AUIRS2181S Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

 

 

AUIRS2181(4)S 

 

 

 

www.irf.com  

© 2014 International Rectifier 

Submit Datasheet Feedback

   January 10, 2014 

 

 

Features 

•  Floating channel designed for bootstrap operation 

•  Fully operational to +600 V 

•  Tolerant to negative transient voltage, dV/dt immune 

•  Gate drive supply range from 10 V to 20 V 

•  Undervoltage lockout for both channels 

•  3.3 V and 5 V input logic compatible 

•  Matched propagation delay for both channels 

•  Logic and power ground +/- 5 V offset 

•  Lower di/dt gate driver for better noise immunity 

•  Output source/sink current capability (typical) 1.9 A /2.3 A 

•  Leadfree, RoHS compliant 

•  Automotive qualified* 

 
Typical Applications 

•  Piezo/ common rail Injection 

•  Starter/Alternator 

•  Electric Power Steering 

•  Fan and compressor 
 

 

Product Summary 

Topology 

High and Low Side Driver 

V

OFFSET

 

≤ 600 V 

V

OUT

 

10 V – 20 V 

I

o+

 & I

 o-

 (typical) 

1.9 A &2.3 A 

t

ON

 & t

OFF 

 (typical) 

160 ns & 200 ns 

 
Package Options   
 

Typical Connection

 

 
 
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 

 

 

 
 

                      

 

8-Lead SOIC                    14-Lead SOIC 

AUIRS2181S                    Narrow Body 

                                           AUIRS21814S 

 
 
 

Vcc

HIN

LIN

COM

HO

LO

Up to 600V

Vcc

HIN

LIN

AUIRS2181

TO

LOAD

Vcc
HIN

LIN

COM

HO

LO

Up to 600V

Vcc

LIN

HIN

AUIRS21814

TO

LOAD

Vss

Vss

(Refer to Lead Assignments for correct pin 
configuration). This/These diagram(s) show 
electrical connections only. Please refer to our 
Application Notes and Design Tips for proper 
circuit board layout.

V

B

V

S

V

B

V

S

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

 
Ordering Information

 

 

 

 

Base Part Number 

Package Type 

Standard Pack 

Complete Part Number 

Form 

Quantity 

AUIRS2181S 

SOIC8 

Tube/Bulk 

95 

AUIRS2181S 

Tape and Reel 

2500 

AUIRS2181STR 

AUIRS21814S 

SOIC14N 

Tube/Bulk 

55 

AUIRS21814S 

Tape and Reel 

2500 

AUIRS21814STR 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Description

                                               

The AUIRS2181(4)(S) are high voltage, high speed power MOSFET and IGBT drivers with independent high 
and low-side referenced output channels. Proprietary HVIC and latch immune CMOS technologies enable 
ruggedized monolithic construction. The logic input is compatible with standard CMOS or LSTTL output, 
down to 3.3 V logic. The output drivers feature a high pulse current buffer stage designed for minimum driver 
cross-conduction. The floating channel can be used to drive an N-channel power MOSFET or IGBT in the 
high-side configuration which operates up to 600 V.    

 

 

Feature Comparison: AUIRS2181/AUIRS2183/AUIRS2184        

 

 

 
   Part 

 
   Input 
   Logic 

    Cross- 
Conduction 
Prevention 
     logic 

 
              Dead-Time 

 
Ground 
   Pins 

 
   Ton/Toff 

2181 

 
HIN/LIN 

 
    no 

 
none 

COM 

160/200 ns 

21814 

V

SS

/COM 

2183 

        
HIN/LIN 

 
   yes 

Internal 500ns 

COM 

160/200 ns 

21834 

Programmable 0.4 – 5 us 

V

SS

/COM 

2184 

     
IN/SD 

 
   yes 

Internal 500ns 

COM 

600/230 ns 

21844 

Programmable 0.4 – 5 us 

V

SS

/COM 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Absolute Maximum Ratings

 

 

Absolute Maximum Ratings indicate sustained limits beyond which damage to the device may occur. All 
voltage parameters are absolute voltages referenced to COM  lead. Stresses beyond those listed under " 
Absolute Maximum Ratings" may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only; 
and functional operation of the device at these or any other condition beyond those indicated in the 
“Recommended Operating Conditions” is not implied. Exposure to absolute-maximum-rated conditions for 
extended periods may affect device reliability. The thermal resistance and power dissipation ratings are 
measured under board mounted and still air conditions. Ambient temperature (T

A

) is 25°C, unless otherwise 

specified. 

