BTS5090-2EKA Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

Rev. 2.1, 2011-09-01

Automotive Power

BTS5090-2EKA

Smart High-Side Power Switch
Dual Channel, 90m

Ω

PROFET™+ 12V

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

2

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Table of Contents

1

Overview  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4

2

Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6

3

Pin Configuration  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   7

3.1

Pin Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

3.2

Pin Definitions and Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

3.3

Voltage and Current Definition  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

4

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.1

Absolute Maximum Ratings   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.2

Functional Range  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11

4.3

Thermal Resistance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

4.3.1

PCB set up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

4.3.2

Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

5

Power  Stage   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

5.1

Output ON-state Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

5.2

Turn ON/OFF Characteristics with Resistive Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   15

5.3

Inductive Load   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

5.3.1

Output Clamping  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

5.3.2

Maximum Load Inductance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

5.4

Inverse Current Capability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

5.5

Electrical Characteristics Power Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

6

Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.1

Loss of Ground Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.2

Undervoltage Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.3

Overvoltage Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22

6.4

Reverse Polarity Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5

Overload Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5.1

Current Limitation   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5.2

Temperature Limitation in the Power DMOS  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   24

6.5.3

Short Circuit Appearance with Channel in Parallel   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   25

6.6

Electrical Characteristics for the Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

7

Diagnostic Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

7.1

IS Pin   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

7.2

SENSE Signal in Different Operating Modes  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28

7.3

SENSE Signal in the Nominal Current Range   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   29

7.3.1

SENSE Signal Variation as a Function of Temperature and Load Current  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29

7.3.2

SENSE Signal Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30

7.3.3

SENSE Signal in Open Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.1

Open Load in ON Diagnostic  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.2

Open Load in OFF Diagnostic  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.3

Open Load Diagnostic Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32

7.3.4

SENSE Signal with OUT in Short Circuit to 

V

S

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.3.5

SENSE Signal in Case of Overload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.3.6

SENSE Signal in Case of Inverse Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.4

Electrical Characteristics Diagnostic Function  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34

8

Input Pins   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.1

Input Circuitry  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

Table of Contents

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

3

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Table of Contents

8.2

DEN / DSEL Pin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.3

Input Pin Voltage   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.4

Electrical Characteristics   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

9

Characterization Results  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.1

Minimum Functional Supply Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.2

Undervoltage Shutdown   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.3

Current Consumption One Channel active   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

9.1.4

Current Consumption Two Channels active   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   40

9.1.5

Standby Current for Whole Device with Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

9.2

Power Stage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.1

Output Voltage Drop Limitation at Low Load Current   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.2

Drain to Source Clamp Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.3

Slew Rate at Turn ON  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.4

Slew Rate at Turn OFF  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.5

Turn ON  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.6

Turn OFF  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

9.2.7

Turn ON / OFF matching  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

9.2.8

Switch ON Energy  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

9.2.9

Switch OFF Energy  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

9.3

Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.3.1

Overload Condition in the Low Voltage Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.3.2

Overload Condition in the High Voltage Area   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.4

Diagnostic Mechanism  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

9.4.1

Current Sense at no Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

9.4.2

Open Load Detection Threshold in ON State   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   46

9.4.3

Sense Signal Maximum Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

9.4.4

Sense Signal maximum Current   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

9.5

Input Pins  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.1

Input Voltage Threshold ON to OFF   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.2

Input Voltage Threshold OFF to ON   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.3

Input Voltage Hysteresis  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49

9.5.4

Input Current High Level  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49

10

Application Information  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  50

10.1

Further Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  51

11

Package Outlines  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  52

12

Revision History  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   53

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

PG-DSO-14-40 EP

Type

Package

Marking

BTS5090-2EKA

PG-DSO-14-40 EP

BTS5090-2EKA

Data Sheet

4

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

Smart High-Side Power Switch
 
 

BTS5090-2EKA

 

1

Overview

Application

Suitable for resistive, inductive and capacitive loads

Replaces electromechanical relays, fuses and discrete circuits

Most suitable for loads with high inrush current, such as lamps

Basic Features

Two channel device

Very low stand-by current

3.3 V and 5 V compatible logic inputs

Electrostatic discharge protection (ESD)

Optimized electromagnetic compatibility

Logic ground independent from load ground

Very low power DMOS leakage current in OFF state

Green product (RoHS compliant)

AEC qualified

Description

The BTS5090-2EKA is a 90 m

Ω dual channel Smart High-Side Power Switch, embedded in a PG-DSO-14-40 EP, 

Exposed Pad package, providing protective functions and diagnosis. The power transistor is built by an N-channel 
vertical power MOSFET with charge pump. The device is integrated in Smart6 technology. It is specially designed 
to drive lamps up to 1 * P21W, as well as LEDs in the harsh automotive environment.

