INFINEON-IRS20957SPBF-DS-V01_02-EN Datasheet

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

 

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

 

 

 
 

 IRS20957S 

Protected Digital Audio Driver 

Features 

 

Floating PWM input enables easy half bridge 
implementation 

 

Programmable bidirectional over-current protection with 
self-reset function  

 

Programmable preset dead-time for improved THD 
performances 

 

High noise immunity 

 

100V ratings deliver up to 500W in output power 

 

3.3 V/ 5 V logic compatible input 

 

Operates up to 800kHz 

 
 

Typical Applications 

 

Home theatre systems 

 

Mini component stereo systems 

 

Powered speaker systems 

 

General purpose audio power amplifiers 

 

Product Summary 

Topology 

Half-Bridge 

V

OFFSET (max) 

+/- 100 V 

I

O+

 & I

O- 

(typical) 

1.0 A & 1.2 A 

Selectable deadtime 

15/25/35/80ns 

Ton & toff (typical) 

95ns & 80ns 

OC protection delay 

500ns (max) 

Shutdown 
propagation delay 

250ns (max) 

 
Package 

 

 

Typical Connection Diagram  

IRS20957S

12V

-B

Vcc

Speaker

+B

PWM

VDD

CSD

IN

OCSET

COM

VSS

LO

VCC

VREF

HO

VS

NC

CSH

VB

DT

2

16

1

4

3

5

6

7

8

15

14

13

12

11

10

9

NC

 

Note:  Please  refer  to  Lead  Assignments  for  correct  pin  configuration.  This  diagram  shows 
electrical connections only.  

 

 

Sept 19, 2016   

Datasheet No 

– PD    

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Table of Contents 

Page 

Description 

Qualification Information 

Absolute Maximum Ratings 

Recommended Operating Conditions 

Electrical Characteristics 

Functional Block Diagram 

Input/Output Pin Equivalent Circuit Diagram 

10 

Lead Definitions 

11 

Lead Assignments 

11 

Waveform definitions 

12 

Application information and additional information 

12 

Package Details 

13 

Tape and Reel Details 

14 

Part Marking Information 

15 

Ordering Information 

16 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Description 

The IRS20957S is a high voltage, high speed MOSFET driver with a floating PWM input designed for Class 
D audio amplifier applications.   
 
Bi-directional  current  sensing  detects  over  current  conditions  during  positive  and  negative  load  currents 
without  any  external  shunt  resistors.  A  built-in  protection  control  block  provides  a  secure  protection 
sequence against over-current conditions and a programmable reset timer.  
 
The  internal  dead-time  generation  block  enables  accurate  gate  switching  and  optimum  dead-time  setting 
for better audio performance, such as lower THD and lower audio noise floor. 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Qualification Information

 

Qualification Level 

Industrial

††

 

Comments:  This  family  of  ICs  has  passed  JEDEC’s 
Industrial qualification.  IR’s Consumer qualification level is 
granted by extension of the higher Industrial level. 

Moisture Sensitivity Level 

SOIC16N 

MSL2

†††

260°C  

(per IPC/JEDEC J-STD-020) 

ESD 

Machine Model 

Class B   

(per JEDEC standard EIA/JESD22-A115) 

Human Body Model 

Class 2  

(per EIA/JEDEC standard JESD22-A114) 

IC Latch-Up Test 

Class I , Level A 

(per JESD78)

 

RoHS Compliant 

Yes 

 

† 

Qualification standards can be found at International Rectifier’s web site 

http://www.irf.com/

 

††  Higher  qualification  ratings  may  be  available  should  the  user  have  such  requirements.    Please 

contact your International Rectifier sales representative for further information. 

††† Higher  MSL  ratings  may  be  available  for  the  specific  package  types  listed  here.    Please  contact 

your International Rectifier sales representative for further information. 

 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

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;  all  currents  are  defined  positive  into  any 
lead.  The Thermal Resistance and Power Dissipation ratings are measured under board mounted and still 
air conditions.  
 

  Symbol 

Definition 

Min. 

Max. 

