EL060L ロジックゲートフォトカプラ データシート - 8ピンSOPパッケージ - 3.3V/5Vデュアル電源 - 10Mbit/s高速伝送 - 日本語技術文書

1. 製品概要

EL060Lは、要求の厳しい電子回路において信頼性の高い信号絶縁を実現するために設計された高速ロジックゲートフォトカプラ（光アイソレータ）です。赤外線発光ダイオードと、ストローブ可能なロジックゲート出力を備えた高速集積フォトディテクタを組み合わせています。8ピン小型外形パッケージ（SOP）に収められ、表面実装技術（SMT）の組立プロセスに最適化されています。その主な機能は、入力回路と出力回路の間の電気的絶縁を提供し、グランドループを除去し、敏感なロジック回路を電圧スパイクやノイズから保護することです。

中核的な利点：本デバイスの主な強みは、10メガビット毎秒（Mbit/s）の高速データ伝送レート、デュアル電源電圧互換性（3.3Vおよび5V）、および最小10kV/μsの優れた同相過渡耐性（CMTI）です。最大10個の標準ロードを駆動可能なロジックゲート出力（ファンアウト10）を提供します。さらに、入力側と出力側の間に3750V_rmsの高い絶縁耐圧を実現し、堅牢な保護を保証します。

ターゲット市場と用途：この部品は、高速で絶縁されたデジタル信号伝送を必要とするアプリケーションをターゲットとしています。典型的な使用例としては、通信インターフェースにおけるグランドループ除去、ロジックファミリ間のレベルシフト（例：LSTTLからTTL/CMOSへ）、データ伝送および多重化システム、スイッチング電源における絶縁フィードバック、パルストランスの代替、コンピュータ周辺機器インターフェース、および混合信号システムにおける高速ロジックグランド絶縁の提供などが挙げられます。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のあるストレスの限界を定義します。これらの条件下での動作は保証されません。

• 入力順方向電流（I_F）：最大50 mA。これを超えると赤外線LEDが破壊される可能性があります。
• イネーブル入力電圧（V_E）：V_CCを500mV以上超えてはなりません。
• 逆電圧（V_R）：入力LEDに対して最大5 V。
• 電源電圧（V_CC）：出力側に対して最大7.0 V。
• 出力電圧（V_O）：最大7.0 V。
• 絶縁電圧（V_ISO）：1分間3750 V_rms（試験条件：相対湿度40-60%、ピン1-4短絡、ピン5-8短絡）。
• 動作温度（T_OPR）：-40°C から +85°C。
• はんだ付け温度（T_SOL）：260°C、10秒間（リフロープロファイル）。

2.2 電気的特性・伝達特性

これらのパラメータは、通常動作条件下（T_A= -40°C から 85°C）におけるデバイスの性能を定義します。

入力特性：

• 順方向電圧（V_F）：順方向電流（I_F）10mA時、標準値1.4V、最大1.8V。
• V_F:の温度係数：_F約-1.8 mV/°C。これは温度が上昇するとV
• が減少することを示します。_IN入力容量（C）：

標準値60 pF。高周波入力駆動要件に影響します。

• 出力および電源特性： I_CCH電源電流（ハイレベル）：_F入力がオフ（I
• =0）で出力がハイの時、標準値5mA（最大10mA）。 I_CCL電源電流（ローレベル）：_F入力がオン（I
• =10mA）で出力がローの時、標準値9mA（最大13mA）。イネーブル電圧：_Eイネーブルピン（V_EH）は、ハイレベル閾値（V_EL）が最小2.0V、ローレベル閾値（V
• ）が最大0.8Vです。内部にプルアップ抵抗が組み込まれており、外部抵抗は不要です。出力ロジックレベル：_CCV_OL=3.3V時、13mAをシンクする際のローレベル出力電圧（V_OH）は標準値0.35V（最大0.6V）。ハイレベル出力電流（I
• ）能力は特定の試験条件下で規定されています。_FT入力閾値電流（I）：_O有効なロー出力（V

=0.6V）を保証するために入力に必要な電流は、標準値3mA（最大5mA）。これは入力駆動回路を設計する際の重要なパラメータです。

2.3 スイッチング特性_CCこれらのパラメータは、高速データ伝送に不可欠なタイミング性能を定義します（条件：V_F=3.3V、I_L=7.5mA、C_L=15pF、R

