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  • TMP117 具有 SMBus™ 和 I2C 兼容接口的高精度、低功耗数字温度传感器

    • ZHCSIF4D June   2018  – September 2022 TMP117

      PRODUCTION DATA  

  • CONTENTS
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  • TMP117 具有 SMBus™ 和 I2C 兼容接口的高精度、低功耗数字温度传感器
  1. 1 特性
  2. 2 应用
  3. 3 说明
  4. 4 修订历史记录
  5. 5 引脚配置和功能
  6. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 额定值
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 开关特性
    7. 6.7 两线制接口时序
    8. 6.8 时序图
    9. 6.9 典型特性
  7. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1 上电
      2. 7.3.2 均值计算
      3. 7.3.3 温度结果和限制
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 连续转换模式
      2. 7.4.2 关断模式 (SD)
      3. 7.4.3 单稳态模式 (OS)
      4. 7.4.4 热模式和警报模式
        1. 7.4.4.1 警报模式
        2. 7.4.4.2 热模式
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 EEPROM 编程
        1. 7.5.1.1 EEPROM 概述
        2. 7.5.1.2 对 EEPROM 进行编程
      2. 7.5.2 指针寄存器
      3. 7.5.3 I2C 和 SMBus 接口
        1. 7.5.3.1 串行接口
          1. 7.5.3.1.1 总线概述
          2. 7.5.3.1.2 串行总线地址
          3. 7.5.3.1.3 写入和读取操作
          4. 7.5.3.1.4 从模式操作
            1. 7.5.3.1.4.1 从接收器模式
            2. 7.5.3.1.4.2 从发射器模式
          5. 7.5.3.1.5 SMBus 警报功能
          6. 7.5.3.1.6 通用广播复位功能
          7. 7.5.3.1.7 超时功能
          8. 7.5.3.1.8 时序图
    6. 7.6 寄存器映射
  8. 8 应用和实现
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
        1. 8.2.2.1 噪声和取平均值操作
        2. 8.2.2.2 自发热效应 (SHE)
        3. 8.2.2.3 同步温度测量
      3. 8.2.3 应用曲线
  9. 9 电源相关建议
  10. 10布局
    1. 10.1 布局指南
    2. 10.2 布局示例
  11. 11器件和文档支持
    1. 11.1 文档支持
      1. 11.1.1 相关文档
    2. 11.2 接收文档更新通知
    3. 11.3 支持资源
    4. 11.4 商标
    5. 11.5 Electrostatic Discharge Caution
    6. 11.6 术语表
  12. 12机械、封装和可订购信息
  13. 重要声明
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DATA SHEET

TMP117 具有 SMBus™ 和 I2C 兼容接口的高精度、低功耗数字温度传感器

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。

1 特性

  • TMP117 高精度温度传感器
    • -20°C 至 50°C 范围内为 ±0.1°C（最大值）
    • -40°C 至 70°C 范围内为 ±0.15°C（最大值）
    • -40°C 至 100°C 范围内为 ±0.2°C（最大值）
    • -55°C 至 125°C 范围内为 ±0.25°C（最大值）
    • -55°C 至 150°C 范围内为 ±0.3°C（最大值）
  • 工作温度范围：-55°C 至 150°C
  • 低功耗：
    • 3.5μA、1Hz 转换周期
    • 150nA 关断电流
  • 电源电压范围：
    • -55°C 至 70°C 范围内为 1.7V 至 5.5V
    • -55°C 至 150°C 范围内为 1.8V 至 5.5V
  • 16 位分辨率：0.0078°C (1LSB)
  • 可编程温度警报限值
  • 可选择的平均值
  • 用于系统校正的数字失调电压
  • 通用 EEPROM：48 位
  • NIST 可追溯性
  • 与 SMBus™、I2C 接口兼容
  • 医疗级别：符合 ASTM E1112 和 ISO 80601-2-56
  • RTD 替代产品：PT100、PT500、PT1000

2 应用

  • 电子温度计
  • 无线环境传感器
  • 恒温器
  • 汽车类测试设备
  • 可穿戴健身和活动监测仪
  • 冷链资产跟踪
  • 燃气表和热量计
  • 温度变送器

