率先将电荷泵DC/DC转换器用于RS-232接口ic，现在提供超过54种此类产品。该公司的第一批产品在+5V下工作，并根据RS-232标准的要求产生大于±5V的输出。新产品具有3V工作(仅使用四个0.1µF外部电容)，±15kV ESD保护和1µA空载供电电流等改进功能。

许多数字系统已经转向3V操作，以增加密度，同时降低功耗。已经响应了工作在3.0V和3.3V的RS-232接口ic，其中许多只使用四个0.1µF电容器(表1)。

是唯一一家使用人体模型和IEC 801-2气隙放电方法(见侧栏)指定并实现±15kV ESD保护的RS-232 IC制造商。扩展的ESD保护消除了昂贵的外部保护设备(如TransZorb )的需要，同时防止了昂贵的现场故障。

为了进一步简化RS-232应用，最近推出了不使用时自动关闭的收发器，将电源电流降低到1 μ a，比其他部件提高了一千倍。此操作有助于延长便携式设备(如笔记本电脑、掌上电脑和条形码扫描仪)的电池寿命。

内部的数字控制开关也简化了应用程序，该开关将RS-232收发器从DTE端口(数据终端设备)转换为DCE端口(数据通信设备)。

转向3V运营

笔记本电脑和其他便携式设备的标准供电电压正在迅速转变为3V。为了满足这一市场的需求，许多5V RS-232设备已被重新定义为3V操作。虽然这些部件不会产生RS-232通信所需的±5V输出摆幅，但它们确实满足EIA/TIA-562对±3.7V输出摆幅的要求。EIA/TIA-562可与RS-232互操作，尽管其输出电压不足以为鼠标供电，其微控制器通常在5V时需要5mA。

为了克服这些重新定义的设备的局限性，我们开发了MAX3241系列3V收发器，其特点是低静态电流，能够驱动鼠标，低功耗待机模式，其中一些(或全部)接收器是活动的，一个流过的引脚，以及工作到230k波特(支持高速调制解调器)。

独特的输出级使用减少50%的功率

该公司在开发3V部件方面的关键创新是一种从输入到输出电压降非常低的驱动器输出结构。低电压降很重要，因为3.3V RS-232收发器的理想DC/DC转换器是电容倍压器。一个完美的倍频器可以在最小3V输入时产生6V，在驱动器输出级和DC/DC转换器本身只留下1V的损耗。

此外，理想的RS-232收发器的输出摆幅为±5V，容差为零。符合RS-232规范至少需要±5V，但高于5V或低于-5V的任何摆幅都只是浪费功率。因此，无论输入电压如何，MAX3241系列的成员都可以将其内部的倍压DC/DC转换器调节到5.4 v，刚好能够在覆盖驱动器输出级的200mV下降后提供安全余量。其结果是最小的功耗在标称3.3V供电轨道。

理想的(无损)容性倍压器，无调节，3.3V输入产生6.6V, 5V输入产生10V。因此，带有内部5V倍频器的RS-232收发器浪费了其输出(10V)与RS-232标准规定的所需±5V之间的5V差。内置3.3V倍频器，只浪费1.6V，因此效率更高。

同样，理想的3.3V电容三倍器产生9.9V。所需输出为5V，因此整体效率仅为5/9.9(51%)。另一种比较3.3V倍频器和3.3V三倍频器的方法是注意，RS-232负载每吸收1mA，倍频器吸收2mA(来自3.3V电源)，而三倍频器必须吸收3mA。因此，在高速驱动长RS-232电缆的容性负载时，3.3V倍频器节省的功率甚至更大(图1)。

RS-232驱动器还必须提供输出电流，用于驱动与线路远端的RS-232接收器相关的输入电阻(3k欧姆至7k欧姆)，以及充电和放电负载电容(最高2.5nF，按RS-232标准规定)。该充放电电流随频率增加而增加，并在80k比特/秒(40kHz)的数据速率下超过电阻电流。因此，在高数据速率下的电压倍增器可以节省更多的电力。

自动关机-理想的RS-232集成电路

RS-232端口在大多数便携式系统传输和接收只有一小部分的时间，功率是应用;在其他时间，它可能会不必要地浪费电力。因此，理想的RS-232收发器应该在不发送或接收时自行关闭。