Table 1

Product Summary 

Parameter

Symbol

Value

Operating voltage range

V

S(OP)

5 V ... 28 V

Maximum supply voltage

V

S(LD)

41 V

Maximum ON state resistance at 

T

J

 = 150 

°C per channel

R

DS(ON)

180 m

Ω

Nominal load current (one channel active)

I

L(NOM)1

3.5 A

Nominal load current (both channels active)

I

L(NOM)2

2.5 A

Typical current sense ratio

k

ILIS

1500

Minimum current limitation

I

L5(SC)

20 A

Maximum standby current with load at 

T

J

 = 25  °C

I

S(OFF)

500 nA

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

5

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Overview

Diagnostic Functions

Proportional load current sense for both channels multiplexed

Open load in ON and OFF

Short circuit to battery and ground

Overtemperature

Stable diagnostic signal during short circuit

Enhanced 

k

ILIS

 dependency with temperature and load current

Protection Functions

Stable behavior during undervoltage

Reverse polarity protection with external components

Secure load turn-off during logic ground disconnect with external components

Overtemperature protection with restart

Overvoltage protection with external components

Voltage dependent current limitation

Enhanced short circuit operation

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

Block Diagram

Data Sheet

6

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

2

Block Diagram

Figure 1

Block Diagram for the BTS5090-2EKA

Block diagram DxS.vsd

Channel 0

V

S

OUT 0

IN0

T

driver 

logic

gate control 

charge pump

load current sense and

open load detection

over

temperature

clamp for 

inductive load

over current

switch limit

forward voltage drop detection

voltage sensor

GND

ESD

protection

IS

DEN

Channel 1

DSEL

IN1

Control and protection circuit equivalent to channel 0

T

V

S

OUT 1

internal 

power 

supply

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

7

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Pin Configuration

3

Pin Configuration

3.1

Pin Assignment

Figure 2

Pin Configuration

3.2

Pin Definitions and Functions

Pin

Symbol

Function

1

GND

GrouND; Ground connection 

2

IN0

INput channel 0; Input signal for channel 0 activation 

3

DEN

Diagnostic ENable; Digital signal to enable/disable the diagnosis of the device 

4

IS

Sense; Sense current of the selected channel 

5

DSEL

Diagnostic SELection; Digital signal to select the channel to be diagnosed 

6

IN1

INput channel 1; Input signal for channel 1 activation 

7, 11

NC

Not Connected; No internal connection to the chip 

8, 9, 10

OUT1

OUTput 1; Protected high side power output channel 1

1)

 

1) All output pins of a given channel must be connected together on the PCB. All pins of an output are internally connected 

together. PCB traces have to be designed to withstand the maximum current which can flow.

12, 13, 14

OUT0

OUTput 0; Protected high side power output channel 0

1)

Cooling Tab

V

S

Voltage Supply; Battery voltage 

Pinout dual SO14.vsd

OUT0

OUT0

OUT0

NC

OUT1

OUT1

OUT1

GND

IN0

DEN

IS

DSEL

IN1

NC

14

13

12

11

10

9

8

1

2

3

4

5

6

7

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

Pin Configuration

Data Sheet

8

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

3.3

Voltage and Current Definition

Figure 3

 shows all terms used in this data sheet, with associated convention for positive values.

Figure 3

Voltage and Current Definition

V

S

IN0

IN1

DEN

DSEL

IS

GND

OUT0

OUT1

I

IN0

I

IN1

I

DEN

I

DSEL

I

IS

V

S

V

IN0

V

IN1

V

DEN

V

DSEL

V

IS

     I 

S

I

GND

V

DS0

V

DS1

V

OUT0

V

OUT1

I

OUT1

I

OUT0

voltage and current convention.vsd

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

9

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

General Product Characteristics

4

General Product Characteristics

4.1

Absolute Maximum Ratings

Table 2

Absolute Maximum Ratings 

1)

T

J

 = -40°C to +150°C; (unless otherwise specified)

Parameter

Symbol

Values

Unit

Note / 
Test Condition

Number

Min.

Typ.

Max.

Supply Voltages
Supply voltage

V

S

-0.3

28

V

P_4.1.1

Reverse polarity voltage

-

V

S(REV)

0

16

V

t

 < 2 min 

 

T

A

 = 25 

°C 

 

R

L

 

≥ 6 Ω 

 

R

GND 

= 150 

Ω

P_4.1.2

Supply voltage for short 
circuit protection

V

BAT(SC)

0

24 

V

2)

 R

ECU 

= 20 m

Ω 

 

R

Cable

= 16 m

Ω/m 

 

L

Cable

= 1 

μH/m, 

 

l

 = 0 or 5 m 

 

See 

Chapter 6

 

and 

Figure 53

P_4.1.3

Supply voltage for Load dump 
protection

V

S(LD)

– –

41 V

3)

 

R

I

 = 2 

Ω 

 

R

L

 = 6 

Ω

P_4.1.12

Short Circuit Capability
Permanent short circuit 

 

IN pin toggles 

n

RSC1

– –

100


cycle

4)

 

