DS3695, DS3695T, DS3696, DS3697 Datasheet

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DS3695/DS3695T/DS3696/DS3697
Multipoint RS485/RS422 Transceivers/Repeaters

General Description

The DS3695, DS3696, and DS3697 are high speed differen-
tial TRI-STATE

®

bus/line transceivers/repeaters designed to

meet the requirements of EIA standard RS485 with extended
common mode range (+12V to −7V), for multipoint data
transmission.

The driver and receiver outputs feature TRI-STATE capabil-
ity. The driver outputs remain in TRI-STATE over the entire
common mode range of +12V to −7V. Bus faults that cause
excessive power dissipation within the device trigger a ther-
mal shutdown circuit, which forces the driver outputs into the
high impedance state. The DS3696 provides an output pin
TS (thermal shutdown) which reports the occurrence of the
thermal shutdown of the device. This is an “open collector”
pin with an internal 10 k

pull-up resistor. This allows the line

fault outputs of several devices to be wire OR-ed.

Both AC and DC specifications are guaranteed over the 0˚C
to 70˚C temperature and 4.75V to 5.25V supply voltage
range.

Features

n

Meets EIA standard RS485 for multipoint bus
transmission and is compatible with RS-422

n

15 ns driver propagation delays with 2 ns skew (typical)

n

Single +5V supply

n

−7V to +12V bus common mode range permits

±

7V

ground difference between devices on the bus

n

Thermal shutdown protection

n

High impedance to bus with driver in TRI-STATE or with
power off, over the entire common mode range allows
the unused devices on the bus to be powered down

n

Combined impedance of a driver output and receiver
input is less than one RS485 unit load, allowing up to 32
transceivers on the bus

n

70 mV typical receiver hysteresis

Connection and Logic Diagrams

Note 1: TS pin was LF (Line Fault) in previous datasheets and reports the occurrence of a thermal shutdown of the device.

TRI-STATE

®

is a registered trademark of National Semiconductor Corporation.

DS010408-1

Top View

DS010408-12

Top View

DS010408-13

Top View

Order Number DS3695N, DS3695TN,

DS3696N, or DS3697N

See NS Package Number N08E

May 1998

DS3695/DS3695T/DS3696/DS3697

Multipoint

RS485/RS422

T

ransceivers/Repeaters

© 1998 National Semiconductor Corporation

DS010408

www.national.com

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Absolute Maximum Ratings

(Note 2)

If Military/Aerospace specified devices are required,
please contact the National Semiconductor Sales Office/
Distributors for availability and specifications.

Supply Voltage, V

CC

7V

Control Input Voltages

7V

Driver Input Voltage

7V

Driver Output Voltages

+15V/−10V

Receiver Input Voltages

(DS3695, DS3696)

+15V/−10V

Receiver Common Mode Voltage

(DS3697)

±

25V

Receiver Output Voltage

5.5V

Continuous Power Dissipation

@

25˚C

N Package

1.07W (Note

4)

Storage Temperature Range

−65˚C to

+150˚C

Lead Temperature (Soldering, 4
sec.)

260˚C

Recommended Operating
Conditions

Min

Max

Units

Supply Voltage, V

CC

4.75

5.25

V

Bus Voltage

−7

+12

V

Operating Free Air Temp. (T

A

)

Commercial

0

+70

˚C

Industrial

−40

+85

˚C

Electrical Characteristics

(Notes 3, 4)

0˚C

T

A

+70˚C, 4.75V

<

V

CC

<

5.25V unless otherwise specified

Symbol

Parameter

Conditions

Min

Typ

Max

Units

V

OD1

Differential Driver Output

I

O

= 0

5

V

Voltage (Unloaded)

V

OD2

Differential Driver Output

(

Figure 1

)

R = 50

; (RS-422) (Note

6)

2

V

Voltage (with Load)

R = 27

; (RS-485)

