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SP3227EEY-L

器件型号:SP3227EEY-L
器件类别:热门应用    无线/射频/通信   
厂商名称:SIPEX
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器件描述

Intelligent +3。0V to +5。5V RS-232 Transceiver with Auto On-Line® Plus

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SP3227EEY-L器件文档内容

                Solved by                                                    SP3224E-SP3227E

                                                 TM

3.0V to 5.5V RS-232 Transceivers with Auto On-Line� Plus

FEATURES                                                                     READY 1                       20 SHUTDOWN
15kV ESD protected RS-232 I/O pins                                               C1+ 2                    19 VCC
Auto On-line� Plus automatic power saving mode
Meets true EIA/TIA-232-F standards from +3.0V to                            V+ 3                          18 GND

   +5.5V power supply.                                                       C1- 4                         17 T OUT Solved by1
Adheres to EIA/TIA-562 for interoperability with
                                                                             C2+ 5                         TM
   EIA/TIA-232 down to a +2.7V supply voltage
Regulated charge pump yields stable                                                                         16 R1IN

   RS-232 outputs                                                            C2- 6 SP3224E 15 R1OUT
Drop-in replacement to MAX3224, ICL3224,                                     V- 7 SP3225E 14 ONLINE

   MAX3225, ICL3225, MAX3226, ICL3226,                                       T2OUT 8                       13 T1IN
   MAX3227 and ICL3227
SP3224E and SP3225E reduced EMI with a slew                                   R2IN 9                      12 T2IN
   rate controlled 250kbps data rate                                         R2OUT 10                      11 STATUS
SP3226E and SP3227E- high speed data rate of
   1 Mbps.                                                                   TYPICAL APPLICATIONS
Available in RoHS compliant, Lead Free                                       Diagnostic/Serial ports on
   Packaging
                                                                                embedded applications
                                                                              Handheld Test Equipment
                                                                              PC related Peripherals and

                                                                                Equipment

                                                                              Battery Powered Equipment

                                                                              Point-of-sale Equipment

                                                                              Set-top Box                  DESCRIPTION

The SP3224E/3225E are 2-driver/2-receiver devices and the SP3226E/SP3227E are 1-

driver/1-receiver devices. All are ideal for computer peripherals, point-of-sale equipment,

consumer and embedded applications. These devices use an internal high-efficiency,

charge-pump power supply that requires only 0.1�F capacitors in 3.3V operation. This

charge pump and Sipex's driver architecture allow it to deliver compliant RS-232 perfor-

mance from a single power supply ranging from +3.0V to +5.5V. At voltages between 2.7V

and 3.0V the driver outputs are compliant with RS-562 and can interface to RS-232 over

short cables.
The Auto On-line� Plus feature allows the device to automatically "wake-up" during a shut-

down state upon detecting activity and to enter a low power shutdown if idle. This power

saving feature functions without system intervention or modifications to software or driv-

ers.

                                                                                            SELECTION TABLE
All devices feature 3.0V to 5.5V power supply, 4 small charge pump capacitors, and 15kV ESD
protection.

Device          Data Rate (bps)                      No. of             READY pin Low-Power Shutdown          Package

                                                     Drivers/Receivers

SP3224E         250k                                 2/2                Yes  Auto On-Line� Plus 20 SSOP/TSSOP

SP3225E         1M                                   2/2                Yes  Auto On-Line� Plus 20 SSOP/TSSOP

SP3226E         250k                                 1/1                Yes  Auto On-Line� Plus 16 SSOP/TSSOP

SP3227E         1M                                   1/1                Yes  Auto On-Line� Plus 16 SSOP/TSSOP

Rev P 11/20/06                                       SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                                                        1
Supply Voltage (Vcc).................................................-0.3V to + 6.0V                          ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
V+ (Note 1)................................................................-0.3V to + 7.0V
V- (Note 1).................................................................+0.3V to - 7.0V         Maximum junction temperature.....................................................150�C
|V+| + |V-| .................................................................................+13V   Thermal Derating, Junction to Ambient
Input voltage at TTL input pins ............................-0.3V to Vcc+0.3V                       SSOP20..............................................................................JA =83�C/W
RxIN......................................................................................... �18V  TSSOP20.......................................................................JA =110.7�C/W
Driver output (from Ground).................................................. �13.2V                SSOP16..............................................................................JA =87�C/W
RxOUT, STATUS..................................................-0.3V to Vcc+0.3V                    TSSOP16.......................................................................JA =100.4�C/W
Short Circuit Duration, TxOUT to GND,. Continuous
(One output at a time maximum)                                                                      These are stress ratings only and functional operation of the device at
Storage Temperature...............................................-65�C to +150�C                   these ratings or any other above those indicated in the operation sections
Operating Temperature SP322XECX...........................0�C to +70�C                              of the specifications below is not implied. Exposure to absolute maximum
Operating Temperature SP322XEEX........................-40�C to +85�C                               rating conditions for extended periods of time may affect reliability.
Lead Temperature (soldering, 10s)....................................... +300�C

Note 1: V+ and V- can have maximum magnitudes of 7V, but their
absolute difference cannot exceed 13V.

                                                                            ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Unless otherwise noted VCC = +3.0V to +5.5V, TAMB = TMIN to TMAX,. Typical values are at TAMB = +25�C.
C1�C4 = 0.1�F tested at 3.3V �10%. C1=0.047�F C2�C4 = 0.33�F tested at 5V �10%.