Symbol 

Definition 

Min 

Max 

Units 

V

B

 

High-side floating absolute voltage 

-0.3 

625 

V

S

 

High-side floating supply offset voltage 

V

- 25 

V

+ 0.3 

V

HO

 

High-side floating output voltage 

V

- 0.3 

V

+ 0.3 

V

CC

 

Low-side and logic fixed supply voltage 

-0.3 

20 

(†)

 

V

LO

 

Low-side output voltage 

-0.3 

V

CC

 + 0.3 

V

IN

 

Logic input voltage (HIN &LIN) 

V

SS

 -0.3 

V

CC

 + 0.3 

V

SS

 

Logic ground (AUIRS21814(S) only) 

V

CC

 - 20 

V

CC

 + 0.3 

dV

S

/dt 

Allowable offset supply voltage transient 

— 

50 

V/ns 

P

D

 

 

Package power dissipation @ TA ≤ 25°C 

(8 lead SOIC) 

— 

0.625 

   (14 lead SOIC) 

— 

1.0 

Rth

JA

 

Thermal resistance, junction to ambient 

(8 lead SOIC) 

— 

200 

°C/W 

   (14 lead SOIC) 

— 

120 

T

J

 

 Junction temperature 

— 

150 

°C 

T

S

 

Storage temperature 

-50 

150 

T

L

 

Lead temperature (soldering, 10 seconds) 

— 

300 

† All supplies are fully tested at 25 V and an internal 20 V clamp exists for each supply. 

Recommended Operating Conditions 

The input/output logic timing diagram is shown in figure 1. For proper operation the device should be used 
within the recommended conditions. The V

S

 and V

SS

 offset rating are tested with all supplies biased at 15 V 

differential. 

††   Logic operational for V

S

 of -5 V to +600 V.  Logic state held for V

S

 of -5 V to –V

BS

. (Please refer to the 

Design Tip DT97-3 for more details).  

Symbol 

Definition 

Min 

Max 

Units 

V

B

 

High-side  floating supply absolute voltage 

V

+10 

V

+20 

V

S

 

High-side floating supply offset voltage 

(††) 

600 

V

HO

 

   High-side floating output voltage 

V

S

 

V

B

 

V

CC

 

Low-side and logic fixed supply voltage 

10 

20 

V

LO

 

Low-side output voltage 

V

CC

 

V

IN

 

Logic input voltage 

V

SS

 

V

CC

 

DT  

Programmable deadtime pin voltage 

V

SS

 

V

CC

 

V

SS

 

Logic ground 

-5 

T

A

 

Ambient temperature 

-40 

125 

°C 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Dynamic Electrical Characteristics 

Unless otherwise noted, these specifications apply for an operating junction temperature range of -40°C 

≤ Tj 

≤ 125°C with bias conditions of V

BIAS   

(V

CC

, V

BS

) = 15 V, V

SS

 = COM, C

L

 = 1000 pF. 

 

Symbol 

Definition 

Min  Typ  Max  Units  Test Conditions 

t

on

 

Turn-on propagation delay 

— 

160  270 

ns 

V

S  

= 0 V 

t

off

 

Turn-off propagation delay 

— 

200  330 

V

S  

= 0 V or 600 V 

MT 

Delay matching, HS & LS turn-on/off 

— 

— 

35 

 

t

 

r

 

Turn-on rise time 

— 

15 

60 

V

S  

= 0 V 

t

f

 

Turn-off fall time 

— 

15 

35 

Static Electrical Characteristics 

Unless otherwise noted, these specifications apply for an operating junction temperature range of -40°C 

≤ Tj 

≤  125°C  with bias conditions of V

BIAS 

(V

CC

, V

BS

) = 15  V, V

SS

  = COM.  The V

IL,

  V

IH

  and I

IN 

parameters are 

referenced to V

SS

/COM and are applicable to the respective input leads: HIN and LIN. The V

O, 

I

O

  and Ron 

parameters are referenced to COM and are applicable to the respective output leads: HO and LO. 
 

