ELM901FxA 1A 2x チャージ ポンプ LED ドライバー
http://www.elm-tech.com■概要

ELM901FxAは 1倍 2倍自動モード切換えチャージポンプ回路と定電流駆動回路を内蔵した大電流 LED
ドライバー ICで、 最大１ Aの出力が可能です。 1セルのリチウムイオン /ポリマ電池を電源とした高輝度白色LEDの応用電子機器に最適です。 コンデンサ３個とプログラム抵抗 3個の最少の外付け部品で動作します。
4mm角 QFNと 3ｍｍ角 QFNパッケージを用いているため、 最小面積での実装が可能です。
LED駆動電流は 2種類の電流値を 2個の外付け抵抗でプログラムできます。 設定値を組み合わせて 3種類の電流がイネーブル信号で選択可能です。 LED保護機能として大電流点灯時間の制限タイマが外付け抵抗で設定可能で、 タイマにより一定時間後 (0.2秒から 1秒の間で 3種類選択 )に強制消灯します。
本 ICはソフトスタート機能を持ち、 電源投入時と 1倍、 2倍のモード切り替わり時にラッシュ電流の制限を行います。

■特長■用途• 低電圧動作• 低消費電流動作: 2.6V-4.4V: 300μA(1X), 9mA(2X)• カメラ用 LED フラッシュ• 高輝度 LED 懐中電灯

• 低スタンバイ電流: Max.1μA• 大出力電流• LED保護機能: Max.1A: 大電流点灯時間制限機能• LED定電流回路内蔵 : 外部抵抗プログラム• ソフトスタート機能: LED 電流起動時および 1 倍 2 倍切り替え時• パッケージ: QFN16-4x4,
QFN16-3x3(開発中)• サーマルシャットダウン機能付き■絶対最大定格値
項目
VIN 端子電圧
VO 端子電圧
EN1、 EN2 端子電圧
VO 端子電流、 LED 電流
動作温度
保存温度

記号
Vin
VoVen
Io, Iled
TopTstg

規格値
GND-0.3 ～ 6
GND-0.3 ～ 6
GND-0.3 ～ Vin+0.3
1500 ( 注 )-40 ～ +85-40 ～ +125単位VVVmA℃℃( 注 ) 長期間の電流密度制限に基づきます。 10 秒以内の絶対最大条件で 10％以下の動作デューティー ・ サイクルを仮定しています。 連続動作の最大電流は 600mA です。

■セレクションガイド
ELM901FxA-S
記号aパッケージbパッケージ タイプcd

製品バージョン
テーピング方向

F: QFN
A: QFN16-4x4
B: QFN16-3x3(開発中)A
S: パッケージ ファイル参照

ELM901F x A - S↑↑↑ ↑a bc d

Rev.1.0
1 / 11

ELM901FxA 1A 2x チャージ ポンプ LED ドライバー
http://www.elm-tech.com■端子配列図QFN16-4x4(TOP VIEW)
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QFN16-4x4(BOTTOM VIEW)����������

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QFN16-3x3(TOP VIEW)
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QFN16-3x3(BOTTOM VIEW)
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端子番号
12345678910111213141516

端子記号
ISET2
ISET1
EN2
EN1
AGND
FS
VIN
PGND1
CM
PVIN
CP
NC
VO
NC
PGND2
LED

■端子説明
ISET2 ： LED 電流設定端子 2LED 電流設定抵抗 (Rset2) を ISET2-GND 間に接続するための端子です。 EN2 端子が High レベルのときに 1.22V 定電圧が出力されます。 LED 端子の定電流値は ISET2 端子に流れる電流の 3250 倍となります。
( 例 ) Rset2=6.8kΩ接続時、 Iled=1.22/6.8k × 3250=583mA となります。
ISET1 ： LED 電流設定端子 1LED 電流設定抵抗 (Rset1) を ISET1-GND 間に接続するための端子です。 EN1 端子が High レベルのときに 1.22V 定電圧が出力されます。 LED 端子の定電流値は ISET1 端子に流れる電流の 3250 倍となります。
( 例 ) Rset1=20kΩ接続時、 Iled=1.22/20k × 3250=198.3mA となります。
EN2 ： オン / オフ制御用端子 2
ISET2 設定電流分の LED 出力電流オン / オフ制御端子です。 IC 内部で GND にプルダウンされています。
制御ロジックは High アクティブとなります。 VIN に接続することで、 Iset2 の設定電流を LED 端子からシンクします。
EN1 ： オン / オフ制御用端子 1
ISET1 設定電流分の LED 出力電流オン / オフ制御端子です。 IC 内部で GND にプルダウンされています。
制御ロジックは High アクティブとなります。 VIN に接続することで、 Iset1 の設定電流を LED 端子からシンクします。
Rev.1.02 / 11

