LMC7660IMX/NOPB

Switched Capacitor Voltage Converter 8-SOIC The LMC7660IMX/NOPB is a CMOS voltage converter manufactured by National Semiconductor (NSC).  

### **Specifications:**  
- **Input Voltage Range:** 1.5V to 10V  
- **Output Voltage:** Negative of the input voltage (inverts input voltage)  
- **Output Current:** Up to 40mA  
- **Operating Temperature Range:** -40°C to +85°C  
- **Package:** SOIC-8  
- **Switching Frequency:** ~10kHz (typical)  
- **Low Quiescent Current:** ~135µA (typical)  
- **Efficiency:** Up to 98%  

### **Descriptions:**  
The LMC7660IMX/NOPB is a charge-pump voltage inverter that converts a positive input voltage to a corresponding negative output voltage. It requires only two external capacitors for operation and is designed for low-power applications.  

### **Features:**  
- No inductors required  
- Simple voltage inversion with minimal external components  
- Low power consumption  
- Wide input voltage range (1.5V to 10V)  
- High efficiency  
- Available in SOIC-8 package  

This device is commonly used in applications requiring a negative supply from a single positive source, such as data acquisition systems, operational amplifier biasing, and portable electronics.

Switched Capacitor Voltage Converter 8-SOIC# LMC7660IMXNOPB Technical Documentation

## 1. Application Scenarios

### Typical Use Cases
The LMC7660IMXNOPB is a CMOS voltage converter IC primarily used for  voltage inversion  and  voltage doubling  applications. Its most common implementations include:

-  Negative Voltage Generation : Converting standard positive supply voltages (e.g., +5V, +12V) to corresponding negative voltages (-5V, -12V) for analog circuits
-  Bias Supply Generation : Providing negative bias voltages for operational amplifiers, data converters, and sensors in single-supply systems
-  LCD Display Driving : Generating negative contrast voltages for liquid crystal displays in portable instruments and consumer electronics
-  Signal Conditioning : Creating symmetrical power supplies for audio amplifiers and instrumentation circuits from single power sources

### Industry Applications
 Medical Electronics : Portable medical monitors, patient monitoring systems, and diagnostic equipment requiring dual supplies for precision analog front-ends

 Industrial Control Systems : Process control instrumentation, data acquisition systems, and sensor interface circuits where negative rails are needed for signal conditioning

 Consumer Electronics : Battery-powered devices, portable audio equipment, and handheld instruments requiring compact voltage conversion solutions

 Telecommunications : Interface circuits, line drivers, and test equipment needing dual power supplies from single input sources

### Practical Advantages and Limitations

 Advantages: 
-  High Efficiency : Typically 98-99% conversion efficiency with minimal external components
-  Low Quiescent Current : 170μA typical current consumption enables battery-operated applications
-  Wide Operating Range : Functions from 1.5V to 10V input voltage range
-  Minimal External Components : Requires only two external capacitors for basic operation
-  No Inductors : Switched-capacitor architecture eliminates electromagnetic interference concerns

 Limitations: 
-  Limited Output Current : Maximum 40mA output current restricts high-power applications
-  Output Impedance : Higher output impedance compared to switching regulators (typically 55Ω)
-  Voltage Drop : Output voltage decreases with increasing load current due to internal resistance
-  Clock Feedthrough : Switching noise may affect sensitive analog circuits without proper filtering

## 2. Design Considerations

### Common Design Pitfalls and Solutions

 Pitfall 1: Insufficient Output Current Capability 
-  Problem : Attempting to draw more than 40mA causes excessive voltage drop and potential device damage
-  Solution : Implement current limiting or use external buffer amplifiers for higher current requirements

 Pitfall 2: Inadequate Bypass Capacitors 
-  Problem : Insufficient decoupling causes oscillation and unstable output voltage
-  Solution : Use 10μF tantalum or ceramic capacitors at both input and output, placed close to device pins

 Pitfall 3: Incorrect Capacitor Selection 
-  Problem : Using capacitors with high ESR reduces efficiency and increases output ripple
-  Solution : Select low-ESR ceramic or tantalum capacitors (ESR < 1Ω) for pump and reservoir functions

### Compatibility Issues with Other Components

 Analog Circuits : The switching noise (typically 10-20mV peak-to-peak) may interfere with sensitive analog circuitry. Use LC filters or separate the analog and switching grounds.

 Mixed-Signal Systems : Clock feedthrough can couple into adjacent analog signals. Maintain adequate physical separation and use ground planes.

 Microcontroller Interfaces : Ensure the negative generated voltage does not exceed the absolute maximum ratings of connected digital ICs.

### PCB Layout Recommendations

 Component Placement: 
- Position the LMC7660IMXNOPB close to the load requiring negative voltage
- Place pump capacitors (C1, C2) within 10mm of the IC using shortest possible traces
- Locate input and output filter capacitors adjacent to their respective pins

 Routing Guidelines: 
- Use wide traces for high-current paths