(†) Guaranteed by design 
(††) I

O+ 

and I

O-

 decrease with rising temperature 

Symbol 

Definition 

Min  Typ  Max  Units  Test Conditions 

V

IH

 

   Logic “1” input voltage 

2.5  — 

— 

V

CC 

= 10 V to 20 V 

V

IL

 

Logic “0” input voltage  

— 

— 

0.8 

V

CC

 = 10 V to 20 V 

V

OH

 

High level output voltage, V

BIAS  

 

V

O

 

— 

— 

1.4 

I

O  

= 0 mA 

V

OL

 

Low level output voltage, V

O

 

— 

— 

0.2 

I

O  

= 20 mA 

I

LK

 

Offset supply leakage current 

— 

— 

50 

µA 

V

B

 =

 

V

= 600 V 

I

QBS

 

Quiescent V

BS 

 supply current 

15 

60  150 

V

IN  

= 0 V or 5 V 

I

QCC

 

Quiescent V

CC 

 supply current 

15  120  240 

I

IN+

 

Logic “1” input bias current 

— 

25 

60 

V

IN  

= 5 V 

I

IN-

 

Logic “0” input bias current 

— 

— 

5.0 

V

IN  

= 0 V 

V

CCUV+ 

V

BSUV+

 

V

CC 

and V

BS  

supply undervoltage positive 

going threshold 

8.0  8.9  9.8 

 

V

CCUV- 

V

BSUV-

 

V

CC 

and V

BS  

supply undervoltage negative 

going threshold 

7.4  8.2  9.0 

V

CCUVH 

V

BSUVH

 

V

CC 

and V

BS  

supply undervoltage Hysteresis 

0.3  0.7 

— 

I

O25+

(†)

 

Output high short circuit pulsed current 

1.4  1.9 

— 

V

O  

= 0V, 

PW  ≤ 10us, 

T

J

 = 25°C 

I

O25-

(†)

 

Output low short circuit pulsed current 

1.8  2.3 

— 

V

O  

= 15V, 

PW  ≤ 10us,  

T

J

 = 25°C 

I

O+

(†)(††)

 

Output high short circuit pulsed current 

1.2  — 

— 

V

O  

= 0 V, 

PW  ≤ 10  us 

I

O-

(†)(††)

 

Output low short circuit pulsed current 

1.5  — 

— 

V

O  

= 15 V, 

PW  ≤ 10  us 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Functional Block Diagrams: AUIRS2181, AUIRS21814 

 

 

 

 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Input/Output Pin Equivalent Circuit 

Diagrams: AUIRS2181S 

V

CC

V

SS

HIN

LIN

ESD 

Diode

ESD 

Diode

R

ESD

R

PD

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

V

CC

COM/V

SS

LO

ESD 

Diode

ESD 

Diode

V

B

V

S

HO

ESD 

Diode

ESD 

Diode

20V

20V

600V

 

 
 
 
 
 

 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Input/Output Pin Equivalent Circuit 

Diagrams: AUIRS21814S 

V

CC

V

SS

HIN

LIN

ESD 

Diode

ESD 

Diode

R

ESD

R

PD

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

V

CC

COM

LO

ESD 

Diode

ESD 

Diode

V

B

V

S

HO

ESD 

Diode

ESD 

Diode

20V

20V

600V

V

SS

20V

 

 
 
 
 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Lead Definitions: AUIRS2181(4)S 

Symbol 

Description 

HIN 

Logic input for high-side gate driver output (HO), in phase 

LIN 

Logic input for low-side driver output (LO), in phase 

V

SS

 

Logic ground (AUIRS21814 only) 

V

B

 

High-side floating supply 

HO 

High-side gate drive output 

V

S

 

High-side floating supply return 

V

CC 

 

Low-side and logic fixed supply 

LO 

Low-side gate drive output 

COM 

Low-side return 

 

Lead Assignments: AUIRS2181(4)S 

 

8 Lead SOIC

8

7

6

5

V

CC

V

B

 HIN

1

2

3

4

V

S

HO

LO

LIN

COM

 

14

13

12

V

CC

V

B

HIN

1

V

S

HO

LIN

COM

4

5

7

6

2

3

LO

V

SS

11

10

9

8

AUIRS2181S

AUIRS21814S

14 Lead SOIC 

Narrow Body

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/auirs2181s-html.html
background image

 

AUIRS2181(4)S

 

 

 

10 

www.irf.com

  

© 2014 International Rectifier  

Submit Datasheet Feedback

      January 10, 2014 

 

 

Application Information and Additional Details 

 

HIN

LIN

 

HO

LO

 

 

 

50%

10%

90%

t

r

HIN

HO

90%

10%

50%

t

f

t

on

t

off

LIN

LO

 

 

 

 

50%

10%

90%

MT

LIN

LO

HO

50%

HO

MT

HIN

LO

Figure 1. Input/Output Timing Diagram 

Figure 2. Switching Time Waveform Definitions 

Figure 3. Delay Matching Waveform Definitions 

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download