 

t

ON

 = 300ms

P_4.1.4

Input Pins
Voltage at INPUT pins

V

IN

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.13

Current through INPUT pins

I

IN

-2

2

mA

P_4.1.14

Voltage at DEN pin

V

DEN

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 

< 2 min

P_4.1.15

Current through DEN pin

I

DEN

-2

2

mA

P_4.1.16

Voltage at DSEL pin

V

DSEL

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.17

Current through DSEL pin

I

DSEL

-2

2

mA

P_4.1.18

Sense Pin
Voltage at IS pin

V

IS

-0.3

V

S

V

P_4.1.19

Current through IS pin

I

IS

-25

50

mA

P_4.1.20

Power Stage
Load current

I

|

I

L(LIM)

A

P_4.1.21

Power dissipation (DC)

P

TOT

1.9

W

T

A

 = 85 

°C 

 

T

J

 < 150 

°C

P_4.1.22

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

General Product Characteristics

Data Sheet

10

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

Notes

1. Stresses above the ones listed here may cause permanent damage to the device. Exposure to absolute 

maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

2. Integrated protection functions are designed to prevent IC destruction under fault conditions described in the 

data sheet. Fault conditions are considered as “outside” normal operating range. Protection functions are not 
designed for continuous repetitive operation.

Maximum energy dissipation 

 

Single pulse (one channel)

E

AS

42

mJ

I

L(0)

 = 3 A 

 

T

J(0)

 = 150 

°C 

 

V

S

 = 13.5 V

P_4.1.23

Voltage at power transistor

V

DS

41

V

P_4.1.26

Currents
Current through ground pin

I

 GND

-10 

 

-150

10 

 

20

mA

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.27

Temperatures
Junction temperature

T

J

-40

150

°C

P_4.1.28

Storage temperature

T

STG

-55

150

°C

P_4.1.30

ESD Susceptibility
ESD susceptibility (all pins)

V

ESD

-2

2

kV

5)

 HBM

P_4.1.31

ESD susceptibility OUT Pin 
vs. GND and 

V

S

 connected

V

ESD

-4

4

kV

5)

 HBM

P_4.1.32

ESD susceptibility

V

ESD

-500

500

V

6)

 CDM

P_4.1.33

ESD susceptibility pin

 

(corner pins)

V

ESD

-750

750

V

6)

 CDM

P_4.1.34

1) Not subject to production test. Specified by design.
2) Hardware set-up in accordance to AEC Q100-012 and AEC Q101-006.
3)

V

S(LD)

 is setup without the DUT connected to the generator per ISO 7637-1.

4) EOL tests according to AECQ100-012. Threshold limit for short circuit failures: 100 ppm. Please refer to the legal disclaimer 

for short-circuit capability on Page 54 of this document.

5) ESD susceptibility HBM according to EIA/JESD 22-A 114B.
6) “CDM” EIA/JESD22-C101 or ESDA STM5.3.1

Table 2

Absolute Maximum Ratings (cont’d)

1)

T

J

 = -40°C to +150°C; (unless otherwise specified)

Parameter

Symbol

Values

Unit

Note / 
Test Condition

Number

Min.

Typ.

Max.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

Rev. 2.1, 2011-09-01

Automotive Power

BTS5090-2EKA

Smart High-Side Power Switch
Dual Channel, 90m

Ω

PROFET™+ 12V

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

2

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Table of Contents

1

Overview  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4

2

Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6

3

Pin Configuration  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   7

3.1

Pin Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

3.2

Pin Definitions and Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

3.3

Voltage and Current Definition  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

4

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.1

Absolute Maximum Ratings   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.2

Functional Range  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11

4.3

Thermal Resistance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

4.3.1

PCB set up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

4.3.2

Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

5

Power  Stage   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

5.1

Output ON-state Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

5.2

Turn ON/OFF Characteristics with Resistive Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   15

5.3

Inductive Load   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

5.3.1

Output Clamping  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

5.3.2

Maximum Load Inductance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

5.4

Inverse Current Capability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

5.5

Electrical Characteristics Power Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

6

Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.1

Loss of Ground Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.2

Undervoltage Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.3

Overvoltage Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22

6.4

Reverse Polarity Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5

Overload Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5.1

Current Limitation   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5.2

Temperature Limitation in the Power DMOS  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   24

6.5.3

Short Circuit Appearance with Channel in Parallel   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   25

6.6

Electrical Characteristics for the Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

7

Diagnostic Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

7.1

IS Pin   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

7.2

SENSE Signal in Different Operating Modes  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28

7.3

SENSE Signal in the Nominal Current Range   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   29

7.3.1

SENSE Signal Variation as a Function of Temperature and Load Current  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29

7.3.2

SENSE Signal Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30

7.3.3

SENSE Signal in Open Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.1

Open Load in ON Diagnostic  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.2

Open Load in OFF Diagnostic  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.3

Open Load Diagnostic Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32

7.3.4

SENSE Signal with OUT in Short Circuit to 

V

S

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.3.5

SENSE Signal in Case of Overload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.3.6