早期用于便携式系统的RS-232集成电路提供了一个关闭引脚，但结果是完全关闭(深度睡眠)，芯片无法检测传入数据。因此，下一步是提供在关闭期间保持活动的接收器。

理论上，操作系统可以关闭RS-232端口，如果经过适当的延迟，它没有看到传入的数据转换或状态线的变化。但是延迟周期的选择带来了一个问题——如果恰好在数据突发开始时关闭电源，您可能会丢失数据，并且可能会丢失唤醒系统并启动上电的一些数据。由于这些原因，设计人员很少通过重写BIOS/操作系统来引入监视延迟的麻烦。

工程师在设计新的RS-232收发器时有以下目标:

1. 仅在发送和接收数据时使用电源。

2. 在不影响性能的情况下实现目标1。

3. 在不增加成本的情况下实现目标1。

一个明显的方法是包括一个定时器，在期望的时间间隔后关闭IC。但这却因为增加了死亡区域而阻碍了目标3。更好的解决方案是监控所有输入数据线的有效水平RS-232信号电压。例如，如果RS-232端口未连接或远端收发器关闭，则所有接收器输入都将靠近地面。无论哪种方式，缺乏有效的信号电平会导致芯片自动进入关闭模式，将典型的空载电源电流降低到1µA。

最近推出了四种自动关机设备(表2)。大多数设备都包括一个输出(有效的RS-232)，它向系统处理器指示电缆的另一端是否连接了一个活动的RS-232端口。MAX3212更进一步;它包括一个过渡检测电路，其锁存输出作为中断应用，可以在任何输入线上发生状态变化时唤醒系统。

要查看自动关机的好处，将早期RS-232收发器的电源电流与其自动关机对应物的电源电流进行比较:

自动关机设备具有FORCE ON/active-low - FORCE OFF控制(图2)，可以覆盖自动电路并强制收发器进入低功耗待机状态或正常工作状态。当两个控制都没有断言时，IC自动在这些状态之间进行选择。因此，系统无需更改现有的BIOS/操作系统即可节省电力。

DTE/DCE在一个IC消除零调制解调器

RS-232收发器还可以在两种标准配置之间切换:DTE端口和DCE端口。最常见的例子是将哑终端或个人计算机(DTE端口)连接到外部调制解调器(DCE端口)。在这种情况下，连接线缆提供直通、1对1连接。类似地，打印机的串行电缆被设计为插入计算机端的DTE端口。

但是，如果必须将两台计算机连接在一起，就会出现问题。两者都是dte，所以标准的dte到dce电缆不起作用。通常的解决方案是使用一种特殊的LapLink 电缆，或将其中一个DTE端口转换为DCE的“零调制解调器”。零调制解调器只不过是两个背靠背的连接器，各种电线调换了位置。最常见的零调制解调器类型完全由单个芯片(MAX214)实现，其内部电路(在单个逻辑级输入的控制下)执行所有必要的接线换位。

达到行业最高的ESD保护:±15kV

防护等级符合人体模型和IEC 801-2气隙放电方法

每次更换电缆或接触设备的I/O口，都会产生静电放电，对电子系统造成威胁。伴随这些例程事件的放电可以破坏连接到端口的一个或多个接口ic，从而使I/O端口变得无用。这些故障在保修维修和感知质量方面都是昂贵的。

ESD可能会对制造商造成进一步的损害，因为设备制造商可能很快就会被禁止向欧盟销售，如果他们的设备达不到IEC 801-2规定的最低ESD性能水平。

基于这两个因素，RS-232系列产品具有±15kV的ESD保护(表a)。这些接口ic是唯一同时采用人体模型和IEC 801-2气隙放电方法规定并实现±15kV ESD保护的接口ic。高esd保护消除了昂贵的外部保护设备(如TransZorb)的需要，同时防止了昂贵的现场故障。

旧的ESD测试方法

集成电路的静电放电敏感性测试常用两种方法。mil标准883(也称为人体模型)中最古老的方法3015.7是为了帮助制造商了解包装和处理集成电路所需的预防措施而开发的。该方法将每个封装引脚与所有其他引脚进行测试，并根据器件所处的电压对器件进行分类第一个发生故障(这通常是在引脚上最容易受到ESD)。应用的ESD波形来源于人体模型电路(图a)。电容(100pF)是人体模型，电阻(1500欧姆)是包括人体、集成电路和地在内的放电路径中的典型串联电阻模型。

另一种方法，EIAJ方法IC-121(也称为机器模型)应用类似于IC与自动处理设备接触时产生的波形。该方法由日本电子工业协会(EIAJ)开发，也使用图A的设置，但R1和C1的值不同。电阻代表人体拿着金属物体(如螺丝刀)，电容代表人体。对于所得到的波形，上升和下降的时间比人体模型更陡峭。