                Parameters               Symb                                                       Test Conditions  Min. Typ. Max. Unit

DC Characteristics

                                                                   Receivers idle, TxIN = Vcc or GND,                       1    10 �A

Supply Current, Auto On-Line� Plus ICC3 ONLINE = GND, SHUTDOWN = Vcc
                                                                   Note 2

Supply Current, Shutdown                 ICC2 SHUTDOWN = GND                                                                1    10 �A

Supply Current, Active                   ICC1 ONLINE = SHUTDOWN = Vcc, No Load                                              1.5  2.0 mA

Supply Current, Active                   ICC1  ONLINE = SHUTDOWN = VCC=3.3V,                                                0.7  1.0 mA
                                               No Load

Driver Input and Logic Input Pins

                                         VIH Vcc = 3.3V                                                              2
                                         VIH Vcc = 5.0V
Logic Input     High                     VIL                                                                         2.4
Voltage         Low
                                                                                                                                 0.8  V

                Logic Threshold          VT                                                                                 1.5

Logic Input Leakage Current              IIL                                                                                0.05 �1.0 �A

Logic Input Hysteresis                   VHYS                                                                               100       mV

Receiver Outputs and STATUS Output

Receiver Output Voltage Low              VOL   IOUT = -1.6mA                                                                     0.4  V

Receiver Output Voltage High             VOH   IOUT = 1mA                                                            Vcc              V
                                                                                                                     - 0.6

Note 2: Characterized, not 100% tested.

Rev P 11/20/06                           SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus                               � 2006 Sipex Corporation

                                                            2
                                                                           ELECTRICAL SPECIFICATIONS

Unless otherwise noted VCC = +3.0V to +5.5V, TAMB = TMIN to TMAX,. Typical values are at TAMB = +25�C.
C1�C4 = 0.1�F tested at 3.3V �10%. C1=0.047�F C2�C4 = 0.33�F tested at 5V �10%.

                  Parameters                  Symb  Test Conditions                             Min. Typ. Max.

Driver Outputs

Output Voltage Swing                          VO Output load = 3k to GND                        �5.0 �6.0         V

                                                    Output load = Open Circuit                             �15.0

Short Circuit Current                               VOUT = 0V                                              �60    mA

Power-Off Impedance                                 Vcc=V+ = V- = 0                             300 10M           

                                                    transmitter outputs= �2V

Output Leakage Current                              Vcc = 0 or 3V to 3.3V, VOUT                            �25    �A
                                                    = �12V, Drivers disabled

Receiver Inputs

Input Voltage Range                                                                             -15        15     V

Input Threshold Low                                 Vcc = 3.3V                                  0.6 1.2           V

                                                    Vcc = 5.0V                                  0.8 1.5

Input Threshold High                                Vcc = 3.3V                                        1.5  2.4    V

                                                    Vcc = 5.0V                                        1.8  2.4

Input Hysteresis                                                                                      500         mV

Input Resistance                                                                                3     5    7      k

ESD Protection

ESD Protection for R_In, T_Out pins                 Human Body Model                                  �15         kV

All Other Pins                                      Human Body Model                                  �2          kV

Auto On-line� Plus (ONLINE = GND, SHUTDOWN = Vcc)

Rx Input Threshold to STATUS output high                                                                   �2.7   V

Rx Input Threshold to STATUS output low                                                         �0.3              V

Threshold to STATUS high                      tSTH                                                    0.5         �s

Threshold to STATUS low                       tSTL                                                    30          �s

Rx or Tx transition to drivers enabled        tONLINE Note 3                                          100         �s

Last Rx or Tx transition to drivers disabled  tOFFLINE Note 2, 3                                15    30   60     sec

Note 3: A transmitter/receiver edge is defined as a transition through input logic thresholds.

Rev P 11/20/06                          SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus             � 2006 Sipex Corporation

                                                           3
                                                                                TIMING CHARACTERISTICS

Unless otherwise noted VCC = +3.0V to +5.5V, TAMB = TMIN to TMAX,. Typical values are at TAMB = +25�C. C1�C4 =
0.1�F tested at 3.3V �10%. C1=0.047�F C2�C4 = 0.33�F tested at 5V �10%

Parameters            Symbol                 Test Conditions              Min.               Typ.  Max.  Unit
                                                                          250                0.22   30   kbps
SP3224E and SP3226E                    RL = 3k, CL = 1000pF. One                                         V/�s
Maximum Data Rate                      transmitter switching.               4
                                                                                                          �s
Transition -Region                     Measurement taken from
Slew Rate                              +3.0V to -3.0V or -3.0V to +3.0V,
                                       TAMB = 25�C
                                       RL = 3k to 7k,
                                       CL = 150pF to 1000pF

Receiver Propagation  tRPHL , tRPLH    R_IN to R_OUT,
Delay                                  CL = 150pF

Receiver Output       tRZH , tRZL      RL = 3k, CL = 150pF                                   0.2   2     �s
Enable Time
                      tRHZ , tRLZ                                                            0.2   2     �s
Receiver Output
Disable Time                           |tPHL - tPLH| at 1.5V                                 200         ns

Receiver Skew

Parameters            Symbol                 Test Conditions              Min.               Typ.  Max.  Unit

SP3225E and SP3227E                    RL = 3k, CL = 250pF. One           1000                           kbps
Maximum Data Rate                      transmitter Switching              500                            kbps