SENSE Signal in Case of Inverse Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.4

Electrical Characteristics Diagnostic Function  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34

8

Input Pins   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.1

Input Circuitry  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

Table of Contents

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

3

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Table of Contents

8.2

DEN / DSEL Pin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.3

Input Pin Voltage   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.4

Electrical Characteristics   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

9

Characterization Results  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.1

Minimum Functional Supply Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.2

Undervoltage Shutdown   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.3

Current Consumption One Channel active   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

9.1.4

Current Consumption Two Channels active   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   40

9.1.5

Standby Current for Whole Device with Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

9.2

Power Stage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.1

Output Voltage Drop Limitation at Low Load Current   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.2

Drain to Source Clamp Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.3

Slew Rate at Turn ON  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.4

Slew Rate at Turn OFF  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.5

Turn ON  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.6

Turn OFF  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

9.2.7

Turn ON / OFF matching  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

9.2.8

Switch ON Energy  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

9.2.9

Switch OFF Energy  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

9.3

Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.3.1

Overload Condition in the Low Voltage Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.3.2

Overload Condition in the High Voltage Area   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.4

Diagnostic Mechanism  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

9.4.1

Current Sense at no Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

9.4.2

Open Load Detection Threshold in ON State   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   46

9.4.3

Sense Signal Maximum Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

9.4.4

Sense Signal maximum Current   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

9.5

Input Pins  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.1

Input Voltage Threshold ON to OFF   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.2

Input Voltage Threshold OFF to ON   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.3

Input Voltage Hysteresis  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49

9.5.4

Input Current High Level  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49

10

Application Information  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  50

10.1

Further Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  51

11

Package Outlines  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  52

12

Revision History  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   53

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

PG-DSO-14-40 EP

Type

Package

Marking

BTS5090-2EKA

PG-DSO-14-40 EP

BTS5090-2EKA

Data Sheet

4

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

Smart High-Side Power Switch
 
 

BTS5090-2EKA

 

1

Overview

Application

Suitable for resistive, inductive and capacitive loads

Replaces electromechanical relays, fuses and discrete circuits

Most suitable for loads with high inrush current, such as lamps

Basic Features

Two channel device

Very low stand-by current

3.3 V and 5 V compatible logic inputs

Electrostatic discharge protection (ESD)

Optimized electromagnetic compatibility

Logic ground independent from load ground

Very low power DMOS leakage current in OFF state

Green product (RoHS compliant)

AEC qualified

Description

The BTS5090-2EKA is a 90 m

Ω dual channel Smart High-Side Power Switch, embedded in a PG-DSO-14-40 EP, 

Exposed Pad package, providing protective functions and diagnosis. The power transistor is built by an N-channel 
vertical power MOSFET with charge pump. The device is integrated in Smart6 technology. It is specially designed 
to drive lamps up to 1 * P21W, as well as LEDs in the harsh automotive environment.

Table 1

Product Summary 

Parameter

Symbol

Value

Operating voltage range

V

S(OP)

5 V ... 28 V

Maximum supply voltage

V

S(LD)

41 V

Maximum ON state resistance at 

T

J

 = 150 

°C per channel

R

DS(ON)

180 m

Ω

Nominal load current (one channel active)

I

L(NOM)1

3.5 A

Nominal load current (both channels active)

I

L(NOM)2

2.5 A

Typical current sense ratio

k

ILIS

1500

Minimum current limitation

I

L5(SC)

20 A

Maximum standby current with load at 

T

J

 = 25  °C

I

S(OFF)

500 nA

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

5

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Overview

Diagnostic Functions

Proportional load current sense for both channels multiplexed

Open load in ON and OFF

Short circuit to battery and ground

Overtemperature

Stable diagnostic signal during short circuit

Enhanced 

k

ILIS

 dependency with temperature and load current

Protection Functions

Stable behavior during undervoltage

Reverse polarity protection with external components

Secure load turn-off during logic ground disconnect with external components

Overtemperature protection with restart

Overvoltage protection with external components

Voltage dependent current limitation

Enhanced short circuit operation

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

Block Diagram

Data Sheet

6

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

2

Block Diagram

Figure 1

Block Diagram for the BTS5090-2EKA

Block diagram DxS.vsd

Channel 0

V

S

OUT 0

IN0

T

driver 

logic

gate control 

charge pump

load current sense and

open load detection

over

temperature

clamp for 

inductive load

over current

switch limit

forward voltage drop detection

voltage sensor

GND

ESD

protection

IS

DEN

Channel 1

DSEL

IN1

Control and protection circuit equivalent to channel 0

T

V

S

OUT 1

internal 

power 

supply

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

7

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Pin Configuration

3

Pin Configuration

3.1

Pin Assignment

Figure 2

Pin Configuration

3.2

Pin Definitions and Functions

Pin

Symbol

Function

1

GND

GrouND; Ground connection 

2

IN0

INput channel 0; Input signal for channel 0 activation 

3

DEN

Diagnostic ENable; Digital signal to enable/disable the diagnosis of the device 

4

IS

Sense; Sense current of the selected channel 

5

DSEL

Diagnostic SELection; Digital signal to select the channel to be diagnosed 

6

IN1

INput channel 1; Input signal for channel 1 activation 

7, 11

NC

Not Connected; No internal connection to the chip 

8, 9, 10

OUT1

OUTput 1; Protected high side power output channel 1

1)

 

1) All output pins of a given channel must be connected together on the PCB. All pins of an output are internally connected 

together. PCB traces have to be designed to withstand the maximum current which can flow.