1.5

V

V

OD

Change in Magnitude of Driver

Differential Output Voltage for

0.2

V

Complementary Output States

V

OC

Driver Common Mode Output Voltage

(

Figure 1

)

R = 27

3.0

V

|V

OC

|

Change in Magnitude of Driver

Common Mode Output Voltage

0.2

V

for Complementary Output States

V

IH

Input High Voltage

2

V

V

IL

Input Low Voltage

DI, DE,

0.8

V

V

CL

Input Clamp Voltage

RE , E, RE /DE

I

IN

= −18 mA

−1.5

V

I

IL

Input Low Current

V

IL

= 0.4V

−200

µA

I

IH

Input High Current

V

IH

= 2.4V

20

µA

I

IN

Input Current

DO/RI, DO /RI

V

CC

= 0V or

5.25V

V

IN

= 12V

+1.0

mA

RI, RI

RE /DE or DE =
0V

V

IN

= −7V

−0.8

mA

I

OZD

TRI-STATE Current

DO, DO

V

CC

= 0V or 5.25V, E = 0V

±

100

µA

DS3697 & DS3698

−7V

<

V

O

<

+12V

V

TH

Differential Input Threshold

−7V

V

CM

+12V

−0.2

+0.2

V

Voltage for Receiver

V

TH

Receiver Input Hysteresis

V

CM

= 0V

70

mV

V

OH

Receiver Output High Voltage

I

OH

= −400 µA

2.4

V

V

OL

Output Low Voltage

RO

I

OL

= 16 mA (Note 6)

0.5

V

TS

I

OL

= 8 mA

0.45

V

I

OZR

OFF-State (High Impedance)

V

CC

= Max

±

20

µA

Output Current at Receiver

0.4V

V

O

2.4V

R

IN

Receiver Input Resistance

−7V

V

CM

+12V

12

k

www.national.com

2

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Electrical Characteristics

(Notes 3, 4) (Continued)

0˚C

T

A

+70˚C, 4.75V

<

V

CC

<

5.25V unless otherwise specified

Symbol

Parameter

Conditions

Min

Typ

Max

Units

I

CC

Supply Current

No Load

Driver Outputs Enabled

42

60

mA

(Note 6)

Driver Outputs Disabled

27

40

mA

I

OSD

Driver Short-Circuit Output Current

V

O

= −7V (Note 6)

−250

mA

V

O

= +12V (Note 6)

+250

mA

I

OSR

Receiver Short-Circuit Output Current

V

O

= 0V

−15

−85

mA

Note 2: “Absolute Maximum Ratings” are those beyond which the safety of the device cannot be guaranteed. They are not meant to imply that the device should
be operated at these limits. The tables of “Electrical Characteristics” provide conditions for actual device operation.

Note 3: All currents into device pins are positive; all currents out of device pins are negative. All voltages are referenced to device ground unless otherwise specified.

Note 4: All typicals are given for V

CC

= 5V and T

A

= 25˚C.

Note 5: Derate linearly at 11.1 mW/˚C to 570 mW at 70˚C.

Note 6: All limits for which Note 5 is applied must be derated by 10% for DS3695T and DS3696T. Other parameters remain the same for this extended temperature
range device (−40˚C

T

A

+85˚C).

Switching Characteristics

(Notes 4, 7) 0˚C

T

A

+70˚C, 4.75V

<

V

CC

<

5.25V unless otherwise specified

Receiver Switching Characteristics

(

Figures 2, 3, 4

)