Instantaneous Slew                     RL = 3k, CL = 1000pF. One          24                       150   V/�s
Rate                                   transmitter Switching
                                                                                                          ns
Driver Skew           |tDPHL - tDPLH|  Measurement taken from +3.0V                           75          �s
                       tRPHL , tRPLH   to -3.0V or -3.0V to +3.0V,                           0.20         �s
Receiver Propagation    tRZH , tRZL    TAMB=25�C                                                          �s
Delay                   tRHZ , tRLZ                                                                       ns
                                       RL = 3k to 7k,
Receiver Output
Enable Time                            CL = 150pF to 250pF

Receiver Output                        at zero crossing
Disable Time
                                       R_IN to R_OUT, CL = 150pF

                                                                                             0.3   2

                                                                                             0.2   2

Receiver Skew         |tPHL - tPLH| at 1.5V                                                  80

Rev P 11/20/06                         SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus        � 2006 Sipex Corporation

                                                          4
                                                                                                                      TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS:CURVES

                                      2.5                                                                                                                                                                    1.6

TxIn to RxOut Propagation Delay (us)                                                                                                                                   TxIn to RxOut Propagation Delay (us)  1.4

                                      2

                                                                                                                                                                                                             1.2

                                      1.5                                                                                                                                                                        1

                                      1                                                                                                                                                                      0.8
                                                                                                                                                                                                             0.6

                                     0.5                                                                                                                                                                     0.4
                                    TxIn to RxOut Propagation Delay (us)                                                                                                                                   Tx0I.n2 to RxOut Propagation Delay (us)

                                      0                                                                                                                                                                          0

                                                                           0        1000  2000                  3000  4000                                       5000                                               0     1000                       2000  3000             4000  5000

                                                                                          Load Capacitance (pF)                                                                                                                                      Load Capacitance (pF)

SP3224E/SP3226E Transmitter Input to                                                                                                                                   SP3225E/SP3227E Transmitter Input to
Receiver Output Propagation Delay vs.                                                                                                                                  Receiver Output Propagation Delay vs.

              Load Capacitance                                                                                                                                                       Load Capacitance

                                                                           30                                                                                                                                    45

                                      Transmitter Output Slew Rate (V/us)                                                                                              Transmitter Output Slew Rate (V/us)       40

                                                                           25

                                                                           20                                                                                                                                    35
                                                                                                         SRneg                                                                                                                                SRpos

                                                                           15                                                                                                                                    30
                                                                                                                                                                                                                               SRavg
                                                                                                                              SRavg
                                                                           10                                                                                                                                    25 SRneg

                                                                                                                                                    SRpos                                                        20

                                                                                                                                                                                                                 15

                                                                              5                                                                                                                                  10
                                                                           Transmitter Output Slew Rate (V/us)

                                                                                                                                                                                                             Tra5nsmitter Output Slew Rate (V/us)

                                                                              0                                                                                                                                  0

                                                                                 0  1000  2000                  3000                                       4000  5000

                                                                                          Load Capacitance (pF)                                                                                                        0  1000                       2000  3000             4000  5000

                                                                                                                                                                                                                                                     Load Capacitance (pF)

SP3224E/SP3226E Transmitter Output                                                                                                                                     SP3225E/SP3227E Transmitter Output
    Slew Rate vs. Load Capacitance                                                                                                                                         Slew Rate vs. Load Capacitance

Transmitter Output Voltage (V)        6                                                                                                                                Transmitter Output Voltage (V)        6
                                                                                        V+
                                                                                                                                                                                                                                         V+
                                      4                                                                                                                                                                      4

                                      2                                                                                                                                                                      2

                                      0                                                                                                                                                                      0

                                      -2                                                                                                                                                                     -2

                                      Transmitter Output Voltage (V)                                                                                                                                 Trasmitter Output Voltage (V)
                                        -4                                                                                                                                                             -4
                                                                          V-
                                                                                                                                                                                                                                   V-

                                      -6                                                                                                                                                                     -6
                                          0
                                                                                    1000  2000                  3000  4000                                       5000                                            0        1000                       2000  3000             4000  5000

                                                                                          Load Capacitance (pF)                                                                                                                              Load Capacitance (pF)

SP3224E/SP3226E Transmitter Output                                                                                                                                     SP3225E/SP3227E Transmitter Output
      Voltage vs. Load Capacitance                                                                                                                                                          Voltage

Rev P 11/20/06                                                                                                        SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus                                                                                       � 2006 Sipex Corporation

                                                                                                                                         5
                                                                                    TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS:CURVES

                               250

Transmitter Skew (ns)            200                                                        SP3225, 1Mbps
                                                                              SP3224, 250kbps
                                 150

                                 100
                               Transmitter Skew (ns)

                                  50

                                      0

                                         0  500        1000  1500             2000  2500  3000             3500

                                                             Load Capacitance (pF)

                                                  Driver Skew
                                            vs. Load Capacitance

                               30

                               25

Supply Current (mA)            20                            SP3225, 1Mbps
                                                             SP3227
                               15
                                                                                     SP3224, 250kbps
                                                                                     SP3226

                                 10
                               Supply Current (mA)

                                  5

                                   0

                                      0          1000        2000             3000        4000             5000

                                                             Load Capacitance (pF)