3 说明

TMP117 是一款高精度数字温度传感器。它旨在满足对医用电子温度计的 ASTM E1112 和 ISO 80601 要求。TMP117 可提供 16 位温度结果，具有 0.0078°C 的分辨率，且无需校准即可在 -20°C 到 50°C 的温度范围内实现高达 ±0.1°C 的精度。TMP117 具有可兼容 I2C 和 SMBus™ 的接口，具有可编程警报功能，在单路总线上最多可支持四个器件，包含用于器件编程的集成式 EEPROM 和用于通用应用的额外 48 位存储器。

TMP117 具有低功耗，可更大程度减少自发热对测量精度的影响。TMP117 可在 1.7V 至 5.5V 电压范围内运行，电流典型值为 3.5μA。

对于非医疗应用，TMP117 可用作 Platinum RTD 的单芯片数字替代产品。TMP117 可实现不逊于 AA 类 RTD 的精度，而且其功耗也仅为 PT100 RTD 通常所需功耗的几分之一。TMP117 摒弃了 RTD 的许多复杂功能，如精密基准、匹配的线迹、复杂的算法和校准，从而简化了设计工作。

TMP117 器件在生产调试阶段经过 100% 测试，可通过 NIST 进行追溯，且使用经 ISO/IEC 17025 认证标准校准的设备进行了验证。

器件信息(1)
器件型号 封装 封装尺寸（标称值）
TMP117 WSON (6) 2.00mm × 2.00mm
DSBGA (6) 1.53mm × 1.00mm
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的封装选项附录。
GUID-3C752076-7AF5-4879-A4E4-CFB129129067-low.gifYBG 温度精度
GUID-369FEF61-D5F2-4CCC-8B79-1E9A2E3D2EF1-low.gifDRV 温度精度

4 修订历史记录

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLC (April 2021)to RevisionD (September 2022)

  • 更改了总线概述部分中的器件型号Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLB (March 2019)to RevisionC (April 2021)

  • 更新了整个文档中的表格、图和交叉参考的编号格式Go
  • 将受限温度范围的最低电压额定值更改为 1.7VGo
  • 更新了“说明”中的最低电源电压Go
  • 在“建议运行条件”中添加了 1.7V 电压额定值Go
  • 将长期稳定性和漂移条件从 300 小时更新为 1000 小时Go
  • 更正了“ALERT 引脚输出电压与引脚灌电流间的关系”标签Go
  • 添加了 I2C 行为说明Go
  • 更新了“电源相关建议”以反映新的 1.7V 电压额定值Go
  • 更新了文档链接Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTMLA (October 2018)to RevisionB (March 2019)

  • 将医疗等级规格和 RTD 替代信息移至特性 部分Go
  • 更改了应用要点Go
  • 添加了 YBG (DSBGA) 封装信息Go
  • 添加了 YBG 封装精度图像Go
  • 更改了精度图像以指示 DRV 封装Go
  • 将 TJ(MAX) 从 150°C 更改为 155°CGo
  • 添加了 YBG 封装的热性能信息Go
  • 添加了 YBG 封装温度精度图Go
  • 更改了转换周期时序图Go
  • 更改了 AVG[1:0] = 00 时的单稳态时序图Go
  • 更改了警报模式时序图Go
  • 更改了热模式时序图Go
  • 更改了写入字命令时序图Go
  • 更改了读取字命令时序图Go
  • 更改了 SMBus 警报时序图Go
  • 更改了通用广播复位命令时序图Go
  • 更新了寄存器映射 部分中的格式Go
  • 为寄存器描述添加了返回链接Go
  • 修正了访问类型代码位置和描述Go
  • 更改了典型连接图Go
  • 添加了 YBG 封装布局示例Go

Date Letter Revision History Changes Intro HTML* (June 2018)to RevisionA (October 2018)

  • 将器件状态从“预告信息”更改为“量产数据”Go
  • 将关断电流从250nA 更改为150nAGo

5 引脚配置和功能

GUID-46ED1DED-1279-4B67-99BA-254F6515A6B0-low.gif图 5-1 DRV 封装6 引脚 WSON顶视图
图 5-2 YBG 封装6 引脚 DSBGA顶视图
表 5-1 引脚功能
引脚 类型 说明
名称 WSON DSBGA
ADD0 4 C1 I 地址选择。连接至 GND、V+、SDA 或 SCL。
警报 3 C2 O 过热警报或数据就绪信号。这个开漏输出需要用到上拉电阻器。
GND 2 B2 — 接地
SCL 1 A2 I 串行时钟
SDA 6 A1 I/O 串行数据输入和开漏输出。需要上拉电阻。
V+ 5 B1 I 电源电压