12, 13, 14

OUT0

OUTput 0; Protected high side power output channel 0

1)

Cooling Tab

V

S

Voltage Supply; Battery voltage 

Pinout dual SO14.vsd

OUT0

OUT0

OUT0

NC

OUT1

OUT1

OUT1

GND

IN0

DEN

IS

DSEL

IN1

NC

14

13

12

11

10

9

8

1

2

3

4

5

6

7

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

Pin Configuration

Data Sheet

8

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

3.3

Voltage and Current Definition

Figure 3

 shows all terms used in this data sheet, with associated convention for positive values.

Figure 3

Voltage and Current Definition

V

S

IN0

IN1

DEN

DSEL

IS

GND

OUT0

OUT1

I

IN0

I

IN1

I

DEN

I

DSEL

I

IS

V

S

V

IN0

V

IN1

V

DEN

V

DSEL

V

IS

     I 

S

I

GND

V

DS0

V

DS1

V

OUT0

V

OUT1

I

OUT1

I

OUT0

voltage and current convention.vsd

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

9

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

General Product Characteristics

4

General Product Characteristics

4.1

Absolute Maximum Ratings

Table 2

Absolute Maximum Ratings 

1)

T

J

 = -40°C to +150°C; (unless otherwise specified)

Parameter

Symbol

Values

Unit

Note / 
Test Condition

Number

Min.

Typ.

Max.

Supply Voltages
Supply voltage

V

S

-0.3

28

V

P_4.1.1

Reverse polarity voltage

-

V

S(REV)

0

16

V

t

 < 2 min 

 

T

A

 = 25 

°C 

 

R

L

 

≥ 6 Ω 

 

R

GND 

= 150 

Ω

P_4.1.2

Supply voltage for short 
circuit protection

V

BAT(SC)

0

24 

V

2)

 R

ECU 

= 20 m

Ω 

 

R

Cable

= 16 m

Ω/m 

 

L

Cable

= 1 

μH/m, 

 

l

 = 0 or 5 m 

 

See 

Chapter 6

 

and 

Figure 53

P_4.1.3

Supply voltage for Load dump 
protection

V

S(LD)

– –

41 V

3)

 

R

I

 = 2 

Ω 

 

R

L

 = 6 

Ω

P_4.1.12

Short Circuit Capability
Permanent short circuit 

 

IN pin toggles 

n

RSC1

– –

100


cycle

4)

 

 

t

ON

 = 300ms

P_4.1.4

Input Pins
Voltage at INPUT pins

V

IN

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.13

Current through INPUT pins

I

IN

-2

2

mA

P_4.1.14

Voltage at DEN pin

V

DEN

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 

< 2 min

P_4.1.15

Current through DEN pin

I

DEN

-2

2

mA

P_4.1.16

Voltage at DSEL pin

V

DSEL

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.17

Current through DSEL pin

I

DSEL

-2

2

mA

P_4.1.18

Sense Pin
Voltage at IS pin

V

IS

-0.3

V

S

V

P_4.1.19

Current through IS pin

I

IS

-25

50

mA

P_4.1.20

Power Stage
Load current

I

|

I

L(LIM)

A

P_4.1.21

Power dissipation (DC)

P

TOT

1.9

W

T

A

 = 85 

°C 

 

T

J

 < 150 

°C

P_4.1.22

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

General Product Characteristics

Data Sheet

10

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

Notes

1. Stresses above the ones listed here may cause permanent damage to the device. Exposure to absolute 

maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

2. Integrated protection functions are designed to prevent IC destruction under fault conditions described in the 

data sheet. Fault conditions are considered as “outside” normal operating range. Protection functions are not 
designed for continuous repetitive operation.

Maximum energy dissipation 

 

Single pulse (one channel)

E

AS

42

mJ

I

L(0)

 = 3 A 

 

T

J(0)

 = 150 

°C 

 

V

S

 = 13.5 V

P_4.1.23

Voltage at power transistor

V

DS

41

V

P_4.1.26

Currents
Current through ground pin

I

 GND

-10 

 

-150

10 

 

20

mA

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.27

Temperatures
Junction temperature

T

J

-40

150

°C

P_4.1.28

Storage temperature

T

STG

-55

150

°C

P_4.1.30

ESD Susceptibility
ESD susceptibility (all pins)

V

ESD

-2

2

kV

5)

 HBM

P_4.1.31

ESD susceptibility OUT Pin 
vs. GND and 

V

S

 connected

V

ESD

-4

4

kV

5)

 HBM

P_4.1.32

ESD susceptibility

V

ESD

-500

500

V

6)

 CDM

P_4.1.33

ESD susceptibility pin

 

(corner pins)

V

ESD

-750

750

V

6)

 CDM

P_4.1.34

1) Not subject to production test. Specified by design.
2) Hardware set-up in accordance to AEC Q100-012 and AEC Q101-006.
3)

V

S(LD)

 is setup without the DUT connected to the generator per ISO 7637-1.

