PI4ULS5V104ZBE [PERICOM]
4-Bit Bi-directional Level Shifter with Automatic Direction Controller; 具有自动方向控制的4位双向电平转换器
| 型号： | PI4ULS5V104ZBE |
| 厂家： | 
PERICOM SEMICONDUCTOR CORPORATION |
| 描述： | 4-Bit Bi-directional Level Shifter with Automatic Direction Controller |
| 文件： | 总12页 (文件大小：410K) |
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PI4ULS5V104
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4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
Features
Description
This 4-bit non-inverting translator uses two separate
configurable power-supply rails. The A port is designed
to track VCCA. VCCA accepts any supply voltage from
1.2V to 3.6V. The B port is designed to track VCCB. VCCB
accepts any supply voltage from 1.65V to 5.5V. This
allows for universal low-voltage bidirectional translation
between any of the 1.2V, 1.5V, 1.8V, 2.5V, 3.3V, and
1.2V to 3.6V on A Port and 1.65V to 5.5V on B Port
(VCCA ≤ VCCB
)
VCC Isolation Feature – If Either VCC Input Is at
GND, All Outputs Are in the High-Impedance State
OE Input Circuit Referenced to VCCA
Low Power Consumption, 5-μA Max ICC
Ioff Supports Partial-Power-Down Mode Operation
5V voltage nodes. VCCA should not exceed VCCB
.
When the output-enable (OE) input is low, all outputs
are placed in the high-impedance state.
Latch-Up Performance Exceeds 100mA Per JESD
78, Class II
The PI4ULS5V104 is designed so that the OE input
circuit is supplied by VCCA
.
ESD Protection Exceeds JESD 22
This device is fully specified for partial-power-down
applications using Ioff. The Ioff circuitry disables the
outputs, preventing damaging current backflow through
the device when it is powered down.
A Port
2500-V Human-Body Model (A114-F)
200-V Machine Model (A115-A)
To ensure the high-impedance state during power up or
power down, OE should be tied to GND through a pull-
down resistor; the minimum value of the resistor is
determined by the current-sourcing capability of the
driver.
1500-V Charged-Device Model (C101D)
B Port
15-kV Human-Body Model (A114-F)
200-V Machine Model (A115-A)
1500-V Charged-Device Model (C101D)
Pin Configuration
1 2 3
14
1
D
1 2 3
2
3
4
5
6
A1
A2
A3
A4
NC
B1
B2
B3
13
12
11
D B4 GND A4
C B3 OE A3
B B2 VCCA A2
A B1 VCCB A1
C
B
A
10 B4
NC
9
8
7
CSP-12 (Bottom View)
NC - No internal connection
QFN3.5x3.5-14L
12-07-0010
PT0335-4
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1
PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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Pin Description
Pin Name
Description
VCCA
A1
A-port supply voltage 1.2 V ≤ VCCA ≤ 3.6 V and VCCA ≤ VCCB.
Input/output 1. Referenced to VCCA
Input/output 2. Referenced to VCCA
Input/output 3. Referenced to VCCA
Input/output 4. Referenced to VCCA
Ground
.
.
.
.
A2
A3
A4
GND
OE
B4
3-State output. Pull OE low to place all outputs in 3-state mode. Referenced to VCCA
.
Input/output 4. Referenced to VCCB
Input/output 3. Referenced to VCCB
Input/output 2. Referenced to VCCB
Input/output 1. Referenced to VCCB
.
.
.
.
B3
B2
B1
VCCB
B-port supply voltage 1.65 V ≤ VCCB ≤ 5.5 V.
Maximum Ratings*1
Min
-0.5
-0.5
-0.5
-0.5
-0.5
-0.5
-0.5
-0.5
-
-
-
-
-65
Max
4.6
6.5
4.6
6.5
Unit
VCCA
Supply voltage range
VCCB
V
A port
B port
A port
B port
A port
B port
VI
VO
VO
Input voltage range
V
V
V
4.6
6.5
VCCA + 0.5
VCCB + 0.5
-50
Voltage range applied to any output in the high-impedance or
power-off state
Voltage range applied to any output in the high or low state*2
IIK
IOK
IO
Input clamp current, VI < 0
Output clamp current, VO < 0
Continuous output current
mA
mA
mA
mA
℃
-50
±50
±100
150
IO
Tstg
Continuous current through VCCA, VCCB, or GND
Storage temperature range
*1 Stresses greater than those listed under MAXIMUM RATINGS may cause permanent damage to the device. This is a stress rating only and
functional operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operational sections of this specification is not
implied. Exposure to absolute maximum rating conditions for extended periods may affect reliability.