Symbol

Conditions

Min

Typ

Max

Units

t

PLH

C

L

= 15 pF

15

25

37

ns

t

PHL

S1 and S2

15

25

37

ns

|t

PLH

–t

PHL

|

Closed

0

ns

t

PLZ

C

L

= 15 pF, S2 Open

5

12

16

ns

t

PHZ

C

L

= 15 pF, S1 Open

5

12

16

ns

t

PZL

C

L

= 15 pF, S2 Open

7

15

20

ns

t

PZH

C

L

= 15 pF, S1 Open

7

15

20

ns

Driver Switching Characteristics

Symbol

Conditions

Min

Typ

Max

Units

SINGLE ENDED CHARACTERISTICS (

Figures 5, 6, 7

)

t

PLH

R

L

DIFF = 60

9

15

22

ns

t

PHL

C

L1

= C

L2

= 100 pF

9

15

22

ns

t

SKEW

|t

PLH

–t

PHL

|

2

8

ns

t

PLZ

C

L

= 15 pF, S2 Open

7

15

30

ns

t

PHZ

C

L

= 15 pF, S1 Open

7

15

30

ns

t

PZL

C

L

= 100 pF, S2 Open

30

35

50

ns

t

PZH

C

L

= 100 pF, S1 Open

30

35

50

ns

DIFFERENTIAL CHARACTERISTICS (

Figures 5, 8

)

t

r

, t

f

R

L

DIFF = 60

6

10

18

ns

C

L1

= C

L2

= 100 pF

Note 7: Switching Characteristics apply for DS3695, DS3695T, DS3696, DS3697 only.

www.national.com

3

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AC Test Circuits and Switching Waveforms

DS010408-15

FIGURE 1. Driver V

OD

and V

OC

DS010408-3

FIGURE 2. Receiver Propagation Delay Test Circuit

DS010408-4

Note: Differential input voltage may be realized by grounding RI and pulsing RI between +2.5V and −2.5V.

FIGURE 3. Receiver Input-to-Output Propagation Delay Timing

DS010408-5

FIGURE 4. Receiver Enable/Disable Propagation Delay Timing

www.national.com

4

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AC Test Circuits and Switching Waveforms

(Continued)

DS010408-6

Note: Unless otherwise specified the switches are closed.

DS010408-7

FIGURE 5. Driver Propagation Delay and Transition Time Test Circuits

DS010408-8

Note: t

PLH

and t

PHL

are measured to the respective 50% points. t

SKEW

is the difference between propagation delays of the complementary outputs.

FIGURE 6. Driver Input-to-Output Propagation Delay Timing (Single-Ended)

DS010408-9

FIGURE 7. Driver Enable/Disable Propagation Delay Timing

DS010408-10

FIGURE 8. Driver Differential Transition Timing

www.national.com

5

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Function Tables

DS3695/DS3696 Transmitting

Inputs

Thermal

Outputs

RE

DE

DI

Shutdown

DO

DO

TS

*

(DS3696 Only)

X

1

1

OFF

0

1

H

X

1

0

OFF

1

0

H

X

0

X

OFF

Z

Z

H

X

1

X

ON

Z

Z

L

DS3695/DS3696 Receiving

Inputs

Outputs

RE

DE

RI–RI

RO

TS

*

(DS3696 Only)

0

0

+0.2V

1

H

0

0

−0.2V

0

H

1

0

X

Z

H

DS3697

Inputs

Thermal

Outputs

E

RI-RI

Shutdown

DO

DO

RO

(DS3697 Only)

1

+0.2V

OFF

0

1

1

1

−0.2V

OFF

1

0

0

0

X

OFF

Z

Z

Z

1

+0.2V

ON

Z

Z

1

1

−0.2V

ON

Z

Z

0

X — Don’t care condition
Z — High impedance state

*

TS is an “open collector” output with an on-chip 10 k

pull-up resistor that reports the occurrence of a thermal shutdown of the device.

