

 

TDA2003

10W CAR RADIO AUDIO AMPLIFIER

DESCRIPTION
The TDA 2003 has improved performance with the
same pin configuration as the TDA 2002.
The additional features of TDA 2002, very low
number of external components,ease of assembly,
space and cost saving, are maintained.
The device provides a high output current capability
(up to 3.5A) very low harmonic and cross-over
distortion.
Completely safe operation is guaranteed due to
protectionagainst DC and AC short circuit between
all pins and ground, thermal over-range, load dump
voltage surge up to 40V and fortuitous open
ground.

October 1998

Symbol

Parameter

Value

Unit

V

S

Peak supply voltage (50ms)

40

V

V

S

DC supply voltage

28

V

V

S

Operating supply voltage

18

V

I

O

Output peak current (repetitive)

3.5

A

I

O

Output peak current (non repetitive)

4.5

A

Ptot

Power dissipation at Tcase = 90

°

C

20

W

T

stg

, T

j

Storage and junction temeperature

-40 to 150

°

C

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS

TEST CIRCUIT

PENTAWATT

ORDERING NUMBERS : TDA 2003H

TDA 2003V

1/10

Symbol

Parameter

Value

Unit

R

th-j-case

Thermal resistance junction-case

max

3

°

C/W

THERMAL DATA

2/10

PIN CONNECTION (top view)

SCHEMATIC DIAGRAM

TDA2003

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

DC CHARACTERISTICS (Refer to DC test circuit)

V

s

Supply voltage

8

18

V

V

o

Quiescent output voltage (pin 4)

6.1

6.9

7.7

V

I

d

Quiescent drain current (pin 5)

44

50

mA

AC CHARACTERISTICS (Refer to AC test circuit, Gv = 40 dB)

P

o

Output power

d = 10%
f = 1 kHz

R

L

= 4

Ω¦

R

L

= 2

Ω¦

R

L

= 3.2

Ω¦

R

L

= 1.6

Ω¦

5.5

9

6

10

7.5

12

W
W
W
W

V

i(rms)

Input saturation voltage

300

mV

V

i

Input sensitivity

f = 1 kHz
P

o

= 0.5W

P

o

= 6W

P

o

= 0.5W

P

o

10W

R

L

= 4

Ω¦

R

L

= 4

Ω¦

R

L

= 2

Ω¦

R

L

= 2

Ω¦

14
55
10
50

mV
mV
mV
mV

ELECTRICAL CHARACTERISTICS ( V

s

= 14.4V, T

amb

= 25

°

C unless otherwise specified)

DC TEST CIRCUIT

AC TEST CIRCUIT

3/10

TDA2003

4/10

Figure 1. Quiescent output
voltage vs. supply voltage

Figure 2. Quiescent drain
current vs. supply voltage

Figure 3. Output power vs.
supply voltage

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

B

Frequency response (-3 dB)

P

o

= 1W

R

L

= 4

Ω¦

40 to 15,000

Hz

d

Distortion

f = 1 kHz
P

o

= 0.05 to4.5W R

L

= 4

Ω¦

P

o

= 0.05 to 7.5W R

L

= 2

Ω¦

0.15
0.15

%
%

R

i

Input resistance (pin 1)

f = 1 kHz

70

150

k

Ω¦

G

v

Voltage gain (open loop)

f = 1 kHz
f = 10 kHz

80
60

dB
dB

G

v

Voltage gain (closed loop)

f = 1 kHz
R

L

= 4

Ω¦

39.3

40

40.3

dB

e

N

Input noise voltage

(0)

1

5

µ

V

i

N

Input noise current

(0)

