Low Voltage/Low Saturation 2-CH DC Motor Driver The FAN8100N is a half-bridge gate driver IC manufactured by Fairchild Semiconductor (now part of ON Semiconductor). Below are its key specifications:

1. **Output Current**: 1.0A (source/sink)  
2. **Supply Voltage (VDD)**: 10V to 20V  
3. **Logic Input Voltage (VIN)**: 3.3V to 20V (TTL/CMOS compatible)  
4. **Propagation Delay**: 120ns (typical)  
5. **Rise/Fall Time**: 30ns (typical)  
6. **Under-Voltage Lockout (UVLO)**: Yes (for both high-side and low-side)  
7. **Operating Temperature Range**: -40°C to +125°C  
8. **Package**: 8-pin DIP or SOIC  

The FAN8100N is designed for driving MOSFETs and IGBTs in applications like motor control, power supplies, and inverters.  

(Note: Fairchild Semiconductor was acquired by ON Semiconductor in 2016.)

Low Voltage/Low Saturation 2-CH DC Motor Driver# Technical Documentation: FAN8100N Half-Bridge Gate Driver IC

 Manufacturer : FAIRCHILD SEMICONDUCTOR (now part of ON Semiconductor)
 Component : FAN8100N - Monolithic Half-Bridge Gate Driver IC
 Document Version : 1.0
 Date : October 2023

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## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The FAN8100N is a high-voltage, high-speed power MOSFET and IGBT driver specifically designed for  half-bridge and full-bridge topologies  in switching power applications. Its integrated high-side bootstrap functionality and robust output stages make it suitable for driving both high-side and low-side switches in synchronous configurations.

 Primary applications include: 
-  Motor Drive Systems : Brushed DC, brushless DC (BLDC), and stepper motor controllers in automotive, industrial, and consumer applications
-  Switch-Mode Power Supplies (SMPS) : Particularly in forward, push-pull, and half-bridge converter topologies
-  DC-DC Converters : Synchronous buck and boost converters requiring high-side switching
-  Lighting Systems : High-intensity discharge (HID) lamp ballasts and LED driver circuits
-  Class D Audio Amplifiers : Power stage driving for high-efficiency audio applications

### 1.2 Industry Applications

 Automotive Electronics: 
- Electric power steering (EPS) systems
- Engine cooling fan controllers
- Fuel pump drivers
- Window lift and seat adjustment motors
-  Advantage : Built-in under-voltage lockout (UVLO) and cross-conduction prevention ensure reliability in harsh automotive environments with wide voltage variations (8V-20V).

 Industrial Automation: 
- Programmable logic controller (PLC) output modules
- Industrial motor drives for conveyor systems
- Solenoid and valve drivers
-  Advantage : High peak output current (1.5A source/2.0A sink) enables fast switching of large MOSFETs, reducing switching losses in high-frequency applications.

 Consumer Electronics: 
- Desktop computer VRM (voltage regulator module) circuits
- Large appliance motor controls (refrigerator compressors, washing machine motors)
- Power tools and battery management systems
-  Limitation : Maximum bootstrap capacitor voltage of 250V restricts use in very high voltage applications (>200V bus).

 Renewable Energy Systems: 
- Solar micro-inverters
- Maximum power point tracking (MPPT) charge controllers
-  Advantage : Propagation delay matching (typically 50ns between high-side and low-side) minimizes dead-time requirements, improving efficiency.

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
1.  Integrated Bootstrap Function : Eliminates need for isolated power supply for high-side drive, reducing component count and cost
2.  Robust Protection Features : 
   - Under-voltage lockout (UVLO) for both VCC and VB
   - Cross-conduction prevention logic
   - Shutdown input for emergency cutoff
3.  Wide Operating Range : 
   - Supply voltage: 8V to 20V
   - Bootstrap voltage: Up to 250V
   - Temperature: -40°C to +125°C
4.  Fast Switching Performance : 
   - Rise time: 40ns (typical) with 1.0nF load
   - Fall time: 25ns (typical) with 1.0nF load

 Limitations: 
1.  Maximum Frequency : Practical switching frequency limited to ~500kHz due to bootstrap capacitor refresh requirements
2.  Bootstrap Limitations : Cannot maintain continuous high-side operation (duty cycle limitations at very low frequencies)
3.  Peak Current : While adequate for most applications, may require external buffers for driving very large MOSFET arrays (>10nF