• =350Ω）。
  • t_PHL伝搬遅延：
  • t_PLH（ハイからロー）：標準値50ns、最大75ns。
• （ローからハイ）：標準値45ns、最大75ns。パルス幅歪み（PWD）：_PHL|t_PLH– t
• | は標準値5ns、最大35ns。PWDが低いほど信号の完全性に優れます。
  • 立上り/立下り時間：_r出力立上り時間（t
  • ）：標準値50ns。_f出力立下り時間（t
• ）：標準値10ns。
  • t_EHLイネーブル伝搬遅延：
  • t_ELH（イネーブルから出力ロー）：標準値15ns。
• （イネーブルから出力ハイ）：標準値30ns。同相過渡耐性（CMTI）：_MH絶縁システムにおけるノイズ除去のための重要なパラメータ。C_MLおよびC_CMは、400Vピークツーピークの同相電圧（V

）で試験した場合、最小10,000 V/μsと規定されています。

3. 機械的仕様・パッケージ情報

EL060Lは、標準的な8ピン小型外形パッケージ（SOP）に収められています。

• 3.1 ピン配置と機能ピン 1：
• 未接続（NC）ピン 2：
• 入力赤外線LEDのアノード（A）。ピン 3：
• 入力赤外線LEDのカソード（K）。ピン 4：
• 未接続（NC）ピン 5：
• 出力側のグランド（GND）。ピン 6：_OUT出力電圧（V
• ）。ピン 7：_Eイネーブル入力（V<）。アクティブハイ；ロジックハイ（>2.0V）で出力がイネーブル、ロジックロー（
• 0.8V）で出力が強制的にハイになります（真理値表参照）。ピン 8：_CC出力側の電源電圧（V

）（3.3Vまたは5V）。重要な設計上の注意：_CC良好な高周波特性（セラミックまたは固体タンタル）を持つ0.1μF（またはそれ以上）のバイパスコンデンサを、ピン8（V

）とピン5（GND）の間に、パッケージピンにできるだけ近接して接続する必要があります。これは安定動作を確保し、スイッチングノイズを最小限に抑えるためです。

4. 真理値表と機能説明

H (ハイ)*

*内部プルアップ抵抗により、フローティング状態のイネーブルピンはデフォルトでロジックハイ状態になります。_E本質的に、イネーブル時（V_Eがハイ）は、フォトカプラはインバータとして動作します：点灯したLED（入力ハイ）はロー出力を生成し、消灯したLED（入力ロー）はハイ出力を生成します。ディスエーブル時（V

がロー）は、入力状態に関わらず出力が強制的にハイになります。これは、バスインターフェースをハイインピーダンス状態にしたり、省電力モードを実装したり、複数のアイソレータ出力を多重化したりするのに有用です。

5. アプリケーションガイドラインと設計上の考慮点

5.1 代表的なアプリケーション回路_F主な用途はデジタル信号絶縁です。入力側には、所望のI_CC（例：確実なスイッチングのため5-10mA）を設定するために、LEDと直列に電流制限抵抗が必要です。出力側は、受信側ロジックゲートの入力に直接接続します。イネーブルピンは、使用しない場合はV

に接続するか、出力ゲーティング用の制御信号で駆動します。

• 5.2 設計上の考慮点入力駆動：_F駆動回路が動作温度範囲全体で十分なI_FT（≥ I_F.
• ）を供給し、適切な出力スイッチングを保証できることを確認してください。LEDのVの負の温度係数を考慮に入れてください。_CC電源バイパス：V/GNDの0.1μFコンデンサは、安定した高速動作のために
• 必須であり、デバイスの近くに配置する必要があります。
• 負荷の考慮：出力は最大10個の標準ロジック入力（ファンアウト10）を駆動できます。出力ピンの総容量性負荷が試験条件の15pFを大幅に超えないようにし、立上り/立下り時間や伝搬遅延の劣化を避けてください。