4) EOL tests according to AECQ100-012. Threshold limit for short circuit failures: 100 ppm. Please refer to the legal disclaimer 

for short-circuit capability on Page 54 of this document.

5) ESD susceptibility HBM according to EIA/JESD 22-A 114B.
6) “CDM” EIA/JESD22-C101 or ESDA STM5.3.1

Table 2

Absolute Maximum Ratings (cont’d)

1)

T

J

 = -40°C to +150°C; (unless otherwise specified)

Parameter

Symbol

Values

Unit

Note / 
Test Condition

Number

Min.

Typ.

Max.

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

Rev. 2.1, 2011-09-01

Automotive Power

BTS5090-2EKA

Smart High-Side Power Switch
Dual Channel, 90m

Ω

PROFET™+ 12V

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

2

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Table of Contents

1

Overview  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4

2

Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  6

3

Pin Configuration  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   7

3.1

Pin Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

3.2

Pin Definitions and Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  7

3.3

Voltage and Current Definition  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8

4

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.1

Absolute Maximum Ratings   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  9

4.2

Functional Range  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  11

4.3

Thermal Resistance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

4.3.1

PCB set up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  12

4.3.2

Thermal Impedance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

5

Power  Stage   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

5.1

Output ON-state Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  15

5.2

Turn ON/OFF Characteristics with Resistive Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   15

5.3

Inductive Load   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

5.3.1

Output Clamping  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  16

5.3.2

Maximum Load Inductance  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

5.4

Inverse Current Capability   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  17

5.5

Electrical Characteristics Power Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  19

6

Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.1

Loss of Ground Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.2

Undervoltage Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  21

6.3

Overvoltage Protection  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22

6.4

Reverse Polarity Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5

Overload Protection   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5.1

Current Limitation   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  23

6.5.2

Temperature Limitation in the Power DMOS  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   24

6.5.3

Short Circuit Appearance with Channel in Parallel   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   25

6.6

Electrical Characteristics for the Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  26

7

Diagnostic Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

7.1

IS Pin   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  27

7.2

SENSE Signal in Different Operating Modes  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28

7.3

SENSE Signal in the Nominal Current Range   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   29

7.3.1

SENSE Signal Variation as a Function of Temperature and Load Current  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  29

7.3.2

SENSE Signal Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  30

7.3.3

SENSE Signal in Open Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.1

Open Load in ON Diagnostic  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.2

Open Load in OFF Diagnostic  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  31

7.3.3.3

Open Load Diagnostic Timing  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  32

7.3.4

SENSE Signal with OUT in Short Circuit to 

V

S

  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.3.5

SENSE Signal in Case of Overload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.3.6

SENSE Signal in Case of Inverse Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  33

7.4

Electrical Characteristics Diagnostic Function  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34

8

Input Pins   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.1

Input Circuitry  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

Table of Contents

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

3

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Table of Contents

8.2

DEN / DSEL Pin  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.3

Input Pin Voltage   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37

8.4

Electrical Characteristics   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  38

9

Characterization Results  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1

General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.1

Minimum Functional Supply Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.2

Undervoltage Shutdown   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  39

9.1.3

Current Consumption One Channel active   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

9.1.4

Current Consumption Two Channels active   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   40

9.1.5

Standby Current for Whole Device with Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  40

9.2

Power Stage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.1

Output Voltage Drop Limitation at Low Load Current   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.2

Drain to Source Clamp Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41

9.2.3

Slew Rate at Turn ON  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.4

Slew Rate at Turn OFF  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.5

Turn ON  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  42

9.2.6

Turn OFF  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

9.2.7

Turn ON / OFF matching  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  43

9.2.8

Switch ON Energy  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

9.2.9

Switch OFF Energy  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  44

9.3

Protection Functions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.3.1

Overload Condition in the Low Voltage Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.3.2

Overload Condition in the High Voltage Area   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45

9.4

Diagnostic Mechanism  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

9.4.1

Current Sense at no Load  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  46

9.4.2

Open Load Detection Threshold in ON State   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  .   46

9.4.3

Sense Signal Maximum Voltage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

9.4.4

Sense Signal maximum Current   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  47

9.5

Input Pins  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.1

Input Voltage Threshold ON to OFF   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.2

Input Voltage Threshold OFF to ON   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  48

9.5.3

Input Voltage Hysteresis  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49