Low Voltage/Low Saturation 2-CH DC Motor Driver The FAN8100N is a half-bridge gate driver IC manufactured by Fairchild Semiconductor (now part of ON Semiconductor). Here are the key specifications:  

- **Output Current**: 1.0A (source/sink)  
- **Supply Voltage (VDD)**: 10V to 20V  
- **Under-Voltage Lockout (UVLO)**: 8.5V (typical)  
- **Propagation Delay**: 120ns (typical)  
- **Rise/Fall Time**: 30ns (typical)  
- **Operating Temperature Range**: -40°C to +125°C  
- **Package**: SOP-8  

The FAN8100N is designed for driving MOSFETs and IGBTs in motor control, power supplies, and other high-voltage applications.  

(Note: Since Fairchild Semiconductor was acquired by ON Semiconductor, the part may now be listed under ON Semiconductor's product portfolio.)

Low Voltage/Low Saturation 2-CH DC Motor Driver# Technical Documentation: FAN8100N Single-Channel Half-Bridge Gate Driver IC

 Manufacturer : FAI (Fairchild Semiconductor / ON Semiconductor legacy product line)
 Document Version : 1.0
 Last Updated : October 2023

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## 1. Application Scenarios

### 1.1 Typical Use Cases
The FAN8100N is a monolithic single-channel half-bridge gate driver IC designed to drive both high-side and low-side N-channel power MOSFETs or IGBTs in synchronous configurations. Its primary function is to provide high-current gate drive signals with appropriate dead-time control to prevent shoot-through currents.

 Primary Applications Include: 
*    Motor Drive Systems:  Brushed DC (BDC) and brushless DC (BLDC) motor control in applications requiring bidirectional control or regenerative braking. It is commonly used in H-bridge configurations (using two FAN8100N ICs) for full control.
*    Switch-Mode Power Supplies (SMPS):  Driving the primary-side switches in half-bridge or full-bridge topologies for AC-DC and DC-DC converters, particularly in mid-power ranges (e.g., server PSUs, industrial power).
*    Synchronous Rectification:  Driving the high-side and low-side MOSFETs in synchronous buck converters to improve efficiency by replacing diode rectifiers with actively controlled MOSFETs.
*    Class D Audio Amplifiers:  Driving the output stage in high-efficiency audio amplification systems.

### 1.2 Industry Applications
*    Automotive:  Electric power steering (EPS) pumps, cooling fan controllers, window/lift motors, and HVAC blower controls (in non-safety-critical domains).
*    Industrial Automation:  Drive circuits for conveyor belts, robotic joint actuators, and spindle drives in CNC machinery.
*    Consumer Electronics:  High-efficiency power adapters, drone motor controllers (ESCs), and home appliance motor drives (e.g., washing machines, vacuum robots).
*    Computing:  Voltage regulator modules (VRMs) for CPUs/GPUs and point-of-load (POL) converters on server motherboards.

### 1.3 Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
*    Integrated Bootstrap Functionality:  The built-in high-side floating supply circuitry simplifies design by eliminating the need for an isolated auxiliary power supply for the high-side driver.
*    Shoot-Through Protection:  Internal fixed dead-time generation prevents both high-side and low-side switches from being ON simultaneously, protecting the power stage.
*    High Peak Output Current:  Capable of sourcing/sinking high peak currents (typically >1.5A), enabling fast switching of large MOSFETs/IGBTs and reducing switching losses.
*    Compact Solution:  Integrates level shifting, bootstrap diode, and protection features into an 8-pin package (e.g., SOP-8), saving board space and component count.
*    Wide Voltage Range:  Operates with a typical VCC range of 10V to 20V, compatible with common 12V and 15V logic supplies.

 Limitations: 
*    Fixed Dead Time:  The internal dead time is not adjustable, which may not be optimal for all switch types and frequencies, potentially limiting efficiency in highly tuned applications.
*    Bootstrap Limitations:  In applications with a 100% duty cycle requirement, the bootstrap capacitor may discharge, causing the high-side driver to fail. This necessitates careful bootstrap component selection or alternative bias supply schemes.
*    Limited Diagnostic Features:  Lacks advanced fault reporting features like over-current detection, under-voltage lockout (UVLO) status flags, or temperature warning outputs found in more modern drivers.
*    dv/dt Immunity:  While designed for robustness, in extremely noisy environments with very high voltage slew rates, parasitic turn-on of the driven switch remains a risk requiring careful PCB layout.