ELM901FxA 1A 2x チャージ ポンプ LED ドライバー
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AGND ： 内部アナログ回路接地端子
内部アナログ回路の GND に接続されています。 裏面パッドは本端子と内部で短絡されています。 外部配線により PGND1, PGND2 と接続する必要があります。
FS ： フェイルセーフ機能設定端子
フェールセーフ機能とは、 EN1=EN2=1 の状態が一定時間継続した場合に LED 電流を強制的にオフする機能です。 LED を熱的に保護する目的で使用しますが、 設定を外すことも可能です。 EN1=EN2=1 となってから LED 電流オフまでのタイマー設定時間は FS 端子と GND 端子間に接続する抵抗により 3 種類の時間に設定可能です。 (1)FS と GND 間短絡の場合は 1s、(2)FS と GND 間に 20kΩ接続時は 0.2s、(3)FS と GND 間に 51kΩ接続時は 0.5s となります。 また、 FS と VIN 間短絡もしくは FS 端子オープンでフェールセーフ機能は無効になります。
VIN ： 内部回路電源端子
内部回路の電源端子に接続されています。 外部配線により PVIN と接続し、 GND 間に 2.2μF 以上のセラミックコンデンサを接続する必要があります。
PGND1 ： チャージポンプ回路接地端子
チャージポンプ回路の GND 端子に接続されています。 外部配線により AGND, PGND2 と接続する必要があります。
CM ： 昇圧用コンデンサ接続端子 ( 低電位側 )CM 端子は昇圧用コンデンサの低電位側の接続端子です。 昇圧用コンデンサ ( 推奨容量 2.2μF) は
CM 端子と CP 端子間に可能な限り短い配線パターンで接続する必要があります。
PVIN ： チャージポンプ電源端子
チャージポンプ回路の電源供給用の端子です。 外部配線により VIN と接続する必要があります。
CP ： 昇圧用コンデンサ接続端子 ( 高電位側 )CP 端子は昇圧用コンデンサの高電位側の接続端子です。 昇圧用コンデンサ ( 推奨容量 2.2μF) は CM
端子と CP 端子間に可能な限り短い配線パターンで接続する必要があります。
VO ： 昇圧出力端子
LED のアノードを接続するための端子です。 1 倍動作時の出力電圧はほぼ VIN と等しく、 昇圧時の出力電圧は 5.5V となります。
PGND2 ： LED 電流駆動回路接地端子
LED 電流駆動回路の GND 端子に接続されています。 外部配線により AGND, PGND1 と接続する必要があります。
LED ： 定電流シンク端子
LED カソードを接続するための端子です。 ISET1/2 ピンで設定された電流をシンクします。

Rev.1.03 / 11ELM901FxA 1A 2x チャージ ポンプ LED ドライバー
http://www.elm-tech.com■標準回路図C212CP 10NC 11

PVIN 9CM13●

8Charge pump

VOC1

PGND1714NC

LED156

PGND2FSCC Control

16●

VIN

900kHz OSC
Timer

C3Rfs

5LED●

AGND
1 ISET2 2 ISET1 3 EN2 4

Rset1

Rset2

PVIN

CPEN1●■ブロック図VIN▲

Thermalprotection

CMx1/x2 charge pump
▲ ▲▲▲

▲

▲

▲

VO▲

Step-upcircuit

Vref

900kHzoscillator

EN1

Vref(soft)