                                                Supply Current
                                            vs. Load Capacitance

                                             Charge Pump Turn-on Time versus Temperature

                               85

Charge Pump Turn-On Time (us)  80

                               75

                               70

                               65

                               60

                             Charge Pump Turn-on Time (us)
                               55

                               50

                                   -55      -30        -5    20               45    70                95

                                                             Temperature (C)

                                            Charge Pump Turn-On Time
                                                    vs. Temperature

Rev P 11/20/06                                                                      SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                                                                                       6
                TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS: SCOPE SHOTS

SP3224E/SP3226E Waveforms      SP3224E/SP3226E Charge Pump
for 250kbps Clock Rate, RL=3k,               Into Shutdown

              CL=1000pF

SP3224E/SP3226E Waveforms      SP3224E/SP3226E Charge Pump
for 250kbps Clock Rate, RL=3k,       Power On Time, Vcc=3.3V

              CL=4700pF

SP3224E/SP3226E Charge Pump     SP3224E/SP3226E Charge Pump
           Out of Shutdown      Waveforms for 250kbp Clock Rate

Rev P 11/20/06  All Charge Pump waveforms use charge pump capacitor values C1-C4 = 0.1�F                    � 2006 Sipex Corporation
                                                      SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus

                                                          7
                TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS: SCOPE SHOTS

SP3224E/SP3226E C2+ Charge        SP3225E/SP3227E Waveforms for
Pump Waveforms, Vcc=3.3V, All        1Mbps Clock Rate, RL=3K,
                                                  CL=250pF
        Channels switching

SP3224E/SP3226E C2+ Charge        SP3225E/SP3227E Waveforms
   Pump Waveforms, Vcc=5V,        for 1Mbps Clock Rate, RL=3K,
      All Channels switching
                                               CL=1000pF

SP3225E/SP3227E Waveforms         SP3225E/SP3227E Charge
for 1Mbps Clock Rate, RL=3K,          Pump Out of Shutdown

               CL=50pF

                All Charge Pump waveforms use charge pump capacitor values C1-C4 = 0.1�F

Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus                      � 2006 Sipex Corporation

                               8
                                TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS

SP3225E/SP3227E Charge Pump     SP3225E/SP3227E Charge Pump
             Into Shutdown       Waveforms, Vcc=3.3V, All Chan-

                                              nel Switching

SP3225E/SP3227E Charge Pump     SP3225E/SP3227E Charge Pump
     Power On Time, Vcc=3.3V    Waveforms, Vcc=5V, All Channel

                                                Switching

SP3225E/SP3227E Charge Pump
Waveforms for 1Mbps Clock Rate

Rev P 11/20/06  All Charge Pump waveforms use charge pump capacitor values C1-C4 = 0.1�F         � 2006 Sipex Corporation
                                           SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus

                                                    9
                                                    CHARACTERIZATION CIRCUITS AND WAVEFORMS

                                                                                                                               3V

                                                       RS-232                  Input                                           0V
                                                       Output                 Output
                 Generator    50                    CL                                         tTHL                      tTLH
                (see note B)                    RL  (see note A)
                                                                                                     3V
                                       3V               SR= 6V                                         -3V          3V         VOH
                                  SHUTDOWN                     tTHL or tTLH                                      -3V           VOL

                              TEST CIRCUIT                                                      VOLTAGE WAVEFORMS

                NOTES A. CL includes probe and jig capacitance
                           B. The pulse generator has the following characteristics: PRR= 250kbit/s, Zo=50, 50% duty cycle, tr 10ns, tf 10ns

                                                    Figure 1. Driver Slew Rate

                                                                   RS-232               Input         1.5V       1.5V          3V
                                                                   Output                                               tDPLH  0V
                 Generator    50                                                        tDPHL                          50%
                (see note B)                    RL              CL            Output                                           VOH
                                                                (see note A)                                                   VOL
                                       3V
                                  SHUTDOWN                                                                  50%

                              TEST CIRCUIT                      I I Skew= tDPHL- tDPLH                VOLTAGE WAVEFORMS

                NOTES A. CL includes probe and jig capacitance
                           B. The pulse generator has the following characteristics: PRR= 250kbit/s, Zo=50, 50% duty cycle, tr 10ns, tf 10ns

                                                    Figure 2. Driver Propagation and Skew

                                     3V or 0V              RS-232                       Input         1.5V                        3V
                                     ONLINE                Output                                                1.5V

                              50                    CL                                                                            0V
                                                    (see note A)
                 Generator             3V                                                      tRPHL             tRPLH
                (see note B)      SHUTDOWN                                                                       50%

                                                                              Output                        50%                VOH
                                                                                                                               VOL

                              TEST CIRCUIT                      I I Skew= tRPHL- tRPLH                VOLTAGE WAVEFORMS

                NOTES A. CL includes probe and jig capacitance

                B. The pulse generator has the following characteristics: PRR= 250kbit/s, Zo=50, 50% duty cycle, tr 10ns, tf 10ns

                                        Figure 3. Receiver Propagation Delay and Skew

                                                    VCC         GND               Input               1.5V                        3V
                                                        S1                                                       1.5V
                              3V or 0V                                                    tPHZ
                              ONLINE                                          (51 at GND)                                         0V

                                                                RL                                                     tPZH

                3V or 0V                                        Output                                                             VOH

                                                    CL                        Output                             50%
                                                    (see note A)                      0.3V
                              SHUTDOWN
                                                                                       tPLZ                              tPZL
                 Generator    50                                              (51 at VCC)                                (S1 at VCC)
                (See Note B)
                                                                                       0.3V
                                                                               Output                            50%

