don't Csre SDO CLK LE OE SDI OUT0…OUT7…OUT15 ↑ H L Dn ↑ L L Dn + 1 ↑ H L Dn + 2 Dn+2 … Dn–5 … Dn–13 Dn – 13 ↓ — L Dn + 3 Dn+2 … Dn–5 … Dn–13 Dn – 13 ↓ — H Dn + 3 Dn … Dn–7 … Dn–15 No change Off ©Titan Micro Electronics SDO Dn – 15 Dn – 14 Dn – 13 www.titanmec.com V1.1 4 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 八、绝对最大额定值范围（1）（2） 参数名称 参数符号 极限值 单 位 电源电压 Vdd 0～7.0 V 输入端电压范围 Vin -0.2～VDD+0.2V V 输出端电流(DC) Iout 36 mA 输出端电压范围 Vout -0.2～+11.0 V 接地端电流总和 IGND 510 mA 时钟频率 Fclk 25 MHZ 工作温度范围 Topr -40～+85 ℃ 储存温度范围 Tstg -55～+150 ℃ （1）以上表中这些等级不能让芯片长时间工作在极限值，芯片长时间工作在极限值下，容易降低器件的可靠性，可能 会出现永久性损伤。天微电子不建议在其它任何条件下，芯片超过这些极限参数工作。 （2）所有电压值均相对于网络地测试 九、电气特性（VDD=5V） 在 VDD=5V，25℃下测试，除非另有说明 参数名称 参数符号 电源电压 VDD 输出端耐压范围 VO 高电平输入电压 低电平输入电压 TM5020A 单位 最小值 典型值 最大值 4.5 5.0 5.5 V OUT0~OUT15 —— —— 11.0 V VIH Ta=-40～+85℃ 0.7*VDD —— VDD V VIL Ta=-40～+85℃ GND —— 0.3*VDD V IOUT 参考直流特性的测试电路 3.0 —— 36.0 mA IOH SDO=4.0V —— 4.4 —— mA IOL SDO=1.0V —— 5.0 —— mA 输出端漏电流 IOH VDS=11.0V —— —— 0.5 uA 高电平输出电压 VOH IOH=-1.0mA 4.6 —— —— V 低电平输出电压 VOL IOL=+1.0mA —— —— 0.4 V 输出电流 1 IOUT1 REXT=6KΩ —— 2.95 —— mA 电流偏移量 dIOUT1 REXT=6KΩ —— ±1.5 ±2.5 % 输出电流 2 IOUT2 REXT=735Ω —— 23.8 —— mA 电流偏移量 dIOUT2 REXT=735Ω —— ±1.5 ±2.5 % 电流偏移量 vs.输出电压 %/dVDS 输出电压=1.0~3.0V —— ±0.1 —— %/V 电流偏移量 vs.电源电压 %/dVDD 电源电压=4.5~5.5V —— —— ±1.0 %/V Pull-up 电阻 RIN(up) OE 187 250 312 KΩ Pull-down 电阻 RIN(down) LE 202 —— 270 1.9 337 —— KΩ 输出端电流 电压源输出电流 OFF IDD(off)1 测试条件 VDS=1.0V VDS=1.0V IOL=2.95mA VDS=1.0V VDS=1.0V IOL=23.8mA REXT 未接，OUT0~OUT15=off ©Titan Micro Electronics mA www.titanmec.com V1.1 5 16 通道 LED 恒流驱动 ON TM5020A IDD(off)2 REXT=1250Ω，OUT0~OUT15=off —— 5.8 —— mA IDD(off)3 REXT=625Ω，OUT0~OUT15=off —— 9.6 —— mA IDD(on)1 REXT=1250Ω，OUT0~OUT15=on —— 8.5 —— mA IDD(on)2 REXT=625Ω，OUT0~OUT15=on —— 12.3 —— mA 电气特性（VDD=3.3V） 在 VDD=3.3V，25℃下测试，除非另有说明 参数名称 参数符号 电源电压 VDD 输出端耐压范围 VO 高电平输入电压 低电平输入电压 TM5020A 单位 最小值 典型值 最大值 3.0 3.3 4.5 V OUT0~OUT15 —— —— 11.0 V VIH Ta=-40～+85℃ 0.7*VDD —— VDD V VIL Ta=-40～+85℃ GND —— 0.3*VDD V IOUT 参考直流特性的测试电路 3.0 —— 20.0 mA IOH SDO=2.6V —— 3.2 —— mA IOL SDO=1.0V —— 5.4 —— mA 输出端漏电流 IOH VDS=11.0V —— —— 0.5 uA 高电平输出电压 VOH IOH=-1.0mA 2.9 —— —— V 低电平输出电压 VOL IOL=+1.0mA —— —— 0.4 V 输出电流 1 IOUT1 REXT=6KΩ —— 2.95 —— mA 电流偏移量 dIOUT1 REXT=6KΩ —— ±1.5 ±2.5 % 输出电流 2 IOUT2 REXT=885Ω —— 20.0 —— mA 电流偏移量 dIOUT2 REXT=885Ω —— ±1.5 ±2.5 % 电流偏移量 vs.