9.5.4

Input Current High Level  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  49

10

Application Information  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  50

10.1

Further Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  51

11

Package Outlines  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  52

12

Revision History  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .   53

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

PG-DSO-14-40 EP

Type

Package

Marking

BTS5090-2EKA

PG-DSO-14-40 EP

BTS5090-2EKA

Data Sheet

4

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

Smart High-Side Power Switch
 
 

BTS5090-2EKA

 

1

Overview

Application

Suitable for resistive, inductive and capacitive loads

Replaces electromechanical relays, fuses and discrete circuits

Most suitable for loads with high inrush current, such as lamps

Basic Features

Two channel device

Very low stand-by current

3.3 V and 5 V compatible logic inputs

Electrostatic discharge protection (ESD)

Optimized electromagnetic compatibility

Logic ground independent from load ground

Very low power DMOS leakage current in OFF state

Green product (RoHS compliant)

AEC qualified

Description

The BTS5090-2EKA is a 90 m

Ω dual channel Smart High-Side Power Switch, embedded in a PG-DSO-14-40 EP, 

Exposed Pad package, providing protective functions and diagnosis. The power transistor is built by an N-channel 
vertical power MOSFET with charge pump. The device is integrated in Smart6 technology. It is specially designed 
to drive lamps up to 1 * P21W, as well as LEDs in the harsh automotive environment.

Table 1

Product Summary 

Parameter

Symbol

Value

Operating voltage range

V

S(OP)

5 V ... 28 V

Maximum supply voltage

V

S(LD)

41 V

Maximum ON state resistance at 

T

J

 = 150 

°C per channel

R

DS(ON)

180 m

Ω

Nominal load current (one channel active)

I

L(NOM)1

3.5 A

Nominal load current (both channels active)

I

L(NOM)2

2.5 A

Typical current sense ratio

k

ILIS

1500

Minimum current limitation

I

L5(SC)

20 A

Maximum standby current with load at 

T

J

 = 25  °C

I

S(OFF)

500 nA

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

5

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Overview

Diagnostic Functions

Proportional load current sense for both channels multiplexed

Open load in ON and OFF

Short circuit to battery and ground

Overtemperature

Stable diagnostic signal during short circuit

Enhanced 

k

ILIS

 dependency with temperature and load current

Protection Functions

Stable behavior during undervoltage

Reverse polarity protection with external components

Secure load turn-off during logic ground disconnect with external components

Overtemperature protection with restart

Overvoltage protection with external components

Voltage dependent current limitation

Enhanced short circuit operation

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

Block Diagram

Data Sheet

6

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

2

Block Diagram

Figure 1

Block Diagram for the BTS5090-2EKA

Block diagram DxS.vsd

Channel 0

V

S

OUT 0

IN0

T

driver 

logic

gate control 

charge pump

load current sense and

open load detection

over

temperature

clamp for 

inductive load

over current

switch limit

forward voltage drop detection

voltage sensor

GND

ESD

protection

IS

DEN

Channel 1

DSEL

IN1

Control and protection circuit equivalent to channel 0

T

V

S

OUT 1

internal 

power 

supply

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

7

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

Pin Configuration

3

Pin Configuration

3.1

Pin Assignment

Figure 2

Pin Configuration

3.2

Pin Definitions and Functions

Pin

Symbol

Function

1

GND

GrouND; Ground connection 

2

IN0

INput channel 0; Input signal for channel 0 activation 

3

DEN

Diagnostic ENable; Digital signal to enable/disable the diagnosis of the device 

4

IS

Sense; Sense current of the selected channel 

5

DSEL

Diagnostic SELection; Digital signal to select the channel to be diagnosed 

6

IN1

INput channel 1; Input signal for channel 1 activation 

7, 11

NC

Not Connected; No internal connection to the chip 

8, 9, 10

OUT1

OUTput 1; Protected high side power output channel 1

1)

 

1) All output pins of a given channel must be connected together on the PCB. All pins of an output are internally connected 

together. PCB traces have to be designed to withstand the maximum current which can flow.

12, 13, 14

OUT0

OUTput 0; Protected high side power output channel 0

1)

Cooling Tab

V

S

Voltage Supply; Battery voltage 

Pinout dual SO14.vsd

OUT0

OUT0

OUT0

NC

OUT1

OUT1

OUT1

GND

IN0

DEN

IS

DSEL

IN1

NC

14

13

12

11

10

9

8

1

2

3

4

5

6

7

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

Pin Configuration

Data Sheet

8

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

3.3

Voltage and Current Definition

Figure 3

 shows all terms used in this data sheet, with associated convention for positive values.