60

200

pA

η

Efficiency

f = 1 Hz
P

o

= 6W

P

o

= 10W

R

L

= 4

Ω¦

R

L

= 2

Ω¦

69
65

%
%

SVR

Supply voltage rejection

f = 100 Hz
V

ripple

= 0.5V

R

g

= 10 k

Ω¦

R

L

= 4

Ω¦

30

36

dB

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

(0) Filter with noise bandwidth: 22 Hz to 22 kHz

TDA2003

Figure 4. Output power vs.
load resistance R

L

Fi gure 5. Gain vs. inp ut
sensivity

Figure 6. Gain vs. input
sensivity

F i gu re 7. Di st ort ion vs.
output power

Fi g ure 8. D isto r tion vs.
frequency

Figure 9. Supply voltage
rejection vs. voltage gain

Figure 10. Supply voltage
rejection vs. frequency

Figure 11. Power dissipa-
tion and efficiency vs. output
power (R

L

= 4

Ω¦

)

Figure 12. Powe r dissipa-
tion and efficiencyvs. output
power (R

L

= 2

Ω¦

)

5/10

TDA2003

6/10

Figure 13. Maximum power
dissipation vs. supply voltage
(sine wave operation)

Figure 14. Maximum allowable
power dissipation vs. ambient
temperature

Figure 15. Typical values of
capacitor (C

X

) for different

values of frequency reponse
(B)

Figure 16. Typical application
circuit

Figure 17. P.C. board and component layout for the circuit of
fig. 16 (1 : 1 scale)

APPLICATION INFORMATION

BUILT-IN PROTECTION SYSTEMS

Load dump voltage surge
The TDA 2003 has a circuit which enables it to
withstand a voltage pulse train, on pin 5, of the type
shown in fig. 19.
If the supply voltage peaks to more than 40V, then
an LC filter must be inserted between the supply
and pin 5, in order to assure that the pulses at pin
5 will be held within the limits shown in fig. 18.

A suggested LC network is shown in fig. 19. With
this network, a train of pulses with amplitude up to
120V and width of 2 ms can be applied at point A.
This type of protection is ON when the supply
voltage(pulsed or DC)exceeds 18V.For this reason
the maximum operating supply voltage is 18V.

TDA2003

Short-circuit (AC and DC conditions)

The TDA 2003 can withstand a permanent short-
circuit on the output for a supply voltage up to 16V.

Polarity inversion

High current (up to 5A) can be handled by the
device with no damage for a longer period than the
blow-out time of a quick 1A fuse (normally con-
nected in series with the supply).
This feature is added to avoid destruction if, during
fitting to the car, a mistake on the connection of the
supply is made.

Open ground

When the radio is in the ON condition and the
ground is accidentally opened, a standard audio
amplifier will be damaged. On the TDA 2003 pro-
tection diodes are included to avoid any damage.

Inductive load

A protection diode is provided between pin 4 and 5
(see the internal schematic diagram) to allow use
of the TDA 2003 with inductive loads.

In particular, the TDA 2003 can drive a coupling
transformer for audio modulation.

DC voltage

The maximum operating DC voltage on the TDA
2003 is 18V.
However the device can withstand a DC voltage up
to 28V with no damage. This could occur during
winter if two batteries were series connected to
crank the engine.

Thermal shut-down

The presence of a thermal limiting circuit offers the
following advantages:
1) an overload on the output (even if it is perma-

nent), oran excessive ambient temperature can
be easily withstood.

2) the heat-sink can have a smaller factor com-

pared with that of a conventionalcircuit.
There is no device damage in the case of ex-
cessive junction temperature: all that happens
is that P

o

(and therefore P

tot

) and I

d

are reduced.

Figure 20. Output power and
dr a in

cu r re n t

vs .

c ase

temperature (R

L

= 4

Ω¦

)

Figure 21. Output power and
d r ai n

cu r re n t

vs .

c as e

temperature (R

L

= 2

Ω¦

)

Figure 18.

Figure 19.