*2 The value of VCCA and VCCB are provided in the recommended operating conditions table.
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PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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Recommend Operation Conditions(1)(2)
Parameter
VCCA
Description
VCCA
-
-
VCCB
-
-
Min
1.2
1.65
Max
3.6
5.5
Unit
Supply voltage
V
VCCB
Data
inputs
1.2V to
3.6V
1.2V to
3.6V
1.2V to
3.6V
1.2V to
3.6V
1.2V to
3.6V
1.65V to
5.5V
1.65V to
5.5V
1.65V to
5.5V
1.65V to
5.5V
VCCI *
VCCI
5.5
0.65(3)
VIH
High-level input voltage
Low-level input voltage
V
VCCA
0.65
*
OE input
Data
inputs
VCCI *
0
0
0.35(3)
VIL
VO
V
V
VCCA*
0.35
3.6
OE input
A port
B port
0
0
Voltage range applied to any output in the
high-impedance or power-off state
1.65V to
5.5V
5.5
A
inputs
port 1.2V to
3.6V
1.65V to
5.5V
1.65V to
3.6V
4.5V to
5.5V
-
-
40
40
Input transition rise or fall rate
ns/V
△t/△v
B
inputs
port 1.2V to
3.6V
-
30
85
TA
Operating free-air temperature
-
-
-40
℃
(1) The A and B sides of an unused data I/O pair must be held in the same state, i.e., both at VCCI or both at GND.
(2) VCCA must be less than or equal to VCCB and must not exceed 3.6 V.
(3) VCCI is the supply voltage associated with the input port.
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4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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DC Electrical Characteristics(1)(2)
TA = 25℃
-40 to 85℃
Parameter
Test Conditions
VCCA
VCCB
Unit
Min
Typ
Max
Min
Max
1.2V
1.0
1.1
-
1.2
-
-
VOHA
IOH = -20μA
-
-
V
VCCA
- 0.4
-
1.4V to 3.6V
-
-
-
1.2V
1.4V to 3.6V
0.0
-
0.09
-
0.4
-
-
0.4
V
V
VOLA
IOL = 20μA
-
VCCB
- 0.4
-
VOHB
VOLB
IOH = -20μA
-
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
-
-
-
-
-
-
-
-
IOL = 20μA
VI = VCCI or
GND
VI or VO = 0 to
3.6V
-
0.4
±2
V
II
OE
1.2 to 3.6V
±1
-
-
-
-
μA
A port
B port
0V
0V to 5.5V
0V
-
-
-
-
-
-
±1
±1
±1
±2
±2
±2
Ioff
μA
μA
μA
VI or VO = 0 to
5.5V
0 to 3.6V
1.2 to 3.6V
A or B
port
IOZ
OE = GND
1.65V to 5.5V
1.2V
1.4V to 3.6V
3.6V
0V
1.2V
1.4V to 3.6V
3.6V
0V
1.2V
1.4V to 3.6V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
0V
0.0
-
-
-
0
-
-
-
0.0
-
0.06
-
-
-
2.3
-
-
-
2.4
-
5.0
-
-
-
5
-
-
-
10
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
5
2
-2
-
5
-2
2
-
VI = VCCI or
GND, Io = 0
ICCA
5.5V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
0V
5.5V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
VI = VCCI or
GND, Io = 0
ICCB
μA
VI = VCCI or
GND, Io = 0
ICCA + ICCB
μA
μA
8
VI = VCCI or
GND, Io = 0, OE
= GND
1.2V
1.4V to 3.6V
1.2V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
0.0
-
0.05
0.4
-
-
-
-
-
-
5
-
ICCZA
-
2.3
-
VI = VCCI or
GND, Io = 0, OE
= GND
0.0
-
5.0
-
ICCZB
μA
1.4V to 3.6V
1.2 to 3.6V
1.2 to 3.6V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
1.65V to 5.5V
5
Ci
Cio
OE
A port
B port
-
-
-
-
-
3
5
11
-
-
-
-
-
-
4
6
14
pF
pF
(1) VCCI is the supply voltage associated with the input port.
(2) VCCO is the supply voltage associated with the output port.
