Инвертор LM8V311

Конечно, давайте разберемся с микросхемой LM8V311.

Сразу стоит отметить, что LM8V311 — это не инвертор в классическом понимании (как устройство для преобразования постоянного тока в переменный, например, в источниках бесперебойного питания). В терминологии производителя микросхем (Texas Instruments) это "ЖК-дисплейный драйвер столбцов с инвертором напряжения" (LCD Column Driver with Voltage Inverter).

По сути, это специализированная микросхема, которая выполняет две основные функции:

1. Драйвер столбцов для ЖК-дисплея: Формирует сигналы для управления столбцами (сегментами) ЖК-экрана.
2. Инвертор напряжения: Встроенный повышающий DC-DC преобразователь (charge pump) генерирует отрицательное напряжение, необходимое для питания самого ЖК-дисплея, из стандартного положительного напряжения питания.

Эта микросхема широко использовалась в старых мобильных телефонах, пейджерах, измерительных приборах и других устройствах с монохромными или простыми ЖК-дисплеями.

Описание

LM8V311 — это монолитная КМОП-микросхема, предназначенная для управления сегментными ЖК-дисплеями. Её ключевая особенность — встроенный инвертор напряжения, который избавляет разработчиков от необходимости использовать внешнюю схему для генерации отрицательного напряжения смещения для дисплея.

Основные принципы работы:

• Драйвер дисплея: Микросхема может напрямую управлять до 80 сегментами (4 общие шины x 20 сегментов) или до 92 сегментами (3 общие шины x 23 сегмента) в мультиплексированном режиме. Она получает данные от контроллера и преобразует их в соответствующие напряжения на выходах сегментов.
• Инвертор напряжения: Встроенная схема умножителя заряда (charge pump) использует всего два внешних конденсатора для генерации отрицательного напряжения (обычно -5В или -6В) из входного положительного напряжения (+5В или +3.3В). Это напряжение используется для смещения жидких кристаллов в дисплее.

Преимущества:

• Интеграция: Объединяет две функции в одном корпусе, экономя место на печатной плате.
• Низкое энергопотребление: КМОП-технология обеспечивает низкое потребление тока.
• Простота применения: Требует минимального количества внешних компонентов.

Технические характеристики

• Производитель: Texas Instruments (TI), National Semiconductor (до приобретения TI).
• Напряжение питания (VCC): от +2.7В до +5.5В (работа от одного литий-ионного элемента или от 5В).
• Встроенный инвертор напряжения:
  • Выходное напряжение: регулируемое, обычно -5В или -6В (зависит от режима и напряжения питания).
  • Внешние компоненты: всего 2 конденсатора.
• Драйвер ЖК-дисплея:
  • Конфигурация: до 80 сегментов (4 COM) или до 92 сегментов (3 COM).
  • Выходные уровни: мультиплексированные для работы с ЖК-дисплеями.
  • Встроенный генератор для тактирования дисплея.
• Интерфейс управления: 3- или 4-проводный последовательный интерфейс, совместимый с большинством микроконтроллеров.
• Низкое энергопотребление:
  • Типовой ток потребления (без нагрузки на дисплей): 30 мкА.
  • Режим Power-Down (выключения): < 1 мкА.
• Температурный диапазон: от -40°C до +85°C.
• Тип корпуса: Обычно SSOP-48 (и другие варианты с 48 выводами).

Парт-номера (Part Numbers) и Совместимые / Аналогичные модели

Поскольку LM8V311 — это устаревшая микросхема, найти её в продаже может быть сложно. Важно искать не только точный номер, но и функционально совместимые аналоги.

Прямые аналоги и похожие модели от TI/National:

• LM8V301: Очень близкий аналог, с аналогичным набором функций (80 сегментов, встроенный инвертор).
• LM8V321: Другой вариант из того же семейства.
• LM8V341: Может иметь отличия в количестве сегментов или интерфейсе.
• PCF8531 / PCF8576D: От NXP (ранее Philips). Очень популярные драйверы для сегментных ЖК-дисплеев. Хотя у них может не быть встроенного инвертора, они функционально похожи по части управления дисплеем и широко использовались в аналогичной технике.
• HT1621 / HT1621B: От Holtek. Еще один крайне популярный драйвер для сегментных ЖК-дисплеев с встроенным генератором и низким потреблением. Часто используется как замена.

Совместимые модели (для поиска на замену):

При поиске аналога необходимо обращать внимание на следующие ключевые параметры:

1. Количество сегментов и общих шин (COM): 80 сегментов / 4 COM.
2. Напряжение питания: 2.7В - 5.5В.
3. Наличие встроенного инвертора напряжения (Charge Pump): Если это критично, искать нужно именно такую функцию.
4. Тип интерфейса: Последовательный (SPI-like).
5. Корпус: SSOP-48.

Совет по поиску: На сайтах-каталогах электронных компонентов (например, LCSC, Octopart, Mouser, Digi-Key) можно использовать фильтры по этим параметрам, чтобы найти современную и доступную замену.

Заключение

LM8V311 — это специализированный драйвер для монохромных сегментных ЖК-дисплеев, популярный в электронике 2000-х годов. Его главная особенность — встроенный инвертор, упрощающий конструкцию. На сегодняшний день эта микросхема считается устаревшей (Obsolete), и для ремонта или новых проектов стоит искать функционально совместимые аналоги от TI, NXP, Holtek или других производителей, ориентируясь на технические требования вашего дисплея.