输出电压 %/dVDS 输出电压=1.0~3.0V —— ±0.1 —— %/V 电流偏移量 vs.电源电压 %/dVDD 电源电压=3.0~3.6V —— —— ±1.0 %/V Pull-up 电阻 RIN(up) OE 187 250 312 KΩ Pull-down 电阻 RIN(down) LE 202 270 337 KΩ 输出端电流 OFF 电压源输出电流 ON 测试条件 VDS=1.0V VDS=1.0V IOL=2.95mA VDS=1.0V VDS=1.0V IOL=20.0mA IDD(off)1 REXT 未接，OUT0~OUT15=off —— 1.7 —— mA IDD(off)2 REXT=1250Ω，OUT0~OUT15=off —— 5.3 —— mA IDD(off)3 REXT=885Ω，OUT0~OUT15=off —— 7.0 —— mA IDD(on)1 REXT=1250Ω，OUT0~OUT15=on —— 8.0 —— mA IDD(on)2 REXT=885Ω，OUT0~OUT15=on —— 9.6 —— mA ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 6 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 十、动态特性测试电路 为避免奇偶通道相互影响，奇偶通道测试时独立接电源。 开关特性（VDD=5.0V） 在 VDD=5V，25℃下测试，除非另有说明 参数名称 参数符号 CLK↑ - OUT2n↑ CLK↑ - OUT2n+1↑ LE↑ - OUT2n↑ 延迟时间（从低电位 到高电位） LE↑ - OUT2n+1↑ CLK↑ - SDO↑ 典型值 最大值 —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 45 65 nS —— 25 40 nS VDD=5.0V —— 35 55 nS VDS=1.0V —— 35 55 nS VIH=VDD —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 45 65 nS —— 25 40 nS TPLH2 TPLH3 TPLH TPHL1 CLK↑ - OUT2n+1↓ LE↑ - OUT2n↓ TPHL2 LE↑ - OUT2n+1↓ VIL=GND REXT=930Ω OE↓ - OUT2n↓ TPHL3 OE↓ - OUT2n+1↓ 单位 最小值 TPLH1 CLK↑ - OUT2n↓ 电位到低电位） 测试条件 OE↑ - OUT2n↑ OE↑ - OUT2n+1↑ 传输延迟时间（从高 TM5020A VL=VE=4.5V RL=184Ω CLK↑-SDO↓ TPHL CLK TWCLK 20 —— —— nS LE TWLE 20 —— —— nS OE TWOE 50 100 —— nS LE 的 Setup Time LE↓– CLK↑ TSU(L) 5 —— —— nS LE 的 Hold Time LE↑– CLK↑ TH(L) 30 —— —— nS SDI 的 Setup Time SDI – CLK↑ TSU(D) 3 —— —— nS SDI 的 Hold Time SDI – CLK↑ TH(D) 5 —— —— nS 脉波宽度 CL=10pF ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 7 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A CLK 的最大爬升时间 Tr —— —— 500 nS CLK 的最大下降时间 Tf —— —— 500 nS SDO 的爬升时间 Tr —— 10 —— nS SDO 的下降时间 Tf —— 10 —— nS 电流输出埠的电位爬升时间 Tr —— 35 —— nS 电流输出埠的电位下降时间 Tf —— 50 —— nS 1）这些值的条件为：输出通道保持一致响应条件下的最短 OE。 2）偶数通道 OUT2n（如 OUT0，OUT2，OUT4，OUT6 等）与奇数通道 OUT2n+1（如 OUT1，OUT3，OUT5，OUT7 等）间的延迟 时间为 20nS。