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4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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AC Electrical Characteristics
Timing requirements
a. TA = 25℃, VCCA = 1.2V
VCCB = 1.8V
VCCB = 2.5V
VCCB = 3.3V
VCCB = 5V
Unit
TYP
20
50
TYP
20
50
TYP
20
50
TYP
20
50
Data rate
Mbps
ns
tW
Pulse duration
Data inputs
b. TA = 25℃, VCCA = 1.5±0.1V
VCCB=1.8±0.15V
VCCB=2.5±0.2V
VCCB=3.3±0.3V
VCCB=5±0.5V
Unit
MIN
-
MAX
40
-
MIN
-
MAX
40
-
MIN
-
MAX
40
-
MIN
MAX
Data rate
-
25
40
-
Mbps
ns
tW
Pulse duration
Data inputs
25
25
25
c. TA = 25℃, VCCA = 1.8±0.15V
VCCB=1.8±0.15V
VCCB=2.5±0.2V
VCCB=3.3±0.3V
MIN MAX
VCCB=5±0.5V
MIN MAX
Unit
MIN
-
MAX
60
-
MIN
-
MAX
60
-
Data rate
-
60
-
60
Mbps
ns
tW
Pulse duration
Data inputs
17
17
17
-
17
-
d. TA = 25℃, VCCA = 2.5±0.2V
VCCB=2.5±0.2V
VCCB=3.3±0.3V
VCCB=5±0.5V
Unit
MIN
-
MAX
100
-
MIN
-
MAX
100
-
MIN
-
MAX
100
-
Data rate
Mbps
ns
tW
Pulse duration
Data inputs
10
10
10
e. TA = 25℃, VCCA = 3.3±0.3V
VCCB=3.3±0.3V
VCCB=5±0.5V
MAX
Unit
MIN
MAX
MIN
-
10
Data rate
-
10
100
-
100
-
Mbps
ns
tW
10
-
Switching characteristics
a. TA = 25℃, VCCA = 1.2V
VCCB=1.8V
TYP
6.9
VCCB=2.5V
TYP
5.7
VCCB=3.3V
VCCB=5V
TYP
5.5
From
To
Parameter
Unit
ns
(INPUT) (OUTPUT)
TYP
5.3
6
0.2
0.2
0.4
0.2
A
B
B
A
A
B
A
B
tpd
ten
7.4
0.2
0.2
0.4
6.4
0.2
0.2
0.4
5.8
0.2
0.2
0.4
OE
OE
μs
tdis
μs
0.2
0.2
0.2
A-port rise and fall
times
B-port rise and fall
trA, tfA
trB, tfB
4.2
2.1
4.2
1.5
4.2
1.2
4.2
1.1
ns
ns
times
Channel-to-channel
tSK(O)
0.5
20
0.5
20
0.5
20
1.4
20
ns
skew
-
Max data rate
Mbps
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PT0335-4
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5
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4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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b. TA = 25℃, VCCA = 1.5±0.1V
VCCB=1.8±0.15V VCCB = 2.5±0.2V VCCB=3.3±0.3V VCCB = 5±0.5V
From
To
Parameter
tpd
Unit
ns
(INPUT) (OUTPUT)
MIN
1.4
0.9
-
-
-
-
MAX
12.9
14.2
0.5
MIN
1.2
0.7
-
-
-
-
MAX
10.1
12
MIN
1.1
0.4
-
-
-
-
MAX MIN
MAX
9.9
13.7
0.5
A
B
B
A
A
B
A
B
10
0.8
11.7
0.5
0.5
0.5
0.5
0.3
0.5
-
-
-
-
ten
OE
OE
μs
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
tdis
μs
0.5
0.5
0.5
A-port rise and fall
times
B-port rise and fall
times
trA, tfA
trB, tfB
1.4
0.9
5.1
4.5
1.4
0.6
5.1
3.2
1.4
0.5
5.1
2.8
1.4
0.4
5.1
2.7
ns
ns
Channel-to-channel
skew
tSK(O)
-
0.5
-
-
0.5
-
-
0.5
-
-
0.5
-
ns
Max data rate
40
40
40
40
Mbps
c. TA = 25℃, VCCA = 1.8±0.15V
VCCB=1.8±0.15V VCCB=2.5±0.2V
VCCB=3.3±0.3V
VCCB=5±0.5V
From
To
Parameter
tpd
Unit
ns
(INPUT) (OUTPUT)
MIN
1.6
MAX
11
MIN
1.4
MAX
7.7
MIN
1.3
1
MAX
6.8
7.6
MIN
1.2
MAX
6.5
A
B
B
A
A
B
A
B
1.5
12
1.3
8.4
0.9
7.1
-
-
-
-
0.3
0.3
0.5
0.5
-
-
-
-
0.25
0.25
0.5
0.25
0.25
0.5
-
-
-
-
0.25
0.25
0.5
ten
OE
OE
μs
tdis
μs
0.5
0.5
0.5
A-port rise and fall
