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LTC485低功率 RS485 接口收发器的定义及工作原理
北京123 | 2025-10-14 16:12:29    阅读:71   发布文章

LTC®485是一款低功率差分总线/线路驱动器,专为多点数据传输标准RS485应用而设计,具有扩展的共模范围(12V至–7V)。它也符合RS422的要求。

与其双极型同类设计相比,CMOS设计提供了显著的节能效果,而且并未牺牲针对过载的ESD损害的坚固性。

驱动器和接收器具有三态输出,且驱动器输出在整个共模范围内保持高阻抗。热停机电路用于防止由总线争用或故障所引起的过大功率消耗,该电路强制驱动器输出进入一种高阻抗状态。

基本工作原理

传统RS485收发器采用双极性技术设计,因共模范围需超出电源电压且需具备静电放电(ESD)抗扰性与闩锁(latchup)免疫性。但双极性器件会消耗大量供电电流,这对众多需低功耗的应用而言是不可接受的。

LTC485是首款CMOSRS485/RS422收发器,在不牺牲ESD抗扰性与闩锁免疫性的前提下,实现了超低功耗。

输出级设计与问题解决

LTC485采用专有驱动输出级,使共模范围能超出电源电压,同时几乎消除了闩锁风险并提供出色的ESD保护。图9展示了LTC485的输出级,图10则展示了传统CMOS输出级。

当传统CMOS输出级(如图10)进入高阻态时,P沟道(P1)和N沟道(N1)均关闭。若输出电压被驱动至高于电源电压(VCC)或低于地,P沟道与N沟道的体二极管(D1或D2)会导通,将输出钳位至电源电压。此时,输出级不再处于高阻态,无法满足RS485对共模范围的要求。此外,大量电流流经任一二极管时,会触发已知的阱闩锁(welllatchup)条件,进而损坏器件。

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LTC485的输出级(图9)通过添加两个肖特基二极管(SD3和SD4)解决了这些问题。这些肖特基二极管由专有工艺对标准N沟道CMOS工艺进行修改制成。

正常工作时,肖特基二极管正向偏置,其上仅存在微小压降。

当输出处于高阻态且被驱动至高于VCC或低于地时,寄生二极管D1或D2仍会导通,但SD3或SD4会反向偏置,阻止电流流入N沟道阱或衬底。因此,即使输出电压超出电源范围,高阻态仍能维持。

由于N沟道阱或衬底中无少数载流子电流,在上电或断电条件下,闩锁几乎被完全消除。

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