Units 

V

High side floating supply voltage 

-0.3 

215 

V

S

 

High side floating supply voltage

 

V

B

-15 

V

B

+0.3 

V

HO 

High side floating output voltage 

Vs-0.3 

V

B

+0.3 

V

CSH

 

CSH pin input voltage 

Vs-0.3 

V

B

+0.3 

V

CC 

Low side fixed supply voltage

 

-0.3 

20 

V

LO 

Low side output voltage 

-0.3 

V

CC

 +0.3 

V

DD

 

Floating input supply voltage 

-0.3 

210 

V

SS

 

Floating input supply voltage

 

(See I

DDZ

V

DD

+0.3 

V

IN

 

PWM input voltage  

V

SS

 -0.3 

V

DD

+0.3 

V

CSD

 

CSD pin input voltage 

V

SS

 -0.3 

V

DD

+0.3 

V

DT

 

DT pin input voltage 

-0.3 

V

CC

 +0.3 

V

OCSET

 

OCSET

 

pin input voltage 

-0.3 

V

CC

 +0.3 

V

REF

 

VREF pin voltage 

-0.3 

V

CC

 +0.3 

I

DDZ

 

Floating input supply zener clamp current

 

10 

mA 

I

CCZ

 

Low side supply zener clamp current

 

10 

I

BSZ

 

Floating supply zener clamp current

 

10 

I

OREF

 

Reference output current 

d V

S

 /dt 

Allowable V

S

 voltage slew rate 

50 

V/ns 

d V

SS

 /dt 

Allowable V

SS

 voltage slew rate

††

 

50 

d V

SS

 /dt 

Allowable V

SS

 voltage slew rate upon power-up

†††

 

50 

V/ms 

Pd 

Maximum power dissipation 

1.0 

Rth

JA 

Thermal resistance, Junction to ambient 

115 

C/W 

T

Junction Temperature 

150 

T

Storage Temperature 

-55 

150 

T

Lead temperature (Soldering, 10 seconds) 

300 

 

† 

V

DD

  -  V

SS

,  V

CC

  -COM  and  V

B

  -  V

S

  contain  internal  shunt  zener  diodes.  Please  note  that  the 

voltage ratings of these can be limited by the clamping current. 

†† 

For the rising and falling edges of step signal of 10V. Vss=15V to 200V. 

†††  Vss ramps up from 0V to 200V. 

 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Recommended Operating Conditions 

For proper operation, the device should be used within the recommended conditions below. The Vs and 
COM offset ratings are tested with supplies biased at I

DD

=5mA, V

CC

=12V and V

B

-V

S

=12V. 

 

Symbol 

Definition 

Min. 

Max. 

Units 

V

B

 

High side floating supply absolute voltage 

Vs+10 

Vs+14 

V

High side floating supply offset voltage 

† 

200 

I

DDZ

 

Floating input supply zener clamp current 

mA 

V

SS

 

Floating input supply absolute voltage 

100 

V

HO

 

High side floating output voltage 

Vs 

V

B

 

V

CC 

Low side fixed supply voltage 

10 

15 

V

LO

 

Low side output voltage 

V

CC

 

V

IN

 

PWM input voltage 

V

SS

 

V

DD

 

V

CSD

 

CSD pin input voltage 

V

SS

 

V

DD

 

V

DT

 

DT pin input voltage 

V

CC

 

I

OREF

 

Reference output current to COM

 

0.3 

0.8 

mA 

V

OCSET

 

 OCSET

 

pin input voltage 

0.5 

T

Ambient Temperature 

-40 

125 

 
† 

Logic operational for Vs equal to 

–5V to +200V. Logic state held for Vs equal to –5V to –V

BS

†† 

Nominal voltage for V

REF

 is 5V.  I

OREF

 of 0.3 

– 0.8mA dictates total external resistor value on 

VREF to be 6.3k to 16.7k Ω. 

 
 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Electrical Characteristics 

V

CC

,V

BS

= 12 V, I

DD

=5mA, V

SS

=20V, V

S

=0V,C

L

=1nF and T

A

=25

C unless otherwise specified.   