Typical Application

DS010408-11

Note: Repeater control logic not shown, see AN-702.

www.national.com

6

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Typical Performance Characteristics

Driver V

OH

vs

I

OH

vs Temperature

DS010408-19

Driver V

OH

vs I

OH

vs V

CC

Driver

V

OH

vs I

OH

vs V

CC

DS010408-20

Driver V

OL

vs

I

OL

vs Temperature

DS010408-21

Driver V

OH

vs I

OH

vs V

CC

DS010408-22

Driver Differential
Propagation
Delay vs Temperature

DS010408-23

Driver Differential Propagation
Delay vs V

CC

DS010408-24

Driver Single-Ended Propagation
Delay vs Temperature

DS010408-25

Driver Single-Ended Propagation
Delay vs V

CC

DS010408-26

Driver Transition Time
vs Temperature

DS010408-27

www.national.com

7

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Typical Performance Characteristics

(Continued)

Driver Transition Time
vs V

CC

DS010408-28

Cable Length vs Data Rate

DS010408-29

Supply Current vs
Temperature

DS010408-30

Supply Current vs Power
Supply Voltage

DS010408-31

Driver I

CC

vs Switching

Frequency

DS010408-32

Driver Short
Circuit Current
vs Temperature

DS010408-33

Receiver V

OH

vs I

OH

vs Temperature

DS010408-34

Receiver V

OH

vs

I

OH

vs V

CC

DS010408-35

www.national.com

8

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Typical Performance Characteristics

(Continued)

Receiver V

OL

vs I

OL

vs Temperature

DS010408-36

Receiver V

OL

vs

I

OL

vs V

CC

DS010408-37

Receiver Differential
Propagation Delay
vs Temperature

DS010408-38

Receiver Differential
Propagation Delay
vs V

CC

DS010408-39

Receiver Short
Circuit Current
vs Temperature

DS010408-40

Receiver Short
Circuit Current
vs Power Supply

DS010408-41

Receiver Non-Inverting
Input Current
vs Temperature

DS010408-42

Receiver Non-Inverting
Input Current vs
Power Supply Voltage

DS010408-43

Receiver Inverting
Input Current
vs Temperature

DS010408-44

www.national.com

9

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Typical Performance Characteristics

(Continued)

Receiver Inverting
Input Current vs
Power Supply Voltage

DS010408-45

Hysteresis and Differential
Transition Voltage
vs Temperature

DS010408-46

Hysteresis and
Differential Transition
Voltage vs V

CC

DS010408-47

www.national.com

10

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Physical Dimensions

inches (millimeters) unless otherwise noted

LIFE SUPPORT POLICY

NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DE-
VICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL SEMI-
CONDUCTOR CORPORATION. As used herein:
1. Life support devices or systems are devices or sys-

tems which, (a) are intended for surgical implant into
the body, or (b) support or sustain life, and whose fail-
ure to perform when properly used in accordance
with instructions for use provided in the labeling, can
be reasonably expected to result in a significant injury
to the user.

2. A critical component in any component of a life support

device or system whose failure to perform can be rea-
sonably expected to cause the failure of the life support
device or system, or to affect its safety or effectiveness.

National Semiconductor
Corporation
Americas
Tel: 1-800-272-9959
Fax: 1-800-737-7018
Email: support@nsc.com

www.national.com

National Semiconductor
Europe

Fax: +49 (0) 1 80-530 85 86

Email: europe.support@nsc.com

Deutsch Tel: +49 (0) 1 80-530 85 85
English

Tel: +49 (0) 1 80-532 78 32

Français Tel: +49 (0) 1 80-532 93 58
Italiano

Tel: +49 (0) 1 80-534 16 80

National Semiconductor
Asia Pacific Customer
Response Group
Tel: 65-2544466
Fax: 65-2504466
Email: sea.support@nsc.com

National Semiconductor
Japan Ltd.
Tel: 81-3-5620-6175
Fax: 81-3-5620-6179

8-Lead Molded Dual-In-Line Package (N)

Order Number DS3695N, DS3696N, DS3697N, or DS3695TN

NS Package Number N08E

DS3695/DS3695T/DS3696/DS3697

Multipoint

RS485/RS422

T

ransceivers/Repeaters

National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.

Maker
National Semiconductor
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