Fail safe circuit

PGND1x1/x2 switch

Control logic

EN2Shortprotection▲

Drop out detection▲▲

Current sensecontrol

ISET1ISET2LED▲▲FSAGND

PGND2

Rev.1.04 / 11

ELM901FxA 1A 2x チャージ ポンプ LED ドライバー
http://www.elm-tech.com■動作説明

本 IC は 1 セルリチウムイオン / ポリマ電池を電源として高輝度白色 LED を定電流で駆動する目的で設計されています。 電池の電圧が LED の順方向電圧より十分高いときは電池を直接 LED に接続して点灯させ、 また電池電圧が低下してきたときは内蔵チャージポンプ回路で出力 5.5V に昇圧して LED を点灯させます。 LED 電流は外部プログラム抵抗により設定される定電流回路により駆動されます。 LED 電流設定プログ
ラム抵抗は 2 種類あり、 イネーブル回路の組み合わせで合計 3 通りの電流駆動が可能です。 本 IC は最大１A の電流供給が可能で高輝度発光が可能ですが、 大電流での長時間点灯は LED 焼損を招きます。 これを防ぐため発光時間制限のタイマを内蔵しており強制的に電流を遮断することができます。 このタイマは最大の設定電流をオンしたときのみ有効となります。 タイマーは、 FS 端子への外付け抵抗により 0.2s, 0.5s, 1s の3 種類の設定が可能です。 さらに、 FS 端子オープンもしくは VIN と短絡することでタイマー機能オフとすることも可能です。
電源投入直後の動作
EN1=EN2=0 またはオープン ( スタンバイ ) の場合は通常のスタンバイ動作となります。 スタンバイ動作
時は VIN-VO 間の高抵抗 PMOS スイッチがオンします。 また、 CP 端子 -VO 端子間の PMOS スイッチ(＝スイッチ４)、 CM 端子 -PGND1 端子間の NMOS スイッチ ( ＝スイッチ１) がオンします。 その結果、出力コンデンサ Co とフライングコンデンサ C1 は高抵抗 PMOS スイッチ経由でゆっくりと充電され、 電源投入後約 5ms でほぼ満充電に至ります。 電源投入後 5ms 内の動作開始はラッシュ電流を発生させる場合があります。
スタンバイ状態
スタンバイ状態では出力コンデンサ Co、 フライングコンデンサは満充電となっており、 それぞれ高抵抗PMOS スイッチを介して VIN が出力された状態となっています。 スタンバイ時に満充電状態を維持することにより、 動作開始時のラッシュ電流を防止し、 速やかな LED 点灯を実現することが可能となっています。
起動時
起動開始時は、 はじめに VO 短絡検出を行い、 短絡状態でないことが確認されると、 VIN-VO 間の低抵抗スイッチをオンして１倍モードで動作開始します。 短絡状態が確認された場合は、 Vo はスタンバイ状態と同じ状態を保持し、 LED 出力もオフが維持されます。 このとき、 Vo スタンバイと LED 出力オフ以外の内部回路は通常動作しており、 短絡状態が解除された場合は直ちに、 １倍モードで動作開始します。 起動から１倍モード出力までは 30ms(typ.) となっています。 正常時は Vo=Vin となっており、 コンデンサ充電のための突入電流は発生しません。 VO-GND 間が数 10 ～数 100Ω程度の抵抗で短絡している場合などの異常時 (Vo ＞ 0.7V) は、 コンデンサ充電のための突入電流が発生します。 起動から 130μs(typ.) 後に LED 電流がオンし始めます。 LED 電流のオン開始から規定の電流が流れるまでは、 数 10us となっています。