 

Symbol 

Description 

Min 

Typ 

Max 

Units 

Test Conditions 

Low Side Supply 

UV

CC+ 

V

CC

 supply UVLO positive 

threshold 

8.4 

8.9 

9.4 

 

UV

CC-

 

V

CC

 supply UVLO negative 

threshold 

8.2 

8.7 

9.2 

 

I

QCC

 

Low side quiescent current 

mA 

V

DT

 = V

CC

 

V

CLAMPL

 

Low side zener diode clamp 
voltage 

19.6 

20.4 

21.6 

I

CC

=5mA 

High Side Floating Supply 

UV

BS+

 

High side well UVLO positive 
threshold 

8.0 

8.5 

9.0 

 

UV

BS-

 

High side well UVLO negative 
threshold 

7.8 

8.3 

8.8 

 

I

QBS

 

High side quiescent current 

mA 

 

I

LKH

 

High to Low side leakage 
current 

50 

µA 

V

B

=V

S

 =200V 

V

CLAMPH

 

High side zener diode clamp 
voltage 

14.7 

15.3 

16.2 

I

BS

=5mA 

Floating Input Supply 

UV

DD+ 

V

DD

, V

SS

  floating supply 

UVLO positive threshold 

8.2 

8.7 

9.2 

V

SS

 =0V 

UV

DD-

 

V

DD

, V

SS

  floating supply 

UVLO negative threshold 

7.7 

8.2 

8.7 

V

SS

 =0V 

I

QDD

 

Floating Input quiescent 
current 

mA 

V

DD

=9.5V +Vss 

V

CLAMPM

 

Floating Input zener diode 
clamp voltage 

9.8 

10.2 

10.8 

I

DD

=5mA 

I

LKM

 

Floating input side to Low side 
leakage current 

50 

µA 

V

DD

=V

SS

 =200V 

Floating PWM Input 

V

IH 

Logic high input threshold 
voltage 

2.3 

1.9 

 

V

IL 

Logic low input threshold 
voltage 

1.9 

1.5 

 

I

IN+

 

Logic “1” input bias current 

40 

µA 

V

IN

 =3.3V 

I

IN-

 

Logic “0” input bias current 

V

IN

 = V

SS

 

Protection 

V

REF

 

Reference output voltage 

4.8 

5.1 

5.4 

I

OREF

 =0.5mA 

Vth

OCL

 

Low side OC threshold in Vs 

1.1 

1.2 

1.3 

OCSET=1.2V, 

Figure 3 

Vth

OCH

 

High side OC threshold in 
V

CSH

 

1.1+ Vs 

1.2+ Vs 

1.3+ Vs 

Vs=200V, 

Figure 4 

Vth1 

CSD pin shutdown release 
threshold 

0.62xV

DD

 

0.70xV

DD

 

0.78xV

DD

 

V

SS

 =0V 

Vth2 

CSD pin self reset threshold 

0.26xV

DD

 

0.30xV

DD

 

0.34xV

DD

 

V

SS

 =0V 

I

CSD+

 

CSD pin discharge current 

70 

100 

130 

µA 

V

SD

 = V

SS

 +5V 

I

CSD-

 

CSD pin charge current 

70 

100 

130 

V

SD

 = V

SS

 +5V 

 

 

 

 

 

 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Protection (continued) 

 

 

 

 

 

 

Symbol 

Description 

Min 

Typ 

Max 

Units 

Test Conditions 

t

SD

 

Shutdown propagation delay 
from V

CSD

 > V

SS

 + Vth

OCH

 to 

Shutdown 

250 

ns 

Figure 2 

t

OCH

 

Propagation delay time from 
V

CSH

 > Vth

OCH

 to Shutdown 

500 

Figure 4 

t

OCL

 

Propagation delay time from 
Vs> Vth

OCL

 to Shutdown 

500 

Figure 3 

Gate Driver 

Io+ 

Output high short circuit 
current (Source) 

1.0 

Vo=0V, 

PW<10µS 

Io- 

Output low short circuit 
current (Sink) 

1.2 

Vo=12V, 

PW<10µS 

V

OL

 

Low level out put voltage 
LO 

– COM, HO – VS 

0.1 

Io=0A 

V

OH

 

