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TEA1995T — 01 引脚功能与关键规格

资料来源:NXP TEA1995T 产品数据手册 Rev.3(2017-12-05)。下文“DS”指此手册,表号为该手册表号。 精度口径:【DS】= 手册原文事实;【业界经验】/【推断】= 手册未写、按工程惯例分析,已与手册事实分开。

本篇总结

  1. 8 个脚 = 双通道 ×(漏检 D + 开尔文源检 S + 栅驱动 G)+ VCC + GND,没有频率设置脚、没有补偿脚、没有同步输入脚——SR 控制全部内建,这是“检测即控制”路线的脚位特征。
  2. A/B 通道脚位在封装上对角分布(B 通道占 1/3/4,A 通道占 8/6/5)【DS 图 2】——画板时最容易犯的错是两通道接反,症状是“两管同时导通、输出倒灌”,布板前先核对 pin1 丝印。
  3. 漏检脚(DSA/DSB)内部是耐 100 V DC 的高压输入级【DS 表 4】,直接接 SR 管漏极不需要分压;源检脚(SSA/SSB)耐压只有 ±0.4 V【DS 表 4】——这只 IC 只能做低边 SR,源极必须处于近地电位。
  4. 栅驱动脚(GDA/GDB)是三态角色:调平期 ~100 mA 细修栅压、过零期 1 A 灌流快速关断、关断期 4 Ω 低阻锁死【DS 表 6】——同一引脚在不同阶段表现完全不同,示波器上看到“栅压忽大忽小”时先不要判定为故障。
  5. VCC 脚的去耦铁律:必须在 7-2 脚间另加电容且紧贴 IC(“not only with Cout”,DS §8.2 原文)——1 A 级栅电流流过 10 nH 连线电感就有约 0.28 V 瞬间塌陷(本篇 2.4 节核算),足以把 4.2 V 的 Vstop 击穿。
  6. GND 是信号参考不是功率回流道:表 6 头注“所有电压对脚 2 测量”,DS §12 禁止借用载流功率地做检测参考——GND 走线一旦混进功率电流,四个检测阈值(−400/−55/−50/+150 mV)全部失真。
  7. 极限值表里最容易被忽视的三行:源检 ±0.4 V(决定低边专用)、Ptot 0.5 W(500 kHz 大 Qg 管会撞线)、VCC +38 V(38 V 以上输出轨不能直供)。
  8. 本篇收尾给出 ≥15 行“关键参数的设计含义”表:每个参数一行“这个数在你的设计里怎么用”。

1. 引脚全景(对应 DS 图 2 / 表 3)

TEA1995T 引脚配置(NXP TEA1995T 数据手册图 2 原版,翻拍自手册)

脚 名称 类型 内部连接(框图口径,DS 图 1) 功能概述
1 GDB 输出 B 通道栅驱动级 MOSFET B 栅驱动输出
2 GND 电源 全 IC 参考点 地(表 6 所有电压以此为参考)
3 DSB 输入 B 通道 4 比较器正相网络 MOSFET B 漏极检测(SR 时序判据)
4 SSB 输入 B 通道差分检测负端 MOSFET B 源极检测(开尔文)
5 SSA 输入 A 通道差分检测负端 MOSFET A 源极检测(开尔文)
6 DSA 输入 A 通道 4 比较器正相网络 MOSFET A 漏极检测(SR 时序判据)
7 VCC 电源 基准/5 V 稳压器/UVLO/驱动供电 供电电压,4.5~38 V
8 GDA 输出 A 通道栅驱动级 MOSFET A 栅驱动输出

【DS 表 3 译注】DSA/DSB 原文措辞为 “drain sense input for synchronous timing MOSFET A/B”——“synchronous timing” 全文仅此二处,疑为 “synchronous rectification” 笔误,功能上就是漏极检测(见 00 篇译者附注 3)。

对角分布的布板含义【业界经验】:A 通道三根线(8/6/5)和 B 通道三根线(1/3/4)分踞封装两角,SO8 本体 4.8~5.0 mm 长【DS 图 7】。若变压器两臂的 SR 管布局让“A 管在左、B 管在右”,两通道检测线必然在 IC 下方交叉——要么接受交叉(保证不与功率线并行),要么把 IC 摆到两管中间、旋转 180° 让 A 对左管 B 对右管。后者是常规解法。