times
B-port rise and fall
times
trA, tfA
trB, tfB
1
4.2
4.5
1
4.1
3.2
1
4.1
2.8
1
4.1
2.7
ns
0.9
0.6
0.5
0.4
ns
Channel-to-channel
skew
tSK(O)
-
0.5
-
-
0.5
-
-
0.5
-
-
0.5
-
ns
Max data rate
60
60
60
60
Mbps
d. TA = 25℃, VCCA = 2.5±0.2V
VCCB=2.5±0.2V
VCCB=3.3±0.3V
VCCB=5±0.5V
From
To
Parameter
Unit
(INPUT) (OUTPUT)
MIN
1.1
MAX
6.3
MIN
1.0
MAX
5.2
MIN
0.9
MAX
4.7
A
B
B
A
A
B
A
B
tpd
ten
ns
μs
μs
ns
ns
1.2
6.6
1.1
5.1
0.9
4.4
-
-
-
-
0.25
0.25
0.5
-
-
-
-
0.2
0.2
0.4
0.4
-
-
-
-
0.2
0.2
035
0.35
OE
OE
tdis
0.5
A-port rise and fall
times
B-port rise and fall
times
trA, tfA
trB, tfB
0.8
0.7
3.0
3.0
0.8
0.5
3.0
2.8
0.8
0.4
3.0
2.7
Channel-to-channel
skew
tSK(O)
-
0.5
-
-
0.5
-
-
0.5
-
ns
Max data rate
100
100
100
Mbps
12-07-0010
PT0335-4
08/24/12
6
PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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e. TA = 25℃, VCCA = 3.3±0.3V
VCCB=3.3±0.3V
VCCB=5±0.5V
From
To
Parameter
tpd
Unit
ns
(INPUT) (OUTPUT)
MIN
0.9
MAX
4.7
MIN
0.8
MAX
4.0
A
B
B
A
A
B
A
B
1.0
4.9
0.9
3.8
-
-
-
-
0.2
0.2
0.3
0.3
-
-
-
-
0.2
0.2
0.3
0.3
ten
OE
OE
μs
tdis
μs
A-port rise and fall
times
B-port rise and fall
trA, tfA
trB, tfB
0.7
0.5
2.8
2.7
0.7
0.4
2.8
2.7
ns
ns
times
Channel-to-channel
tSK(O)
-
0.5
-
-
0.5
-
ns
skew
-
Max data rate
100
100
Mbps
Operating Characteristics
VCCA
1.2V
5V
1.2V
1.5V
1.8V
1.8V
VCCB
2.5V
2.5V
2.5V
5V
3.3V
Parameter
Test Conditions
Unit
3.3V
to
1.8V
1.8V
5.5V
TYP
9
TYP
7.8
12
TYP
10
11
TYP
9
11
TYP
8
11
TYP
8
11
TYP
8
11
A-port input, B-port output.
CpdA
CL=0, f=10 MHz,
tr = tf =1ns,
B-port input, A-port output.
11
OE=VCCA
(outputs enabled)
CL=0, f =10 MHz,
tr = tf =1ns,
OE=GND
(outputs disabled)
A-port input, B-port output.
B-port input, A-port output.
A-port input, B-port output.
B-port input, A-port output.
A-port input, B-port output.
B-port input, A-port output.
38.1
25.4
0.01
0.01
0.01
0.01
28
18
0.01
0.01
0.01
0.01
28
18
0.01
0.01
0.01
0.01
28
18
0.01
0.01
0.01
0.01
29
18
0.01
0.01
0.01
0.01
30
21
0.01
0.01
0.01
0.02
30
21
0.01
0.01
0.03
0.04
CpdB
pF
CpdA
CpdB
Test Circuit
1> Load circuit for Max data rate, pulse duration propagation delay output rise and fall time measurement
From Output
Under Test
1MΩ
15pF
2> Load circuit for enable/disable time measurement
2*Vcco
Open
50kΩ
S1
From Output
Under Test
TEST
S1
50kΩ
15pF
tPZL/tPLZ 2*Vcco
tPHL/tPHZ
Open
12-07-0010
PT0335-4
08/24/12
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PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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3> Timing Definitions for Propagation Delays and Enable/Disable Measurement
4> Voltage waveforms pulse duration
tw
VCCI
Input
VCCI/2
VCCI/2
0V
5> Notes
A. CL includes probe and jig capacitance.
B. All input pulses are supplied by generators having the following characteristics: PRR_10 MHz, ZO = 50 W, dv/dt ≥ 1 V/ns.