                                                                                                                               VOL

                              TEST CIRCUIT                                                            VOLTAGE WAVEFORMS

                NOTES: A CL includes probe and jig capacitance

                           B. The pulse generator has the folowing characteristics Zo=50, 50% duty cycle, tr 10ns, tf 10ns
                           C. tPLZ and tPHZ are the same as tdis
                           D. tPZL and tPZH are the same as ten

                                        Figure 4. Receiver Enable and Disable Times

Rev P 11/20/06                          SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus                             � 2006 Sipex Corporation

                                                          10
Description                                                         THEORY OF OPERATION
The SP3224E and SP3225E are 2-driver/          rates fully loaded with 3K in parallel with
2-receiver devices. The SP3226E and            1000pF (SP3224E/SP3226E), or 3K in
SP3227E are 1-driver/1-receiver devices.       parallel with 250pF (SP3225E/SP3227E)
All are ideal for serial ports in embedded,    ensuring compatibility with PC-to-PC com-
consumer, portable, or handheld applica-       munication software. The slew rate of the
tions. The transceivers meet the EIA/TIA-      driver output on the SP3224E/SP3226E is
232 and ITU-T V.28/V.24 communication          internally limited to a maximum of 30V/�s
protocols for reliable serial communication.   in order to meet the EIA standards (EIA
The devices feature Sipex's proprietary        RS-232D 2.1.7, Paragraph 5). The Slew
and patented (U.S. 5,306,954) on-board         Rate of SP3225E/SP3227E is not limited
charge pump circuitry that generates �5.5V     to enable higher speed data transfers. The
RS-232 voltage levels from a single +3.0V      transition of the loaded output from HIGH
to +5.5V power supply.                         to LOW also meets the monotonic signal
                                               transition requirements of the standard.

The SP3224E-SP3227E are ideal choic-           Receivers
es for power sensitive designs. With the       The receivers convert EIA/TIA-232 signal
Auto On-line� Plus enabled, the SP3224E-       levels to TTL or CMOS logic output lev-
SP3227E reduce supply current to 1�A           els. Receivers remain active during device
whenever the transceivers are in idle. In      shutdown. Since receiver input is usually
shutdown, the internal charge pump and         from a transmission line where long cable
the drivers will shut down. This feature al-   lengths and system interference can de-
lows design engineers to address power         grade the signal, the inputs have a typical
saving concerns without major design           hysteresis margin of 500mV. This ensures
changes.                                       that the receiver is virtually immune to noisy
                                               transmission lines. Should an input be left
Theory Of Operation                            unconnected, an internal 5K pulldown re-
The SP3224E-SP3227E are made up of             sistor to ground will commit the output of
four basic circuit blocks: 1. Drivers, 2. Re-  the receiver to a HIGH state.
ceivers, 3. the Sipex proprietary charge
pump, and 4. Auto On-line� Plus circuitry.     Charge Pump
                                               The charge pump is a Sipex�patented de-
Drivers                                        sign (US Patent #5,306,954) and uses a
The drivers are inverting level transmit-      unique approach compared to older less-
ters that convert TTL or CMOS logic lev-       efficient designs. The charge pump still
els to 5.0V EIA/TIA-232 levels with an         requires four external capacitors, but uses
inverted sense relative to the input logic     a four phase voltage shifting technique to
levels. Typically, the RS-232 output volt-     attain symmetrical 5.5V power supplies.
age swing is +5.4V with no load and +5V        The internal power supply consists of a
minimum fully loaded. The driver outputs       regulated dual charge pump that provides
are protected against infinite short-circuits  output voltages 5.5V regardless of the in-
to ground without degradation in reliabili-    put voltage (Vcc) over the +3.0V to +5.5V
ty. These drivers comply with the EIA-TIA-     range. This is important to maintain com-
232-F and all previous RS-232 versions.        pliant RS-232 levels regardless of power
Unused driver inputs should be connected       supply fluctuations.
to GND or VCC.                                 The charge pump operates in a discontinu-
                                               ous mode using an internal oscillator. If the
The drivers can guarantee output data          output voltages are less than a magnitude

Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                  11
of 5.5V, the charge pump is enabled. If the                         THEORY OF OPERATION
output voltages exceed a magnitude of           is identical to the first phase. The posi-
5.5V, the charge pump is disabled. This os-     tive terminals of capacitors C1 and C2 are
cillator controls the four phases of the volt-  charged from VCC with their negative termi-
age shifting. A description of each phase       nals initially connected to ground. C1+ is
follows.                                        then connected to ground and the stored
                                                charge from C1� is superimposed onto
Highly Efficient Charge Pump                    C2�. Since C2+ is still connected to VCC
The charge pump is used to generate posi-       the voltage potential across capacitor C2 is
tive and negative signal voltages for the       now 2 x VCC.
RS-232 drivers. This enables fully compli-
ant RS-232 and V.28 signals from a single       Phase 4
3.0 or 5.5V power supply.                       VDD transfer: The fourth phase connects
                                                the negative terminal of C2 to ground and
The charge pumps use four external capac-       the positive terminal of C2 to the VDD stor-
itors to hold and transfer electrical charge.   age capacitor. This transfers the doubled
The Sipex patented design (US Patent            (V+) voltage onto C3. Meanwhile, capaci-
#5,306,954) uses a unique approach com-         tor C1 charged from VCC to prepare it for
pared to older less efficient designs. The      its next phase.
pumps use a four�phase voltage shifting
technique to attain symmetrical V+ and V-       The Sipex charge pump generates V+ and
power supplies. An intelligent control oscil-   V� independently from VCC. Hence in a no-
lator regulates the operation of the charge     load condition V+ and V- will be symmetri-
pump to maintain the proper voltages at         cal. Older charge pump approaches gen-
maximum efficiency.                             erate V+ and then use part of that stored
                                                charge to generate V-. Because of inherent
Phase 1                                         losses the magnitude of V- will be smaller
VSS charge store and double: The posi-          than V+ on these older designs.
tive terminals of capacitors C1 and C2 are
charged from VCC with their negative termi-     Under lightly loaded conditions the intelli-
nals initially connected to ground. C1+ is      gent pump oscillator maximizes efficiency
then connected to ground and the stored         by running only as needed to maintain V+
charge from C1� is superimposed onto            and V�. Since interface transceivers often
C2� . Since C2+ is still connected to VCC       spend much of their time at idle this power-
the voltage potential across capacitor C2 is    efficient innovation can greatly reduce total
now 2 x VCC.                                    power consumption. This improvement is
                                                made possible by the independent phase
Phase 2                                         sequence of the Sipex charge pump
VSS transfer and invert: Phase two con-         design.
nects the negative terminal of C2 to the VSS
storage capacitor and the positive terminal     The clock rate for the charge pump typi-
of C2 to ground. This transfers the doubled     cally operates at greater than 70kHz allow-
and inverted (V�) voltage onto C4. Mean-        ing the pump to run efficiently with small
while, capacitor C1 charged from VCC to         0.1�F capacitors. Efficient operation de-
prepare it for its next phase.                  pends on rapidly charging and discharging
                                                C1 and C2, therefore capacitors should be
Phase 3                                         mounted close to the IC and have low ESR
VDD charge store and double: Phase three        (equivalent series resistance). Inexpensive
                                                surface mount ceramic capacitors (such as

Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                  12
are widely used for power-supply decou-                                          THEORY OF OPERATION
pling) are ideal for use on the charge pump.
The charge pumps are designed to be able                    The SP3224E-SP3227E devices have the
to function properly with a wide range of                   advanced Auto On-Line� Plus feature
capacitor styles and values. If polarized ca-               RS-232 signals use both positive and neg-
pacitors are used the positive and negative                 ative voltages of greater than �5V magni-
terminals should be connected as shown                      tude. Receivers have nominal 5k imped-
on the Typical Operating Circuit.                           ance to ground. Even when idle, drivers
                                                            will maintain output signal voltage creating
Capacitance values may be increased if                      a continuous current flow. In low power,
operating at higher VCC or to provide great-                battery operated devices this constant cur-
er stability as the capacitors age.                         rent drain can decrease battery life
                                                            significantly.

                                                                                                   +
                                                                                                    V

                                                                                                                            CC

                                                                                             - Phase 2 � Vss transfer from C2 to C4.
                                                                                                    Meanwhile C1 is charged to Vcc

                                                                                                                            +

                 +                                                        +                                  +          V+     C
                                                                                                                                  3
                                                            C                                  C
                 V                                             1                               2
                    CC  Phases 1 and 3: Store/Double.                  e-
                                                                                                                e-

                 -      Double charge from C1 onto C2.                                                                  e-
                                                                                                                                 +

                        C2 is now charged to -2xVcc                                                                    C
                                                                                                                                   4

                                                                                                      Vss

                                             +

              +                       +  V+     C           Patented 5,306,954 (Sipex, inc.)
                                                   3
C                       C
   1                       2
                                  e-
                                 e-      V- +                                +
                                                 C
                                                                              V
                                                         4                       CC

                                                                             -

                                                                                     Phase 4 VDD transfer from C2 to C3.
                                                                                   Meanwhile C1 is charged to Vcc

                                                                                                  V   DD

                                                                                                  e+                e+

                                                                                                                        +

                                                                          +                                  +          V+     C
                                                                                                                                  3
                                                            C                                  C
                                                               1                                  2
                                                                    e-

                                                                                                                        V- +
                                                                                                                                C

                                                                                                                                       4

                                                Charge Pump Phases

                        Minimum Recommended Charge Pump Capacitor Values

                        Input Voltage VCC                   Charge Pump Capacitor Value for SP32XX

                        3.0V to 3.6V                                         C1-C4=0.1�F

                        4.5V to 5.5V                        C1=0.047�F, C2-C4=0.33�F
                        3.0V to 5.5V                                 C1-C4=0.22�F

                                           Charge Pump Capacitor Values

Rev P 11/20/06                           SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus     � 2006 Sipex Corporation