2. 逐脚详解

每脚按同一结构讲解:内部结构 → 为什么需要 → 外围怎么接 → 怎么算 → 接错/开路/短路会怎样。

2.1 VCC(脚 7)— 供电

2.2 GND(脚 2)— 地

2.3 DSA(脚 6)/ DSB(脚 3)— 漏极检测

2.4 SSA(脚 5)/ SSB(脚 4)— 源极检测(开尔文)

2.5 GDA(脚 8)/ GDB(脚 1)— 栅驱动输出

2.6 逐脚故障症状速查(汇总)【业界经验/推断,供排查跳转】

脚 开路 对地短路 接错对象
DSA/DSB 该通道不开通,体二极管发热 差分恒零,同上 与 SSA 互换 → 极性判据颠倒,时序紊乱
SSA/SSB 测量漂移,栅驱动不可预测 近点短接=精度损失;远处短接=负载相关误差(陷阱 1,04 篇) 与 DSA 互换 → 同上
GDA/GDB MOSFET 栅极悬空(功率级大忌) 驱动级持续灌流,IC 发热 两通道互换 → 时序错位+倒灌(04 篇陷阱 3)
VCC IC 停在 UVLO,栅有源拉低 供电异常 接超 38 V 轨 → 超绝对极限
GND 失去参考,状态不定(杜绝) —(本就是地) 混入功率回流 → 阈值漂移(04 篇陷阱 1 关联)

排查时按“症状 → 疑似脚 → 04 篇对应陷阱”的路径走;本表只给方向,定量判据见 04 篇流程树。

3. 绝对极限值(DS 表 4,IEC 60134)与热特性(DS 表 5)

符号 参数 条件 Min Max 单位
VCC 供电电压 — −0.4 +38 V
Vsense(D)A/B 漏极检测电压 A/B DC −0.8 +100 V
Vsense(S)A/B 源极检测电压 A/B DC −0.4 +0.4 V
VGDA/VGDB 栅驱动脚电压 DC(输出脚由 IC 强制【1】) −0.4 +13.0 V
Ptot 总功耗 — — 0.5 W
fmax 最高频率 若不受 Ptot 限制 — 500 kHz
Tstg / Tj 存储 / 结温 — −55 / −40 +150 / +150 °C
VESD ESD HBM 2000 V;CDM 500 V — — V

热特性(DS 表 5,typ,JEDEC 测试板):Rth(j-a) 140 K/W、Rth(j-c) 90 K/W。

三条设计红线【业界经验解读】:

封装:SO8(SOT96-1),体宽 3.9 mm、脚距 1.27 mm【DS 图 7/表 1】。

SOT96-1(SO8)封装外形与尺寸(NXP TEA1995T 数据手册图 7 原版,翻拍自手册)

4. 电气特性全表(DS 表 6:Tamb=25 °C,VCC=12 V,CGDA/CGDB=10 nF;电流流入 IC 为正)

符号 参数 条件 Min Typ Max 单位
Vstart 启动电压 — 4.35 4.55 4.75 V
Vstop 停止电压 — 4.0 4.2 4.4 V
ICC(oper) 工作电流 energy-save 140 160 180 μA
ICC(oper) 工作电流 正常(不含栅电荷) 0.9 1.1 1.3 mA
tact(es) 节能模式激活时间 — 85 110 135 μs
Vact(drv) 驱动激活电压 VSS=0 V −450 −400 −350 mV
Vreg(drv) 驱动调节电压 VSS=0 V −60 −55 −50 mV
Vswoff 关断电压 VSS=0 V 90 150 200 mV
td(act)(drv) 开通延迟 2 V→−0.5 V 阶跃 → 栅升至终值 10% — 80 — ns
td(deact)(drv) 去激活延迟 −0.5 V→2 V 阶跃 → 栅降至起始 90% — 40 — ns
Isource 拉电流(峰值) VCC=5 V;VDS=−0.5 V;VG=0 V — −0.4 — A
Isource 拉电流(峰值) VCC=12 V;VDS=−0.5 V;VG=0 V — −1.0 — A
Isink 灌电流(调节档) VCC=5 V;VDS=0 V;VG=5 V — 90 — mA
Isink 灌电流(调节档) VCC=12 V;VDS=0 V;VG=10 V — 100 — mA
Isink 灌电流(峰值) VCC=5 V;VDS=4 V;VG=4 V — 0.6 — A
Isink 灌电流(峰值) VCC=12 V;VDS=4 V;VG=4 V — 1.0 — A
Rpd(G) 栅下拉电阻 off 态;VDSA/VDSB=4 V;I=30 mA 3.2 4 5 Ω
VG(max) 栅压上限 VCC=5 V 4.9 4.95 5.0 V
VG(max) 栅压上限 VCC=12 V 10.5 10.75 11.0 V
VG(max) 栅压上限 VCC=15~38 V 11 12 13 V

【DS 译注】① Isource 负号 = 电流流出 IC(给栅充电);② §8.4 正文与框图还出现去激活阈值 Vdeact(drv)(框图标 −50 mV),表 6 未单列——原文如此,阈值链以 −400/−55/−50/+150 mV 为准【DS 图 1】。

