Fairchild Semiconductor HSR312L, HSR412, HSR412L, HSR312 Datasheet

0 (0)

PHOTOVOLTAIC SOLID-STATE

RELAY OPTOCOUPLERS

HSR312

HSR312L

HSR412

HSR412L

 

 

 

 

PACKAGE

6

6

1

1

SCHEMATIC

ANODE 1

6

DRAIN

CATHODE 2

5

 

N/C 3

4

DRAIN

DESCRIPTION

The HSR312 and HSR412 devices consist of a AlGaAs infrared emitting diode optically coupled to a power MOSFET detector which is driven by a photovoltaic generator. The devices are housed in a 6-pin dual-in-line package. The HSR312L and HSR412L employ an active current limit circuitry enabling the device to withstand current surge transients.

FEATURES

4,000 VRMS Isolation

Wide operating voltage range

250 V (HSR312, HSR312L)

400 V (HSR412, HSR412L)

Solid-State Reliability

Bounce-Free Operation

4000 V ESD Rating (HBM)

UL, CSA and BABT approval pending

APPLICATIONS

On/Off Hook Switch

• Replacement for Mechanical Relays

Dial Out Relay

Ring Injection Relay

General Switching

Ground Start

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (TA = 25°C unless otherwise noted)

 

Parameters

 

Symbol

Device

Value

Units

 

 

 

 

 

 

 

 

TOTAL DEVICE

 

 

 

 

 

 

Storage Temperature

 

TSTG

All

-40 to +100

°C

 

Operating Temperature

 

TOPR

All

-40 to +85

°C

 

Lead Solder Temperature

 

TSOL

All

260 for 10 sec

°C

 

Isolation Surge Voltage

 

VISO

All

4000

Vac(RMS)

 

Maximum Input/Output Capacitance

 

CIO

All

1.0

pF

 

Maximum Input/Output Resistance

 

RIO

All

1012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© 2003 Fairchild Semiconductor Corporation

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PHOTOVOLTAIC SOLID-STATE

RELAY OPTOCOUPLERS

HSR312

HSR312L

HSR412

HSR412L

 

 

 

 

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (TA = -40°C to +85°C Unless otherwise specified)

INPUT CHARACTERISTICS

Parameters/Test Conditions

Connection

Symbol

Limit

HSR312

HSR312L

HSR412

HSR412L

Units

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Control Current

Series or Parallel

IF(ON)

Max

2.0

2.0

3.0

3.0

mA

Control Current for Off-State

Series or Parallel

IF(OFF)

Min

0.4

0.4

0.4

0.4

mA

Resistance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Control Current Range

Series or Parallel

IF

Min

2.0

2.0

3.0

3.0

mA

 

 

 

 

 

Max

25

25

25

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reverse Voltage

Series or Parallel

VR

Min

7

7

7

7

V

Forward Voltage (IF=10 mA)

Series or Parallel

VF

Max

1.6

1.6

1.6

1.6

V

 

OUTPUT CHARACTERISTICS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Parameters / Test Conditions

 

Connection

Symbol

 

Limit

HSR312

HSR312L

HSR412

 

HSR412L

 

 

Units

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Operating Voltage Range

 

Series or Parallel

VOPR

 

Max

250

 

250

400

400

 

 

VDC or

 

 

 

 

 

VAC(PEAK)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Load Current

 

Series

 

 

 

Max

190

 

170

140

120

 

 

 

 

TA = +40°C, 5mA control

 

 

 

IL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mA

 

 

Parallel

 

Max

320

 

300

210

200

 

 

(see fig. 1 & 2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On-State Resistance

 

Series

 

 

 

Max

10

 

15

27

35

 

 

 

 

TA = 25°C, 50mA pulsed load,

 

 

 

RON

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Parallel

 

Max

3

 

4.25

7

9

 

 

5mA control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Off-State Leakage Current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TA = 25°C, ±250V for HSR312/L,

Series or Parallel

 

Max

1.0

 

1.0

1.0

1.0

 

 

µA

 

±400V for HSR412/L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Series

 

 

 

Min

N/A

190

N/A

130

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Current Limit

 

ILMT

 

Max

N/A

300

N/A

220

 

 

mA

 

 

 

 

 

 

 

 

TA = +25°C, 5mA control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Parallel

 