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1 倍モード動作時
1 倍モードで動作中に LED 端子のドロップ ・ アウト状態が検出されると、 自動的に 2 倍モードに切り替わります。 LED 電流が「 低」 電流モードで動作している場合は、 LED 端子のドロップ ・ アウトが検出されても、 150ms 間は 1 倍モード動作を維持する。 この間にドロップ ・ アウト状態が解除された場合は、再びそのタイマーはリセットされ、 １倍モードを継続します。「 高」 もしくは「 低＋高」 電流で動作している場合は、 2ms 経過後に 2 倍モードに移行します。 この場合も「 低」 電流動作時と同様にその間にドロップ・アウト状態が解除された場合は、 タイマーをリセットして、 1 倍モード動作を継続させます。 ドロップ・アウト検出電圧は、240mA(typ.) 以上では Iled に比例した電圧となりますが、Iled が小さい場合は、100mV 程度の固定された電圧となります。
ソフト昇圧動作時
2 倍モード移行直後は、 チャージポンプ動作によるソフト昇圧動作となります。 Vo を直線的に上昇させるソフト昇圧動作によりラッシュ電流が低減されます。 ソフト昇圧動作中は Iled は設定の 1/2 となるように電流制御されます。 ただし、 昇圧開始後 10us 間は Iled の急な変化を防止するため、 強制的にIled を 350mA(typ.) 以下に制限されます。 ソフト昇圧終了後は Iled 制御電流を通常の設定電流に戻ります。
2 倍モード動作時
通常の 2 倍モードへ移行した後は、 スタンバイ状態 (EN1=EN2=GND) にされるまで 2 倍モードの動作を継続する。 再度 1 倍モードで動作させるためには、 いったんスタンバイ状態にした後、 再度起動させることが必要です。

■保護機能説明
サーマル保護
接合部温度が 150℃を超えると、 サーマルシャットダウン回路が Vo 出力をオフ ( 高抵抗 PMOS スイッチのみオン） し、 LED 出力をシャットダウンします。 サーマル保護を解除するためには、 いったんスタンバイ状態にした後、 再度起動させることが必要です。
ISET1/ISET2 端子短絡保護
EN1=0 → 1 の起動時、 ISET1 端子に 3.9kΩ(Iled 設定電流 1A 以上 ) の抵抗 Rset が接続されていた場合、「 低」 電流相当分の LED 電流はシャットダウンされます。 このとき、ISET2 端子が正常であれば、「 高」 電流相当分の LED 電流は正常に出力されます。 EN1=1 での動作中、 ISET1 端子が GND と短絡した場合、 EN 端子ロジックに依らず、 LED 電流は 1.5A でリミット検出して LED 電流はシャットダウンされます。 EN1=EN2=1 であった場合、「 低」 ＋「 高」 電流が 1.5A に達した時点で、 LED 電流はゼロとなります。 同様に、 EN2=0 → 1 の起動時、 ISET2 端子に Iled 設定電流 1A 以上の抵抗 Rsetが接続されていた場合（ 3.9k Ω以下）、「 高」 電流相当分の LED 電流はシャットダウンされます。 このとき、 ISET1 端子が正常であれば、「 低」 電流相当分の LED 電流は正常に出力されます。 EN2=1 での動作中、 ISET2 端子が GND と短絡した場合、 EN 端子ロジックに依らず、 LED 電流は 1.5A でリミット検出して LED 電流をシャットダウンされます。 EN1=EN2=1 であった場合、「 低」 ＋「 高」 電流が 1.5Aに達した時点で、 LED 電流はゼロとなります。

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VO 端子短絡保護
動作時に VO 端子が 0.7V まで低下すると、 デバイスは Vo 出力、 LED 出力をともに切り、 VIN-VO端子間を高抵抗 PMOS スイッチで接続された状態となります ( スタンバイ出力 )。 VO 短絡が解除され、再び Vo が 0.7V より高くなると、 再び Vo 出力、 LED 出力が開始されます。 2 倍モード動作時に VO短絡検出された場合は、 EN1=EN2=0 とすることなく、 スタンバイ状態に移行します。
フェール ・ セーフ機能「 低＋高」 電流状態 (EN1=EN2=1) 状態が一定時間以上続くと、 LED 出力を自動的に OFF する機能です。 LED 出力強制オフを解除するためには、 EN1=EN2=1 から他のモードへ移行することにより解除されます。 FS 時間は外付け抵抗 Rfs により 3 段階に設定できます。 この機能を使わない場合は、FS 端子 -VIN 端子をショートするか FS 端子をオープンにすることにより機能オフすることができます。