C. The outputs are measured one at a time, with one transition per measurement.
D. tPLH and tPHL are the same as tpd.
E. VCCI is the VCC associated with the input port.
F. VCCO is the VCC associated with the output port.
G. All parameters and waveforms are not applicable to all devices.
Block Diagram
OE
A4
A3
A2
A1
B4
B3
B2
B1
Channel 4
Channel 3
Channel 2
Channel 1
12-07-0010
PT0335-4
08/24/12
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PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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Principles of operation
Applications
Power Up
The PI4ULS5V104 can be used in level-translation
applications for interfacing devices or systems operating at
different interface voltages with one another.
During operation, ensure that VCCA ≤ VCCB at all times. During
power-up sequencing, VCCA ≥ VCCB does not damage the
device, so any power supply can be ramped up first. The
PI4ULS5V104 has circuitry that disables all output ports
when either VCC is switched off (VCCA/B = 0 V).
Architecture
The PI4ULS5V104 architecture(see Figure1) does not require
a direction-control signal to control the direction of data flow
from A to B or from B to A. In a dc state, the output drivers of
the PI4ULS5V104 can maintain a high or low, but are
designed to be weak, so that they can be overdriven by an
external driver when data on the bus starts flowing the
opposite direction.
Enable and Disable
The PI4ULS5V104 has an OE input that is used to disable the
device by setting OE = low, which places all I/Os in the high-
impedance (Hi-Z) state. The disable time (tdis) indicates the
delay between when OE goes low and when the outputs
acutally get disabled (Hi-Z). The enable time (ten) indicates
the amount of time the user must allow for the one-shot
circuitry to become operational after OE is taken high.
The output one shots detect rising or falling edges on the A or
B ports. During a rising edge, the one shot turns on the PMOS
transistors (T1, T3) for a short duration, which speeds up the
low-to-high transition. Similarly, during a falling edge, the
one shot turns on the NMOS transistors (T2, T4) for a short
duration, which speeds up the high-to-low transition. The
typical output impedance during output transition is 70 Ω at
VCCO=1.2 V to 1.8 V, 50 Ω at VCCO=1.8 V to 3.3 V, and 40 Ω
at VCCO=3.3 V to 5 V.
Pull-up or Pull-down Resistors on I/O Lines
The PI4ULS5V104 is designed to drive capacitive loads of up
to 70 pF. The output drivers of the PI4ULS5V104 have low dc
drive strength. If pullup or pulldown resistors are connected
externally to the data I/Os, their values must be kept higher
than 50 kΩ to ensure that they do not contend with the output
drivers of the PI4ULS5V104.
For the same reason, the PI4ULS5V104 should not be used in
applications such as I2C or 1-Wire where an open-drain driver
is connected on the bidirectional data I/O.
Input Driver Requirements
Typical IIN vs VIN characteristics of the PI4ULS5V104 are
shown in Figure 2. For proper operation, the device driving
the data I/Os of the PI4ULS5V104 must have drive strength of
at least ±2mA.
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PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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Figure1. Architecture of PI4ULS5V104 I/O Cell
Figure2. Typical IIN vs. VIN Curve
Note:
A. VT is the input threshold voltage of the PI4ULS5V104 (typically VCCI/2).
B. VD is the supply voltage of the external driver.
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PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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Mechanical Information
QFN3.5x3.5-14L
PKG. DIMENSIONS(MM)
SYMBOL
MIN
0.80
0.00
MAX
0.90
A
A1
A3
0.05
0.203REF
D
E
D1
E1
b
3.42
3.42
1.95
1.95
0.20
3.58
3.58
2.15
2.15
0.30
Note:
1) Ref: JEDEC MO-220
e
0.50 TYP
1.50 TYP
0.48
e1
L
0.32
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PI4ULS5V104
4-Bit Bi-directional Level Shifter with
Automatic Direction Controller
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CSP-12
TOP VIEW
Ordering Information
Part Number
Package Code
Package
PI4ULS5V104GAE
PI4ULS5V104ZBE
GA
ZB
Lead free and Green 12-pin CSP
Lead free and Green 14-pin QFN 3.5x3.5
Notes:
E = Pb-free and Green
Adding X Suffix= Tape/Reel
Pericom Semiconductor Corporation 1-800-435-2336 www.pericom.com
Pericom Technology Incorporation reserves the right to make changes to its products or specifications at any time, without notice, in order to improve design or
performance and to supply the best possible product. Pericom Technology does not assume any responsibility for use of any circuitry described other than the
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rights, of Pericom Technology Incorporation.
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相关型号：
PI4ULS5V201TAEX
Bus Transceiver, PI4 Series, 1-Func, 1-Bit, True Output, PDSO8, 1.20 X 1.60 MM, GREEN, MO-236, UDFN-8
DIODES
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