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that saves power by turning off the charge                                            THEORY OF OPERATION
pumps and driver outputs when the trans-                         logic LOW forces the device into shutdown
ceiver inputs are idle for more than 30 sec-                     state regardless of input activity or the sta-
onds. Auto On-line� Plus is equivalent to                        tus of the ONLINE pin.
Maxim's "Auto Shutdown Plus" feature. It
differs from our existing Auto On-line� by                       The STATUS output determines whether a
relying on signal transitions rather than                        valid RS-232 signal voltage is present on
voltage levels to trigger shutdown and                           the inputs. The STATUS pin goes to a logic
wakeup.                                                          LOW when the receiver input signal levels
Auto On-Line� Plus automatically puts the                        collapse near reference ground. This may
device into a standby mode where it draws                        occur when the RS-232 cable is discon-
only 1�A typical. When the device detects                        nected or the RS-232 drivers of the con-
activity on either the receiver or driver in-                    nected peripheral are turned off.
puts it will automatically awake and activate
to allow serial communication. Both the                          STATUS may be used to indicate DTR or a
wakeup and shutdown happen automati-                             Ring Indicator signal or to determine wheth-
                                                                 er a live RS232 driver or cable is connect-
                  life significantly.                            ed. By connecting the STATUS output to
                                                                 ONLINE input, the SP3224E-SP3227E will
                                                       Receiver  shut down when no valid signal level and
                                                                 no input transitions are detected, and wake
                                                         5k      up on a valid signal level or signal edge. If it
                                                                 detects no signal transitions with the past 30

+0.3V                                                            T_IN EDGE                   SHUTDOWN
R_IN                                                                                 DETECT
-0.3V
                30�s                                                                          S       AUTO ONLINE
                timer STATUS                                                                 30s
                                                                 R_IN EDGE                   timer
                                                                                     DETECT   A

         INVALID ASSERTED IF ALL RECEIVER INPUTS ARE                             ONLINE
          BETWEEN +0.3V AND -0.3V FOR AT LEAST 30�S              Figure 3c. Auto On-line� Plus Logic

Figure 3a.STATUS Functional Diagram STATUS low

+2.7V                                                            SHUTDOWN                    POWERDOWN

R_IN            30�s   STATUS                                      ONLINE
-2.7V           timer
                                                                 AUTO ONLINE
INVALID DEASSERTED IF ALL RECEIVER INPUTS ARE
BETWEEN +2.7V AND -2.7V FOR AT LEAST 30�S                           POWERDOWN IS ONLY A INTERNAL SIGNAL. IT
                                                                    CONTROLS THE OPERATIONAL STATUS TO THE
                                                                     TRANSMITTERS AND THE POWER SUPPLIES.

Figure 3b. STATUS Functional Diagram, STATUS high. Figure 3d. Powerdown Logic

cally, without any user intervention, special                    seconds, the device will go into low power
drivers, or software modifications.                              mode. By connecting the STATUS output to
                                                                 both the ONLINE input and SHUTDOWN
Wakeup and shutdown can be exter-                                input pins, the device enters into shutdown
nally controlled by the ONLINE and                               when not receiving a valid RS-232 signal voltage
SHUTDOWN pins. When ONLINE is driv-                              input.
en to logic LOW, the Auto On-line� Plus
function is active. Driving SHUTDOWN to                          When the SP3224E-SP3227E devices are

Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus                         � 2006 Sipex Corporation

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shut down, the charge pumps are turned off.                                 THEORY OF OPERATION
V+ charge pump output decays to VCC,the
V- output decays to GND. The decay time
will depend on the size of capacitors used
for the charge pump. Once in shutdown, the
time required to exit the shutdown state and
have valid V+ and V- levels is typically 50�s.
When the SP3224E-SP3227E drivers and
internal charge pump are disabled, the sup-
ply current is reduced to 1�A.

                Auto On-Line (existing) Device enters low-power mode if receiver inputs see less than valid +/- 3V.

                                            STATUS (or INVALID) signal output indicates if valid signal voltage is at
                                            receivers.

                Auto On-Line Plus (new)     Device enters low-power mode if driver inputs or receiver inputs see no
                                            transitions for 30 seconds. Return to full power mode upon any transition on
                                            any driver input or receiver input

                                            Shutdown occurs even if data cable is connected to an active driver, as long
                                            as all inputs remain unchanged

                                            STATUS (or INVALID) signal functions as before. Indicates if valid signal
                                            voltage is present. But has no effect on shutdown

                                            For SP3224E the EN input is replaced with a READY output. READY drives
                                            high when charge pump achieves greater than -4V Vss (V-). Indicates "ready
                                            to transmit."

                Comparison of Auto On-line� Features

                Operating Mode           ONLINE SHDN  |RIN| >  Idle Inputs  TxOUT      RxOUT
                                                      �2.7V    (RxIN &
                Forced Shutdown X           0                  TxIN)        Hi-Z       Active
                                                      X                     Active     Active
                Forced On-Line           1  1         X        X                       Active
                                                                                       Active
                                                               X                       Active
                                                                                       Active
                Auto On-Line Plus 0         1         X        Active       Active     Active
                (Wake when active)                                                     Active
                                                                                       Active
                Auto On Line Plus 0         1         X        Idle > 30s Hi-Z
                (Off-Line when idle)

                Auto On-Line Plus STATUS 1            Yes      X            Active
                (Wake on cable)

                Auto On-Line Plus STATUS 1            No       Active       Active
                (Wake when active)

                Auto On-Line Plus STATUS 1            No       Idle > 30s Hi-Z
                (Off-Line when idle)

                Auto On-Line             STATUS STATUS Yes     X            Active

                (Wake on cable)

                Auto On-Line             STATUS STATUS No      X            Hi-Z

                (Auto Shutoff)

                                 Auto On-line� Plus Truth Table

Rev P 11/20/06                   SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus          � 2006 Sipex Corporation

                                                   15
RECEIVER                                                             THEORY OF OPERATION
    INPUTS                                                                                    } INVALID

                                                                                                                 REGION

TRANSMITTER
          INPUTS

TRANSMITTER
       OUTPUTS

STATUS Vcc           tTSTL  tSTH
OUTPUT
                                                           tOFFLINE
                0                 tOFFLINE                                        tONLINE
                                                  tONLINE
              Vcc
OUTPUT 0

                V+
                Vcc

                  0
                 V-

                                  Auto On-Line� Plus Timing Diagram

                                   tSTL (=30�s typ.)
                                   tSTH (=0.4�s typ.)
                                   tOFFLINE (=30s typ.)
                                   tONLINE (=100�s typ.)