Figure 3

Voltage and Current Definition

V

S

IN0

IN1

DEN

DSEL

IS

GND

OUT0

OUT1

I

IN0

I

IN1

I

DEN

I

DSEL

I

IS

V

S

V

IN0

V

IN1

V

DEN

V

DSEL

V

IS

     I 

S

I

GND

V

DS0

V

DS1

V

OUT0

V

OUT1

I

OUT1

I

OUT0

voltage and current convention.vsd

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

Data Sheet

9

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

 

BTS5090-2EKA

General Product Characteristics

4

General Product Characteristics

4.1

Absolute Maximum Ratings

Table 2

Absolute Maximum Ratings 

1)

T

J

 = -40°C to +150°C; (unless otherwise specified)

Parameter

Symbol

Values

Unit

Note / 
Test Condition

Number

Min.

Typ.

Max.

Supply Voltages
Supply voltage

V

S

-0.3

28

V

P_4.1.1

Reverse polarity voltage

-

V

S(REV)

0

16

V

t

 < 2 min 

 

T

A

 = 25 

°C 

 

R

L

 

≥ 6 Ω 

 

R

GND 

= 150 

Ω

P_4.1.2

Supply voltage for short 
circuit protection

V

BAT(SC)

0

24 

V

2)

 R

ECU 

= 20 m

Ω 

 

R

Cable

= 16 m

Ω/m 

 

L

Cable

= 1 

μH/m, 

 

l

 = 0 or 5 m 

 

See 

Chapter 6

 

and 

Figure 53

P_4.1.3

Supply voltage for Load dump 
protection

V

S(LD)

– –

41 V

3)

 

R

I

 = 2 

Ω 

 

R

L

 = 6 

Ω

P_4.1.12

Short Circuit Capability
Permanent short circuit 

 

IN pin toggles 

n

RSC1

– –

100


cycle

4)

 

 

t

ON

 = 300ms

P_4.1.4

Input Pins
Voltage at INPUT pins

V

IN

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.13

Current through INPUT pins

I

IN

-2

2

mA

P_4.1.14

Voltage at DEN pin

V

DEN

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 

< 2 min

P_4.1.15

Current through DEN pin

I

DEN

-2

2

mA

P_4.1.16

Voltage at DSEL pin

V

DSEL

-0.3 

 

 

7

V

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.17

Current through DSEL pin

I

DSEL

-2

2

mA

P_4.1.18

Sense Pin
Voltage at IS pin

V

IS

-0.3

V

S

V

P_4.1.19

Current through IS pin

I

IS

-25

50

mA

P_4.1.20

Power Stage
Load current

I

|

I

L(LIM)

A

P_4.1.21

Power dissipation (DC)

P

TOT

1.9

W

T

A

 = 85 

°C 

 

T

J

 < 150 

°C

P_4.1.22

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-BTS5090-2EKA-DS-v02_01-EN-html.html
background image

 

 

BTS5090-2EKA

General Product Characteristics

Data Sheet

10

Rev. 2.1, 2011-09-01

PROFET™+ 12V

Notes

1. Stresses above the ones listed here may cause permanent damage to the device. Exposure to absolute 

maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability.

2. Integrated protection functions are designed to prevent IC destruction under fault conditions described in the 

data sheet. Fault conditions are considered as “outside” normal operating range. Protection functions are not 
designed for continuous repetitive operation.

Maximum energy dissipation 

 

Single pulse (one channel)

E

AS

42

mJ

I

L(0)

 = 3 A 

 

T

J(0)

 = 150 

°C 

 

V

S

 = 13.5 V

P_4.1.23

Voltage at power transistor

V

DS

41

V

P_4.1.26

Currents
Current through ground pin

I

 GND

-10 

 

-150

10 

 

20

mA

– 

 

t

 < 2 min

P_4.1.27

Temperatures
Junction temperature

T

J

-40

150

°C

P_4.1.28

Storage temperature

T

STG

-55

150

°C

P_4.1.30

ESD Susceptibility
ESD susceptibility (all pins)

V

ESD

-2

2

kV

5)

 HBM

P_4.1.31

ESD susceptibility OUT Pin 
vs. GND and 

V

S

 connected

V

ESD

-4

4

kV

5)

 HBM

P_4.1.32

ESD susceptibility

V

ESD

-500

500

V

6)

 CDM

P_4.1.33

ESD susceptibility pin

 

(corner pins)

V

ESD

-750

750

V

6)

 CDM

P_4.1.34

1) Not subject to production test. Specified by design.
2) Hardware set-up in accordance to AEC Q100-012 and AEC Q101-006.
3)

V

S(LD)

 is setup without the DUT connected to the generator per ISO 7637-1.

4) EOL tests according to AECQ100-012. Threshold limit for short circuit failures: 100 ppm. Please refer to the legal disclaimer 

for short-circuit capability on Page 54 of this document.

5) ESD susceptibility HBM according to EIA/JESD 22-A 114B.
6) “CDM” EIA/JESD22-C101 or ESDA STM5.3.1

Table 2

Absolute Maximum Ratings (cont’d)

1)

T

J

 = -40°C to +150°C; (unless otherwise specified)

Parameter

Symbol

Values

Unit

Note / 
Test Condition

Number

Min.

Typ.

Max.

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download