PCBレイアウト：

PCB上で入力側（ピン1-4エリア）と出力側（ピン5-8エリア）の間に良好な絶縁距離を維持し、高電圧絶縁定格を保持してください。アプリケーションの電圧要件に適した沿面距離および空間距離のガイドラインに従ってください。

• 6. 適合性と信頼性情報EL060Lは、産業用および商業用アプリケーションでの使用を想定して設計および認証されています。<環境適合性：<本デバイスはハロゲンフリー（Br<900ppm、Cl
• 900ppm、Br+Cl1500ppm）、鉛フリーであり、RoHS（有害物質使用制限）指令およびEU REACH規則に準拠しています。
  • 安全規格認証：
  • 主要な国際安全機関の認証を取得しています：
  • UL（Underwriters Laboratories）およびcUL（ファイル番号 E214129）
  VDE（Verband der Elektrotechnik）（ファイル番号 40028116）
• SEMKO、NEMKO、DEMKO、FIMKO（北欧安全機関）これらの認証は、本デバイスが電気絶縁に関する厳格な安全基準を満たしていることを示しています。

信頼性：

性能は、拡張された産業用温度範囲-40°Cから+85°Cで保証されています。

• 7. 試験回路と波形定義データシートには、スイッチングパラメータを特性評価するための標準試験回路が含まれています。_PHL図 12：_PLH伝搬遅延（t_r、t_f）および出力遷移時間（t
• 、t）の試験セットアップと測定ポイントを定義します。遅延は、入力電流波形の3.75mAポイントと出力電圧波形の1.5Vポイントの間で測定されます。_EHL図 13：_ELHイネーブル伝搬遅延（t
• 、t）の試験セットアップを定義します。イネーブル入力の1.5Vポイントから測定されます。_CM図 14：

同相過渡耐性（CMTI）の試験回路を示します。入力と出力のグランド間に高電圧差動パルス（V

）を印加してノイズ耐性を測定します。

• 8. はんだ付けと取り扱い本デバイスは、標準的な表面実装組立プロセスに適しています。
• リフローはんだ付け：鉛フリー組立品のIPC/JEDEC J-STD-020標準に従い、最大ピークはんだ付け温度は260°Cです。この温度に10秒以上さらさないでください。
• 保管：指定された保管温度範囲-55°Cから+125°C内の、乾燥した静電気防止環境で保管してください。

ESD対策：

すべての半導体デバイスと同様に、取り扱い中は標準的なESD（静電気放電）対策を講じてください。

9. 技術比較と市場ポジショニング

EL060Lは、汎用高速デジタルアイソレータとして市場に位置付けられています。その主な差別化要因は、10Mbit/sの速度、デュアル3.3V/5V電源互換性、および標準SOP-8パッケージでのイネーブル/ストローブ機能の組み合わせです。よりシンプルな4ピンフォトカプラと比較して、イネーブルピンによる追加の制御を提供します。容量結合または磁気結合に基づく新しい専用デジタルアイソレータICと比較して、実績のある信頼性、高いCMTI、およびフォトカプラ技術のシンプルさを提供し、極端な高速性（>>10Mbit/s）を必要としないアプリケーションではしばしば低コストです。_CC?

10. よくある質問 (FAQ)

Q: V_Eに5V電源を使用できますか？

A: はい、本デバイスはデュアル3.3Vおよび5V電源動作用に設計されています。バイパスコンデンサの電圧定格が5Vに十分であることを確認してください。

Q: イネーブル（V

）ピンに外部プルアップ抵抗は必要ですか？

A: いいえ。データシートに記載されている通り、本デバイスには内部プルアップ抵抗が組み込まれています。_INQ: イネーブルピンの目的は何ですか？

A: 出力を強制的にハイにすることができ、事実上信号経路を無効にします。これは、バスインターフェースをハイインピーダンス状態にしたり、省電力モードを実装したり、複数のアイソレータ出力を多重化したりするのに有用です。_INQ: 入力直列抵抗（R_{）はどのように計算しますか？}A: R_F= (V_FDRIVE_{- V}) / I_Fです。保守的な設計のためには、最低動作温度でのV_FF(max)_Fを使用して、最小I_INが満たされるようにします。例えば、5V駆動、V

=1.8V、I

=7.5mAの場合：R