Min

N/A

330

N/A

260

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Max

N/A

560

N/A

440

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Turn-On Time

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TA = +25°C for 50mA,

 

Series or Parallel

TON

 

Max

3.0

 

3.0

2.0

2.0

 

 

mS

 

100VDC load, 5mA control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Turn-Off Time

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TA = +25°C for 50mA,

 

Series or Parallel

TOFF

 

Max

0.5

 

0.5

0.5

0.5

 

 

mS

 

100VDC load, 5mA control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thermal Offset Voltage

 

Series or Parallel

 

Max

N/A

N/A

0.5

0.5

 

 

mV

 

5mA control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Output Capacitance 5VDC

 

Series or Parallel

CO

 

Max

50

 

50

12

12

 

 

pF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISOLATION CHARACTERISTICS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Characteristics

 

Test Conditions

Symbol

 

Limit

 

HSR312

 

HSR312L

HSR412

 

HSR412L

 

Units

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Input-Output Isolation Voltage

 

 

 

 

VISO

 

Max

 

4000

 

4000

4000

 

4000

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

© 2003 Fairchild Semiconductor Corporation

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Fairchild Semiconductor HSR312L, HSR412, HSR412L, HSR312 Datasheet

PHOTOVOLTAIC SOLID-STATE RELAY OPTOCOUPLERS

HSR312

 

 

 

 

 

HSR312L

 

 

 

 

 

 

 

 

Figure 1. Forward Current vs. Forward Voltage

 

 

 

20.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(mA)

17.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT,

12.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85°C

 

25°C

 

 

 

-40°C

 

 

 

FORWARD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.0

1.1

 

1.2

 

1.3

 

 

1.4

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FORWARD VOLTAGE, VF (V)

 

 

 

 

 

 

 

Figure 3. Normalized on Resistance vs. Ambient Temperature

Ω)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Series Connection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

5mA Control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ON

 

 

 

 

 

ID = 10mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HSR412L

 

 

R

 

 

 

 

 

Normalized at 25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RESISTANCE,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HSR412

 

ONNORMALIZED

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-40

-20

 

0

20

40

 

60

80

100

AMBIENT TEMPERATURE, TA (°C)

Figure 5. Load Current vs. Voltage Drop

 

 

Series Connection

 

 

 

 

 

200

5mA Control

 

 

 

 

 

 

@25°C, pulsed

 

 

 

 

(mA)

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DD

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

CURRENT,

0

 

 

 

 

 

 

HSR412L

 

HSR412

 

 

LOAD

-100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-200

 

 

 

 

 

 

 

-4

-2

0

2

4

VOLTAGE DROP, VDD (V)

HSR412 HSR412L

Figure 2. Normalized on Resistance vs. Ambient Temperature

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ω)(

 

 

Series Connection

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5mA Control

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ON

 

 

ID = 10mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

Normalized at 25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HSR312L

 

 

 

RESISTANCE,ONNORMALIZED

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

HSR312

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-40

-20

0

20

40

60

80

100

AMBIENT TEMPERATURE, TA (°C)

Figure 4. Load Current vs. Voltage Drop

 

250

 

 

 

 

 

 

 

 

Series Connection

 

 

 

 

 

 

200

5mA Control

 

 

 

 

 

 

150

@25°C, pulsed

 

 

HSR312

 

 

(mA)

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

HSR312L

 

DD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

50

 

 

 

 

 

 

CURRENT,

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

-50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LOAD

-100

 

 

 

 

 

 

-150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-200

 

 

 

 

 

 

 

-250

 

 

 

 

 

 

 

-3

-2

-1

0

1

2

3

VOLTAGE DROP, VDD (V)

Figure 6. Maximum Load Current Vs Ambient Temperature

 

202

Vdd = 4V

 

Series Connection

 

 

 

 

200

 

 

HSR312

 

 

 

 

 

 

(mA)

198

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dd

196

 

 

 

 

I

 

 

 

 

Current,

194

 

 

 

 

192

 

 

 

 

Load

 

 

 

 

190

 

 

 

 

 

 

 

IF = 5mA

 

Maximum

188

 

 

 

 

 

 

 

186

 

 

IF = 2mA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

184

 

 

 

 

 

182

 

 

 

 

 

0

20

40

60

80

 

 

 

Ambient Temperature, TA (°C)

 

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