■電気的特性項目
入力電圧範囲静止時消費電流 1
静止時消費電流 2スタンバイ電流
LED 電流LED 電流比 1(Iled/Iset1/2)
LED 電流比 2(Iled/Iset1/2)
Iled ドロップアウト電圧 1
Iled ドロップアウト電圧 2モード切替遅延時間 1
モード切替遅延時間 2
LED 電流オン時間
電流能力LED 電流安定化時間 1
LED 電流安定化時間 2
ソフト昇圧時 LED 電流

特に指定なき場合、 Vin=3.6V, Cin=C1=2.2μF, Co=4.7μF, Ta=25℃
記号条件
Min. Typ. Max. 単位
Vin2.64.4V
Iqs1 1 倍モード、 Iled=0mA
300 550μA
Iqs2 2 倍モード、 Iled=0mA
916mA
IsdEN1=EN2=0V
0. １
1.0μA
Vin=3.8V, Iled=200mA,
Vf=3.3V
Vin=3.3 ～ 4.4V,
Iled2
Iled=200 ～ 800mA
Vled1 モード切替スレッシュ電圧、(Min.) Iled=300mA
Iled1

Vled2(Min.)
Td1
Td2

typ. ×typ. ×
mA/mA
3250
0.96
1.04
typ. ×typ. ×
mA/mA
3250
0.90
1.10

モード切替スレッシュ電圧、
80
Iled=150mA
EN1=High, EN2=Low
100
EN1=Low or High, EN2=High
1
EN 端子 ON から LED 電流開始
LED(on)50まで
Iled Vin=3.3V, EN1=EN2=High,900(Max.) Iled=1A 設定、 VF=4.6V
TIled1 Iled=0mA → 200mA
TIled2 Iled=200mA → 700mA
Iled
Iled=700mA設定
250(soft)125225mV

100120mV

150
22003msms

130250μs
mA

4060350μsμs
450mA

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項目
チャージポンプ
ソフト昇圧時間
1 倍モード出力電圧

Tsoft Iled=700mA, Vo=3.7V → 5.2V
Vo(x1) Iled=0mA

2 倍モード出力電圧

Vo(x2) Iled=0mA

1 倍モード出力インピーダンス

Ro(x1) Vin=3.4V

2 倍モード出力インピーダンス

Ro(x2)

発振周波数
EN1, EN2 端子
出力オン制御電圧
出力オフ制御電圧
EN 端子バイアス電流
ISET1, ISET2 端子
基準電圧
ISET 端子設定電流
短絡保護回路Fosc

ISET 端子短絡時 Iled リミット
VO 端子短絡保護検出電圧
VO 端子短絡電流
過熱保護回路過熱保護回路
フェール ・ セーフ回路
フェール ・ セーフ設定範囲
フェール ・ セーフ時間 1
フェール ・ セーフ時間 2
フェール ・ セーフ時間 3フェール ・ セーフ端子電流
FS 端子スレッショルド電圧 1
FS 端子スレッショルド電圧 2
FS 端子スレッショルド電圧 3
項目
EN 端子ロジックと LED 電流
EN 端子ロジック
スタンバイ ( 出力 OFF)Low 電流High 電流Low+High 電流

記号

条件

Max.

単位

75150
Vin

300μs
V

typ. ×0.95

0.72

Iset=50μA, 各端子
各端子

ISET1,2 端子、 短絡保護時
Iled
は Iled を OFF, Vin=3.9V,(short)
Vled=1.0V, 2 倍動作
Vo
短絡保護時は Iled を OFF(short)
Ishort Vin=3.6V
OHP

Typ.