High level out put voltage 
 VCC 

– LO, VB – HO 

1.4 

Io=0A 

tr 

Turn-on rise time 

15 

ns 

 

tf 

Turn-off fall time 

10 

 

Ton_1 

High and low side turn-on 
propagation delay, floating 
inputs 

95 

V

DT 

= V

CC, 

V

= 100V, 

V

SS 

= 100V 

Toff_1 

High and low side turn-off 
propagation delay, floating 
inputs 

80 

V

DT 

= V

CC, 

V

= 100V, 

V

SS 

= 100V 

Ton_2 

High and low side turn-on 
propagation delay, non-
floating inputs 

95 

V

DT 

= V

CC, 

V

= 100V, 

V

SS 

= COM 

Toff_2 

High and low side turn-off 
propagation delay, non-
floating inputs 

80 

V

DT 

= V

CC, 

V

= 100V, 

V

SS 

= COM 

DT1 

Deadtime: LO turn-off to HO 
turn-on (DT

LO-HO

) & HO turn-

off to LO turn-on (DT

HO-LO

15 

22 

V

DT

>V

DT1, 

V

SS 

= COM 

DT2 

Deadtime: LO turn-off to HO 
turn-on (DT

LO-HO

) & HO turn-

off to LO turn-on (DT

HO-LO

15 

25 

35 

V

DT1

>V

DT

> V

DT2, 

V

SS 

= COM 

DT3 

Deadtime: LO turn-off to HO 
turn-on (DT

LO-HO

) & HO turn-

off to LO turn-on (DT

HO-LO

20 

35 

50 

V

DT2

>V

DT

> V

DT3, 

V

SS 

= COM 

DT4 

Deadtime: LO turn-off to HO 
turn-on (DT

LO-HO

) & HO turn-

off to LO turn-on (DT

HO-

LO

)V

DT

= V

DT4

 

50 

80 

110 

V

DT3

>V

DT, 

V

SS 

= COM 

V

DT1 

DT mode select threshold 1 

0.51xVcc  0.57xVcc 

0.63xVcc 

 

V

DT2 

DT mode select threshold 2 

0.32xVcc  0.36xVcc 

0.40xVcc 

 

V

DT3 

DT mode select threshold 3 

0.21xVcc  0.23xVcc 

0.25xVcc 

 

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

 

 

 

Functional Block Diagram 

 

HIGH 

SIDE 

CS

VB

HO

VS

IN

LOW SIDE CS

CSD

UV                
        Q

UV 

DETECT

DEAD-TIME 

VCC

LO

COM

VDD

VSS

CSH

PROTECTION

CONTROL

SD

OCSET

UV 

DETECT

UV 

DETECT

CHARGE/

DISCHARGE

HV

LEVEL 

SHIFT

HV

LEVEL 

SHIFT

HV

LEVEL 

SHIFT

FLOATING INPUT

FLOATING HIGH SIDE

HV

LEVEL 

SHIFT

HV

LEVEL 

SHIFT

5V REG

DT

DT

INPUT 

LOGIC

10.2V

1

5

.3

V

2

0

.4

V

VREF

5.1V REFERENCE

/var/www/html/datasheet/sites/default/files/pdfhtml_dummy/Infineon-IRS20957SPBF-DS-v01_02-EN-html.html
background image

 

IRS20957S 

                   

                                

                                                            

www.irf.com 

© 2008 International Rectifier 

 

10 

 

 

 

I/O Pin Equivalent Circuit Diagrams 

 

ESD 

Diode

ESD 

Diode

VDD

CSD

VSS

 

10V

Clamp

VSS

215 V 

 

ESD 

Diode

ESD 

Diode

VB

HO

VS

ESD 

Diode

ESD 

Diode

LO

COM

215 V 

15 V 

Clamp

20 V 

Clamp

V

CC

 

VCC

 

ESD 

Diode

ESD 

Diode

VCC

DT, VREF

or 

OCSET

COM

 

 

ESD 

Diode

ESD 

Diode

VB

CSH

VS

 

 

Maker
Infineon Technologies
Datasheet PDF Download