这两种方法是互补的，所以不应该选择其中一种而不选择另一种。由于ESD会影响IC在制造、pc板组装和最终产品投入使用的过程中，因此应该基于这两种方法进行测试，以充分保证IC在制造和插入的严格公差。

但是，这两种方法都不能准确地评估与外界连接的集成电路的可靠性。这两种方法都是根据最低电压故障对集成电路进行评估任何如果设备包含I/O引脚，这不是一个适当的测试。I/O引脚通常需要(并且通常具有)比其他引脚更高级别的ESD保护。

例如，IC的I/O引脚可以承受±15kV，而其他引脚只能承受±2kV。因此，上述两种方法将仅对IC进行±2kV的评级。为了解决这个问题，制造商正在使用一种更新的测试方法- iec 801-2(由欧洲社区开发的测试)-对RS-232 ic和其他直接连接到“外部世界”的设备进行评级。因此，成功完成IEC 801-2可能很快成为在欧洲销售设备的必要条件。

新的ESD测试方法

虽然最初打算作为欧洲的设备级测试，但IEC 801-2现在作为终端设备用户可访问的IC引脚的最合适的ESD测试在全球范围内获得认可。IEC 801-2方法与前两种方法不同，它只测试I/O引脚。因此，使用这种方法的设备的ESD额定值仅由其I/O引脚提供的保护决定。

IEC 801-2规定通过触点放电或气隙放电进行ESD测试。委员会更喜欢接触放电，尽管这是一种妥协。实际接触引起的ESD事件可重复性更高，但不太真实。气隙放电更为实际，但根据温度、湿度、气压、距离和与集成电路闭合的速率，其幅度变化很大。

IEC 801-2根据I/O引脚所能承受的最低um电压，定义了四个遵从性等级(表B)。液位可容纳接触和气隙放电。s的ic满足接触和气隙放电的最高级别(4级)，并且是唯一实现此级别保护的RS-232 ic。

测试ic的防静电坚固性需要使用“防静电枪”。该枪允许使用接触或气隙放电进行测试。接触放电要求在施加测试电压之前枪和集成电路之间进行物理接触。另一方面，气隙放电要求枪在接近集成电路之前(从垂直方向，尽可能快地)用测试电压充电。第二种技术在距离测试单元一定的临界距离处产生火花。

气隙放电产生的静电放电类似于实际的静电放电事件。但是，与实际的静电放电一样，气隙放电的变化并不完全重复。它取决于许多不易控制的变量。因此，IEC 801-2推荐使用接触放电技术，证明了测试中重复性的一般重要性。在任何一种情况下，测试过程在每个测试级别上至少需要10次放电。

静电放电测试的注意事项

1. 做使用标准的测试设备。如果不通过自制装置引入额外的未知因素，那么ESD测试的可重复性就已经足够困难了。对于IEC 801-2测试，使用沙夫纳的NSG 435防静电枪。对于MIL-STD-883方法3015.7的测试，使用IMCS的4000型测试仪。

2. 做在esd测试之前和之后，对被测设备进行一套完整的参数测试。ESD通常会导致灾难性的故障，但它也会带来微妙和潜在的损害，这些损害后来会以现场故障的形式出现。漏电流尤其应密切监测，以发现这种损害。

3. 做测试ESD电压的整个范围(不只是上限)。许多ESD保护结构可以承受其所保证的最高ESD电压，但在较低的水平上失效。测试每个器件引脚，从200V开始，以200V的增量进行，直到发生故障或达到ESD测试仪的极限。

4. 做要求性能达到所有相关标准。例如，MIL-STD-883模拟集成电路在组装和分销(运输)过程中遇到的ESD。IEC 801-2仅适用于连接本地系统外部的引脚，它模拟了终端设备可能发生的ESD事件。

5. 做在通电和断电的情况下进行iec 801-2测试。一些竞争ic，包括双极和CMOS，在电源打开时受到ESD事件时表现出可控硅锁存。可控硅锁存会造成破坏性的电源电流。即使不是破坏性的，锁存通常也会阻止正常的操作，直到关闭集成电路的电源。

1. 不误用标准。一些标准解决了在分销和制造过程中所有引脚的生存问题;另一些则只解决终端设备中外部可访问的引脚的生存问题。

2. 不相信未经证实的声明，没有提供任何有关测试设备或程序的信息。

3. 不假设双极ic本质上优于CMOS ic，反之亦然。重要的是应用程序的实际性能。