7/10

TDA2003

Component

Recommmended

value

Purpose

Larger than

recommended value

Smaller than

recommended value C1

C1

2.2

µ

F

Input DC
decoupling

Noise at switch-on,
switch-off

C2

470

µ

F

Ripple rejection

Degradation of SVR

C3

0.1

µ

F

Supply bypassing

Danger of oscillation

C4

1000

µ

F

Output coupling to load

Higher low frequency
cutoff

C5

0.1

µ

F

Frequency stability

Danger of oscillation at
high frequencies with
inductive loads

C

X

•‰…

1

2

Ï€

B R1

Upper frequency cutoff

Lower bandwidth

Larger bandwidth

R1

(G

v

-1)

•

R2

Setting of gain

Increase of drain current

R2

2.2

Ω¦

Setting of gain
and SVR

Degradation of SVR

R3

1

Ω¦

Frequency stability

Danger of oscillation at
high frequencies with
inductive loads

R

X

•‰…

20 R2

Upper frequency cutoff

Poor high frequency
attenuation

Danger of oscillation

PRATICAL CONSIDERATION

Printed circuit board
The layout shown in fig. 17 is recommended. If
different layouts are used, the ground points of
input 1 and input 2 must be well decoupled from
the ground of the output through which a ratherhigh
current flows.

Assembly suggestion
No electrical insulation is required between the

package and the heat-sink.Pin length should be as
short as possible. The soldering temperature must
not exceed 260

°

C for 12 seconds.

Application suggestions
The recommended component values are those
shown in the application circuits of fig.16.
Different values can be used. The following table is
intended to aid the car-radio designer.

8/10

TDA2003

Pentawatt V

DIM.

mm

inch

MIN.

TYP.

MAX.

MIN.

TYP.

MAX.

A

4.8

0.189

C

1.37

0.054 

D

2.4

2.8

0.094

0.110

D1

1.2

1.35

0.047

0.053

E

0.35

0.55

0.014

0.022

E1

0.76

1.19

0.030

0.047

F

0.8

1.05

0.031

0.041

F1

1

1.4

0.039

0.055

G

3.2

3.4

3.6

0.126

0.134

0.142

G1

6.6

6.8

7

0.260

0.268

0.276

H2

10.4

0.409

H3

10.05

10.4

0.396

0.409

L

17.55

17.85

18.15

0.691

0.703

0.715

L1

15.55

15.75

15.95

0.612

0.620

0.628

L2

21.2

21.4

21.6

0.831

0.843

0.850

L3

22.3

22.5

22.7

0.878

0.886

0.894

L4

1.29

0.051

L5

2.6

3

0.102

0.118

L6

15.1

15.8

0.594

0.622 

L7

6

6.6

0.236

0.260

L9

0.2

0.008

M

4.23

4.5

4.75

0.167

0.177

0.187

M1

3.75

4

4.25

0.148

0.157

0.167

V4

40

°

(typ.)

L

L1

A

C

L5

D1

L2

L3

E

M1

M

D

H3

Dia.

L7

L6

F1

H2

F

G G1

E1

F

E

L9

V4

R

R

R

RESIN BETWEEN

LEADS

H1

V3

H2

L8

V

V

V1

B

V

V

V4

V4

OUTLINE AND

MECHANICAL DATA

9/10

TDA2003

Information furnished is believed to be accurate and reliable. However, STMicroelectronics assumes no responsibility for the consequences of
use of such information nor for any infringement of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is granted
by implication or otherwise under any patent or patent rights of STMicroelectronics. Specification mentioned in this publication are subject to
change without notice. This publication supersedes and replaces all information previously supplied. STMicroelectronics products are not
authorized for use as critical components in life support devices or systems without express written approval of STMicroelectronics.

The ST logo is a registered trademark of STMicroelectronics

ï›™

1998 STMi croelectronics - Printed in Italy - All Rights Reserved

STMicroelectronics GROUP OF COMPANIES

Australia - Brazil - Canada - China - France - Germany - Italy - Japan - Korea - Malaysia - Malta - Mexico - Morocco - The Netherlands -

Singapore - Spain - Sweden - Switzerland - Taiwan - Thailand - United Kingdom - U.S.A.

http://www.st.com

10/10

TDA2003