Der L6202 ist eine H-Brücke von STMicroelectronics. Im hier vorliegenden Powerdip18-Gehäuse kann der Baustein bis zu 1,5Arms tragen. Alternativ wird ein SO20-Gehäuse angeboten, das aber nur 1Arms erlaubt. Für höhere Leistungen ermöglicht ein Multiwatt11 und ein PowerSO20-Gehäuse Ströme bis zu 4Arms. Der Spitzenstrom darf auf bis zu 5A ansteigen. Lediglich das SO20-Gehäuse ist diesbezüglich auf 2A begrenzt. Der typische Widerstand der Schalter liegt bei 0,3Ω. Die maximal zulässige Versorgungsspannung beträgt 48V. Die typische Taktfrequenz gibt das Datenblatt mit 30kHz an, als Maximum sind 100kHz spezifiziert. Der L6202 sorgt mit einer Totzeit von 100ns dafür, dass niemals beide Schalter gleichzeitig leitend sind.
Das Blockschaltbild im Datenblatt zeigt den Aufbau des L6202. Die H-Brücke ist mit vier NMOS-Transistoren aufgebaut. Das negative Potential der H-Brücke ist isoliert vom Masse-Potential herausgeführt, so dass man dort noch einen Shunt für eine Strommessung einschleifen kann.
Die NMOS-Transistoren werden laut Datenblatt mit einer Gate-Source-Spannung von 10V geschaltet. Das bedeutet allerdings auch, dass für die beiden Highside-Transistoren eine eigene Versorgungsspannung erzeugt werden muss. Diese Spannung wird aus zwei unterschiedlichen Quellen bezogen. Eine Ladungspumpe sorgt dafür, dass die Highside-Transistoren auch aus einer längeren inaktiven Phase eingeschaltet werden können. Wird schneller geschaltet, wäre die Ladungspumpe wahrscheinlich nicht leistungsstark genug. Dafür müssen Bootstrap-Kondensatoren an den L6202 angeschlossen werden, die beim Umschalten der H-Brücke die notwendigen größeren Ladungsmengen auf das hohe Potential heben. Laut Datenblatt soll die Kapazität mindestens zehnmal so groß sein wie die Eingangskapazität des Transistors, die 1nF beträgt.
Über vier Gatter kann man die beiden Seiten der H-Brücke umschalten. Ein Enable-Eingang ermöglicht es alle Transistoren abzuschalten. Ein Übertemperaturschutz schaltet die H-Brücke bei einer Temperatur von 150°C ab. Der L6202 enthält eine 13,5V-Referenzspannungsquelle, die extern mit mindestens 220nF zu stabilisieren ist. Man darf das Referenzpotential dann mit bis zu 2mA belasten.
Die mittleren sechs Pins sind mit dem Massepotential verbunden. Es zeigt sich, dass diese Pins zu einem Träger zusammengeführt sind, auf dem sich das Die befindet. Diese Maßnahme verbessert die Abfuhr der anfallenden Verlustleistung. Das Datenblatt empfiehlt entsprechend auf der Platine eine große Kupferfläche mit den mittleren sechs Pins zu verbinden.
Die Abmessungen des Dies betragen 5,1mm x 4,0mm. Der Baustein wurde laut Datenblatt mit einem BCD-Prozess gefertigt. So kann die Ansteuerung mit den positiven Eigenschaften von bipolaren und CMOS-Transistoren aufgebaut werden, während in der H-Brücke leistungsstarke DMOS-Transistoren zum Einsatz kommen. Es finden sich Hinweise, dass der L6202 bei STMicroelectronics beziehungsweise SGS-Thomson der erste Baustein war, der mit einem BCD-Prozess gefertigt wurde.
Etwas links der Mitte sind mehrere Zahlen übereinander abgebildet. Dort scheinen zwei Metalllagen zum Einsatz gekommen zu sein. In der Schaltung selbst ist allerdings nur eine Metalllage zu erkennen. Die untere Zahl lautet 8065, die obere 8545. Die Bedeutung bleibt unklar.
Rechts der Mitte ist noch das Logo von SGS Thomson und der Jahrgang 1986 abgebildet. Die Zeichenfolge U0024 ist eine für SGS Thomson typische Projektbezeichnung.
An der linken Kante sind einige Strukturen zu finden, die es ermöglichen die Abbildungsleistung des Prozesses zu überwachen. Die 13 Quadrate könnten auf einen Maskensatz mit 13 Masken hindeuten.
Die Verschaltung der vier Leistungstransistoren ist deutlich zu erkennen. Die Breite der Leitungen ist an die jeweilige, lokale Stromstärke angepasst. Die Lowside-Transistoren erscheinen auf den ersten Blick etwas größer als die Highside-Transistoren. Die Highside-Transistoren sind allerdings etwas breiter, wodurch sich ungefähr gleiche Flächen ergeben, wie man es bei vier NMOS-Transistoren auch erwarten würde. Die Gate-Potentiale werden von oben und von unten zugeführt.
Die Ansteuerung ist relativ übersichtlich. Gut zu erkennen ist, dass jeder Highside-Transistor aus zwei Bereichen versorgt wird. In der Mitte scheinen sich die Ladungspumpen zu befinden. Dort sind passend dazu zwei sehr große, rötliche Flächen integriert, die mit Sicherheit die zugehörigen Kapazitäten darstellen.
An der linken und rechten Kante sind jeweils die Bootstrap-Bondpads platziert. In diesen Bereichen befindet sich eine weitere Ansteuerung für die Gate-Elektroden. In den Ecken sind jeweils vier größere Elemente integriert. Es könnte sein, dass es sich hierbei um Transistoren handelt, die die Gate-Source-Spannung begrenzen. Schließlich könnte sich diese Spannung der maximal zulässigen Versorgungsspannung von 48V annähern.