Rev P 11/20/06              SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                              16
                                                           TYPICAL OPERATING CIRCUIT

                +3.3V

                C5            0.1uF               19         3
                                   2 C1+      Vcc      V+
                     C1            4 C1-
                 0.1uF             5 C2+      SP3224E      7     C3
                                   6          SP3225E V-         0.1uF
                     C2                C2-
                 0.1uF                                           C4
                                 13 T1IN                         0.1uF
                                                       T1OUT 17
                                                                  RS-232
                TTL/CMOS        12 T2IN                T2OUT 8    OUTPUTS
                    INPUTS

                TTL/CMOS        15 R1OUT               R1IN 16         RS-232
                OUTPUTS         10 R2OUT               5k              INPUTS
                                                        R2IN 9
                                                       5k

                                 1 READY                    STATUS 11

                                14                    SHUTDOWN 20 VCC
                                      ONLINE  GND

                                                  18

                         +3.3V

                C5            0.1uF               15         3
                                   2 C1+      Vcc      V+
                     C1
                 0.1uF             4 C1-      SP3226E      7     C3
                                   5 C2+      SP3227E V-         0.1uF
                     C2            6 C2-
                 0.1uF                                           C4
                                                                 0.1uF
                                11 T1IN                T1OUT 13
                                                                    RS-232
                TTL/CMOS        9 R1OUT                R1IN 8       OUTPUT + INPUT
                INPUT/OUTPUT

                                                       5k

                                 1 READY                                   10
                                                          STATUS
                                12
                                      ONLINE                               16
                                                                                  VCC

                                              GND SHUTDOWN
                                                   14

Rev P 11/20/06                SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus     � 2006 Sipex Corporation

                                                17
                                                                                                                                                              PINOUT DIAGRAMS

                READY 1           20 SHUTDOWN
                     C1+ 2
                      V+ 3        19 VCC
                      C1- 4
                             Solved by

                                  18 GND

                                                             TM

                                  17 T1OUT

                C2+ 5                                                                                                                                16 R1IN

                C2- 6 SP3224E 15 R1OUT
                 V- 7 SP3225E 14 ONLINE

                T2OUT 8                                                                                                                              13 T1IN

                  R2IN 9                                                                                                                             12 T2IN
                R2OUT 10                                                                                                                             11 STATUS

                READY 1                                            Solved by                                                                         16 SHUTDOWN
                     C1+ 2                                                                                                                           15 VCC
                      V+ 3                                                                                                                       TM  14 GND
                     C1- 4                                                                                                                           13 T1OUT
                     C2+ 5   SP3226E                                                                                                                 12 ONLINE
                     C2- 6   SP3227E                                                                                                                 11 T1IN
                       V- 7                                                                                                                          10 STATUS
                   R1IN 8                                                                                                                            9 R1OUT

Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus                                                                                              � 2006 Sipex Corporation

                                  18
Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                  19
Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                  20
Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                  21
Rev P 11/20/06  SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                  22
Part number               Temperature range    ORDERING INFORMATION
SP3224ECA-L               From 0�C to +70�C
SP3224ECY-L               From 0�C to +70�C      Package Type
SP3224EEA-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 20 pin SSOP
SP3224EEY-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 20 pin TSSOP
SP3225ECA-L               From 0�C to +70�C      Lead Free 20 pin SSOP
SP3225ECY-L               From 0�C to +70�C      Lead Free 20 pin TSSOP
SP3225EEA-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 20 pin SSOP
SP3225EEY-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 20 pin TSSOP
SP3226ECA-L               From 0�C to +70�C      Lead Free 20 pin SSOP
SP3226ECY-L               From 0�C to +70�C      Lead Free 20 pin TSSOP
SP3226EEA-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 16 pin SSOP
SP3226EEY-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 16 PIN SSOP
SP3227ECA-L               From 0�C to +70�C      Lead Free 16 pin SSOP
SP3227ECY-L               From 0�C to +70�C      Lead Free 16 PIN TSSOP
SP3227EEA-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 16 PIN SSOP
SP3227EEY-L               From -40�C to +85�C    Lead Free 16 PIN TSSOP
                                                  Lead Free 16 PIN SSOP
Available in Tape on Reel                         Lead Free 16 PIN TSSOP

                Sipex Corporation
                Headquarters and
                Sales Office
                233 South Hillview Drive
                Milpitas, CA 95035
                TEL: (408) 934-7500
                FAX: (408) 935-7600

Sipex Corporation reserves the right to make changes to any products described herein. Sipex does not assume any liability arising out of the applica-
tion or use of any product or circuit described herein; neither does it convey any license under its patent rights nor the rights of others.

Rev P 11/20/06             SP3224E-SP3227E Transceivers with Auto On-line� Plus  � 2006 Sipex Corporation

                                             23
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