TM5020A 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。 开关特性（VDD=3.3V） 在 VDD=3.3V，25℃下测试，除非另有说明 参数名称 参数符号 TM5020A 单位 最小值 典型值 最大值 —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 45 65 nS —— 25 40 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS —— 35 55 nS VIL=GND —— 45 65 nS TPHL REXT=930Ω —— 25 40 nS CLK TWCLK VL=VE=3.0V 20 —— —— nS LE TWLE RL=105Ω 20 —— —— nS OE TWOE 50 100 —— nS LE 的 Setup Time LE↓– CLK↑ TSU(L) 5 —— —— nS LE 的 Hold Time LE↑– CLK↑ TH(L) 30 —— —— nS SDI 的 Setup Time SDI – CLK↑ TSU(D) 3 —— —— nS SDI 的 Hold Time SDI – CLK↑ TH(D) 5 —— —— nS CLK 的最大爬升时间 Tr —— —— 500 nS CLK 的最大下降时间 Tf —— —— 500 nS SDO 的爬升时间 Tr —— 10 —— nS SDO 的下降时间 Tf —— 10 —— nS 电流输出埠的电位爬升时间 Tr —— 35 —— nS CLK↑ - OUT2n↑ CLK↑ - OUT2n+1↑ LE↑ - OUT2n↑ 延迟时间（从低电位 到高电位） LE↑ - OUT2n+1↑ 测试条件 TPLH1 TPLH2 OE↑ - OUT2n↑ OE↑ - OUT2n+1↑ CLK↑ - SDO↑ CLK↑ - OUT2n↓ TPLH3 TPLH TPHL1 CLK↑ - OUT2n+1↓ LE↑ - OUT2n↓ 传播延迟时间（从高 电位到低电位） TPHL2 LE↑ - OUT2n+1↓ OE↓ - OUT2n↓ VDS=1.0V TPHL3 OE↓ - OUT2n+1↓ CLK↑至 SDO↓ 脉波宽度 VDD=3.3V VIH=VDD CL=10pF ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 8 16 通道 LED 恒流驱动 电流输出埠的电位下降时间 Tf —— 50 —— TM5020A nS 十一、时序图 1、通信时序 2、通道输出时序 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 9 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 十二、应用信息 典型应用图： 如下图所示，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： I OUT = 1. 18V ×15 R IREF 公式中的RIREF是指R-EXT端的电阻。当电阻值是600Ω，通过公式计算可得输出电流值29.5mA；当电 阻值是1KΩ时，输出的电流则为17.7mA。 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 10 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 十三、恒流 R-EXT引脚对GND接不同的阻值可在OUT引脚输出端得到不同的恒电流，但不同的恒电流下进入恒 流转折点电压是不同的，图中可见，在30mA下恒流电压点≈0.6V，而在20mA下恒流电压点降到 ≈0.5V，在设计电路时应充分考虑OUTx端压降问题，以免驱动电流达不到设定的值。 另外，OUTx端在导通时也不适宜长时间工作在较高压降上，这会增加芯片的功率损耗，从而导 致芯片发热严重，影响系统稳定性能。 在实际应用时，可能因为信号走线或者其它因素产生的电磁干扰，为避免此类故障，建议 TM5020A与LED显示模组的距离较短越好。 ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 11 16 通道 LED 恒流驱动 TM5020A 十四、封装示意图:SSOP24-0.635(QSOP24) All specs and applications shown above subject to change without prior notice. (以上电路及规格仅供参考，如本公司进行修正，恕不另行通知) ©Titan Micro Electronics www.titanmec.com V1.1 12