5. 关键参数的设计含义(每个数怎么用)

# 参数 数值(typ,范围) 设计含义:在你的设计里怎么用
1 Vstart 4.55 V(4.35~4.75) 5 V 轨供电的下限校验:最坏跌落后必须仍 >4.75 V(max),否则 SR 不启动
2 Vstop 4.20 V(4.0~4.4) VCC 瞬间凹陷的“击穿线”:去耦电容的取值和位置就是为它服务的
3 Vstart−Vstop 迟滞 0.35 V typ 阈值附近缓慢爬升的 VCC(软启动)不会造成反复启停
4 ICC(oper) energy-save 160 μA(140~180) 待机功耗预算:12 V 轨上仅 1.9 mW【本库计算:12 V×160 μA】
5 ICC(oper) 正常 1.1 mA(0.9~1.3) 辅助供电的静态底仓,加栅电荷电流后才是真实负载
6 tact(es) 110 μs(85~135) 节能模式进出是一次 ~0.1 ms 级可观测切换;触发条件 DS 未述(待核实)
7 Vact(drv) −400 mV(−450~−350) 开通判据深度:比体二极管压降(≈−0.7 V)浅、比常规振铃深——兼顾灵敏度与抗误触发
8 Vreg(drv) −55 mV(−60~−50) 决定导通损耗下限:P ≈ I×55 mV(伺服区内),也是选 RDS(on) 的分界尺(03 篇步骤 2)
9 调平迟滞窗 −55/−50 mV → 5 mV 伺服环防振荡窗口;同时宣判了检测布线精度要求——误差超过 5 mV 伺服就伺服错了对象
10 Vswoff +150 mV(90~200) 关断锁定的门槛:设计上让关断后漏极正平台远超 200 mV(max),保证锁定可靠发生
11 td(act)(drv) 80 ns 体二极管多承受的固定开销:10 A×0.7 V×80 ns ≈ 0.56 μJ/次【本库计算】,200 kHz 下 ≈0.11 W/通道
12 td(deact)(drv) 40 ns 过零关断的响应速度,防倒灌的第一道防线(第二道是 Vswoff 锁定)
13 Isource 峰值 −1.0 A @12 V 栅压建立时间 = Qg/I:36 nC → 36 ns;选管时 Qg 与 RDS(on) 一起看(03 篇步骤 3)
14 Isource @5 V −0.4 A 5 V 应用开通时间翻倍以上(36 nC→90 ns),高频场合 5 V 供电要重新预算时序
15 Isink 调节档 100 mA 调平期的“细刻度”——外部不必也无法加速它;它决定伺服环的温和性格
16 Isink 峰值 1.0 A @12 V 关断快速放电能力;配 40 ns 延迟构成“快关”的全部基础
17 Rpd(G) 4 Ω(3.2~5) 锁定期栅极阻抗:振铃在栅极建立的电压 = 耦合干扰 ÷(4 Ω+栅阻抗),低阻抗是抗扰的关键
18 VG(max) @12 V 10.75 V(10.5~11.0) 通用管栅压口径:选 VGS(rated) ≥±12 V 的管留余量
19 VG(max) @5 V 4.95 V(4.9~5.0) 逻辑电平管判决书:标准管在此“半开”,必须换 logic level(04 篇陷阱 4)
20 VG(max) @15~38 V 12 V(11~13) 宽域供电的栅压上限:高于 12 V 的轨直供也只给 12 V,别指望“VCC 越高栅压越高”

精炼要点

要点 数值 为什么重要
脚位对角分布 A=8/6/5,B=1/3/4 两通道接反是最隐蔽的装配事故,布板/贴片前核对 pin1
源检耐压 ±0.4 V DC 极限 一票否决高侧应用——TEA1995T 是低边 SR 控制器
漏检耐压 +100 V DC 极限 漏极关断平台 ≤100 V 才能直连,反激要先算 Vout+反射电压
VCC 去耦 紧贴 7-2 脚,另加电容 1 A 栅电流 × 10 nH ≈ 0.28 V 凹陷【本库计算】,击穿 4.2 V Vstop 即触发 UVLO 停止工作
阈值链 −400/−55/−50/+150 mV 四个毫伏级阈值全部依赖干净的开尔文测量——GND/SS 线不干净则全盘失真
栅压三档口径 4.95 / 10.75 / 12 V typ 选管 VGS 口径由 VCC 档位决定,5 V 档必须逻辑电平管
关断态栅下拉 4 Ω typ 关断锁定是“低阻物理锁”,不是逻辑标志位——抗扰能力的根本保证
Ptot/fmax 0.5 W / 500 kHz 高频大 Qg 组合先过热校核(03 篇步骤 7),IC 自身 ΔT≈26 °C 的算例在那里

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