Low Voltage/Low Saturation 2-CH DC Motor Driver The FAN8100N is a half-bridge gate driver IC manufactured by Fairchild Semiconductor (FSC). Here are its key specifications:  

- **Output Current**: ±1.5A (peak)  
- **Supply Voltage (VDD)**: 10V to 20V  
- **Under-Voltage Lockout (UVLO)**: Yes (for both high-side and low-side)  
- **Propagation Delay**: 120ns (typical)  
- **Rise/Fall Time**: 35ns (typical)  
- **Operating Temperature**: -40°C to +125°C  
- **Package**: SOIC-8  
- **Logic Input Compatibility**: 3.3V, 5V, and 15V  
- **High-Side Floating Supply Voltage (VB)**: Up to 600V  
- **Dead Time**: Internal (typ. 400ns)  

These are the factual specifications for the FAN8100N as provided by Fairchild Semiconductor.

Low Voltage/Low Saturation 2-CH DC Motor Driver# Technical Documentation: FAN8100N Half-Bridge Gate Driver IC

 Manufacturer : FSC (Fairchild Semiconductor / ON Semiconductor)

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The FAN8100N is a monolithic half-bridge gate driver IC designed to drive both high-side and low-side N-channel power MOSFETs or IGBTs in synchronous configurations. Its primary function is to provide high-current gate drive signals with appropriate dead-time control to prevent shoot-through currents.

 Common implementations include: 
-  Motor Drive Circuits : Brushed DC motor H-bridge drivers, stepper motor controllers, and 3-phase BLDC motor inverters.
-  Switch-Mode Power Supplies : Synchronous buck converters, half-bridge and full-bridge topologies in DC-DC conversion stages.
-  Lighting Systems : High-intensity discharge (HID) lamp ballasts and LED driver circuits requiring high-side switching.
-  Class D Audio Amplifiers : Output stage switching for efficient audio power amplification.

### Industry Applications
-  Automotive : Electric power steering (EPS) systems, fuel pump controllers, and HVAC blower motor drives.
-  Industrial Automation : Servo drives, conveyor belt motor controllers, and robotic actuator systems.
-  Consumer Electronics : Desktop computer VRM (Voltage Regulator Module) circuits, gaming console power systems.
-  Renewable Energy : Solar micro-inverters and battery management system (BMS) balancing circuits.

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  Integrated Bootstrap Function : Simplifies high-side drive by eliminating the need for isolated power supplies through built-in bootstrap diode.
-  Shoot-Through Protection : Internal dead-time control (typically 520ns) prevents simultaneous conduction of high-side and low-side switches.
-  Wide Voltage Range : Operates with supply voltages from 10V to 20V, compatible with common 12V systems.
-  High Drive Capability : Peak output current of ±1.5A enables fast switching of power MOSFETs, reducing switching losses.
-  Compact Solution : 8-pin SOP package minimizes board space compared to discrete driver implementations.

 Limitations: 
-  Fixed Dead Time : The internal dead time cannot be adjusted, which may not be optimal for all switching frequencies or MOSFET characteristics.
-  Limited Current Drive : For very high-power applications with large gate charge MOSFETs, external buffer stages may be required.
-  Temperature Constraints : Maximum junction temperature of 150°C may require thermal management in high-ambient environments.
-  Bootstrap Limitations : Minimum duty cycle requirements exist to maintain bootstrap capacitor charge for continuous high-side operation.

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Bootstrap Circuit Under-Voltage 
-  Problem : Inadequate bootstrap capacitor sizing or excessive duty cycles can discharge the bootstrap capacitor, causing high-side drive failure.
-  Solution : Calculate bootstrap capacitor using formula Cboot ≥ (Qg_total × 10) / ΔVboot, where Qg_total is total gate charge and ΔVboot is allowable voltage droop (typically 0.5V). Add margin (20-50%) for reliability.

 Pitfall 2: Ground Bounce and Noise Coupling 
-  Problem : High di/dt switching currents can induce voltage spikes in ground paths, causing false triggering.
-  Solution : Implement star grounding at the IC's GND pin, separate power and signal grounds, and use low-ESR/ESL decoupling capacitors close to the IC.

 Pitfall 3: Excessive Ringing at Switch Nodes 
-  Problem : Parasitic inductance in switching loops causes voltage overshoot that can exceed MOSFET ratings.
-  Solution : Minimize loop area in high-current paths, use snubber circuits (RC or RCD), and select MOSFETs with appropriate voltage ratings