(2Vin-Vo)/Io, Vin=3.2V,
Vo=5.1V

Vc(ON) Vin=2.9 ～ 4.4V、 各端子
Vc(OFF) Vin=2.9 ～ 4.4V、 各端子
Ic(ON) Ven=3.6V、 各端子
VrefIsetMin.

typ. ×1.05
0.25 0.37

Ω

1.70

2.55

Ω

0.90

1.08

MHz0.4550

VVμA

5.50.95
20V

1.202 1.220 1.238 V
310 μA

1.50.45

過熱保護時は Iled を OFF

0.60

A
0.95

V30mA

150℃

Tfs
0.2
1.0s
(range) ＊ FS-VIN 端子ショート、 またはTfs1 オープンでフェール ・ セーフ機能 0.8
1.0
1.2
s
Tfs2 OFF となります。
0.16 0.20 0.24
s
Tfs3
0.4
0.50.6s
Ifs
101520μA
Vfs1
0.12 0.15 0.18
VVfs20.405 0.450 0.495 V
Vfs3
1.08 1.22 1.36
V
条件
EN10101

EN20011＊ EN1 端子、 EN2 端子はともに GND にプルダウンされており、 オープン時はスタンバイとなります。

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http://www.elm-tech.com■マーキング• QFN16-4x4 パッケージ : ELM901FAA

マーク
ELM901FAA
abc(000～999)• QFN16-3x3 パッケージ : ELM901FBA

内容
品名

マーク
ELM901FBA
abc(000～999)

組み立てロット番号

内容
品名
組み立てロット番号■標準特性曲線EFFICIENCY-Vin
100

ILED=200mA

400mA

600mA

80

Dropout Voltage (V)EFFICIENCY (%)

90706050

Dropout Voltage-Iled0.5

LED = LUMILEDS LXHL-LW3C800mA

4030200.40.30.20.1

1002.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4

Vin (V)

1000

Iled-Rset

1000

900

900

800

800

700

Iled (mA)

Iled (mA)

700
600
500
400

600

500

400

300

300

200

200

100

100

000 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

Rset (k�)

200

400

600

Iled (mA)

800

1000

Iled-Vled
Iled=800mA
600mA
400mA
200mA
100mA

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

Vled (V)Rev.1.09 / 11

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2x Mode Output Resistance - Top

1x Mode Output Resistance - Top
Vin=3.3V

0.20.15

Vin=3.6V
Vin=3.9V

0.1

0.05

-20040Top (�)

60

1.5

10.5

-20

02040

Top (�)60

80

Frequency - Vin

940

920

0.08

Top=85�

0.06
0.04

Top=25�

0.02

880

860

Top= -40�

820
2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4

Vin (V)Vin (V)

Vref-Top

1.24

Top=85�
Top=25�

900840

Top=��40�

02.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4

Iled/Iset Ratio-Top

3300
3280

Vref (V)Iled/Iset Ratio

1.23

1.22

1.21

1.2-4020-40

80

Isd-Vin

0.1

Isd (�A)

20

Frequency (kHz)0-40

Vin=3.2V, Vo=4.8V

2.5

2x Mode Output Resistance (�)1x Mode Output Resistance (�)

0.25

3260
3240
3220

-20

02040Top (�)60

3200-4080-2002040Top (�)6080Rev.1.0
10 / 11

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EN Pin Input Current-Top

25

201510-40-200204060

Top (�)EN Threshold Voltage-Top

0.9EN Thereshold Voltage (V)EN Pin Input Current (uA)

30

0.8

0.7

0.60.5-4080

4020Top (�)6080Iled Start Response

Iled/Iset Ratio-Iled

3350

0-20

Vin=3.6V, Iled=0mA�200mA

300

200
Top=85�

Iled (mA)

3250

Top=25�0

V(EN1) : 0V � 3.6V

Top= -40�

3200

3150

100

0200

400

Iled (mA)

600

800

040

Iled0VoVo, V(EN2)(2V/Div)

240

Time (us)

320

400

Vin=3.6V, Iled=800mA

Iled (mA)

Iled (mA)

Vin=3.6V, Iled=200mA�800mA

400

160

Iled, Vo Ripple Voltage

1x to 2x Mode Switch Response
80080

Iled A/C Coulpled

200-20-40200

Vo A/C Coulpled

V(EN2) : 0V � 3.6V

1000-10000.8

1.6

2.4

Time (ms)

3.2

40246Time (us)8Vo (mV)

Iled/Iset Ratio

3300-20010Rev.1.0
11 / 11