6 规格

6.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的温度范围内测得（除非另有说明）(1)
最小值 最大值 单位
电源电压 V+ –0.3 6 V
电压 SCL、SDA、ALERT 和 ADD0 –0.3 6 V
运行结温，TJ -55 155 °C
贮存温度，Tstg -65 155 °C
(1) 应力超出绝对最大额定值 下所列的值可能会对器件造成永久损坏。这些列出的值仅仅是应力额定值，这并不表示器件在这些条件下以及在建议运行条件 以外的任何其他条件下能够正常运行。长时间处于绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。

6.2 ESD 额定值

值 单位
V(ESD) 静电放电 人体放电模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1) ±2000 V
充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101(2) ±1000
(1) JEDEC 文档 JEP155 指出：500V HBM 时能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。
(2) JEDEC 文件 JEP157 指出：250V CDM 可实现在标准 ESD 控制流程下安全生产。

6.3 建议运行条件

最小值 标称值 最大值 单位
V+ 电源电压，TA = -55°C 至 150°C 1.8 3.3 5.5 V
V+ 电源电压，TA = -55°C 至 70°C 1.7 5.5 V
VI/O SCL、SDA、ALERT 和 ADD0 0 5.5 V
TA 自然通风条件下的工作温度范围 -55 150 °C

6.4 热性能信息

热指标(1) TMP117 单位
YBG (DSBGA) DRV (WSON)
6 引脚 6 引脚
RθJA 结至环境热阻 133.2 70.7 °C/W
RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 1.0 82.3 °C/W
RθJC(bot) 结至外壳（底部）热阻 不适用 11.7 °C/W
RθJB 结至电路板热阻 40.9 35.4 °C/W
ψJT 结至顶部特征参数 0.1 2.2 °C/W
ψJB 结至电路板特征参数 40.7 35.3 °C/W
MT 热质量 0.8 5.1 mJ/°C
(1) 有关传统和新的热度量的更多信息，请参阅 IC 封装热度量应用报告 SPRA953。

6.5 电气特性

在自然通风条件下的温度范围内测得且 V+ = 1.7V 至 5.5V（TA = -55°C 至 70°C），或 V+ = 1.8V 至 5.5V（TA = -55°C 至 150°C）（除非另有说明）；典型值规格条件：TA = 25°C 且 V+ = 3.3V（除非另有说明）
参数 测试条件 最小值 典型值 最大值 单位
温度到数字转换器
温度精度 TMP117 -20 °C 至 50 °C 8 样本均值计算
1Hz 转换周期
散热焊盘未焊接（DRV 封装）
I2C 输入电压：VIL ≤ 0.05 * V+，VIH ≥ 0.95 * V+		 -0.1 ±0.05 0.1 °C
-40 °C 至 70 °C -0.15 ±0.05 0.15
-40 °C 至 100 °C -0.2 ±0.1 0.2
-55°C 至 125°C -0.25 ±0.1 0.25
-55 °C 至 150 °C -0.3 ±0.1 0.3
TMP117M 25 °C 至 50 °C -0.1 ±0.05 0.1
0°C 至 70 °C -0.15 ±0.05 0.15
0 °C 至 85 °C -0.2 ±0.1 0.2
TMP117N -40 °C 至 100 °C -0.2 ±0.1 0.2
-55°C 至 125°C -0.25 ±0.1 0.25
-55 °C 至 150 °C -0.3 ±0.1 0.3
直流电源灵敏度 单稳态模式，8 样本均值计算 6 m°C/V
温度分辨率 (LSB) 7.8125 m°C
可重复性(1) V+ = 3.3V
8 样本均值计算
1Hz 转换周期		 ±1 LSB
长期稳定性和漂移 150°C 时 1000 小时(2) ±0.03 °C
温度循环和迟滞(3) 8 样本均值计算 ±2 LSB
转换时间 单稳态模式 13 15.5 17.5 ms
数字输入/输出
输入电容 4 pF
VIH 输入逻辑高电平 SCL，SDA 0.7 * (V+) V
VIL 输入逻辑低电平 SCL，SDA 0.3 * (V+) V
IIN 输入漏电流 -0.1 0.1 μA
VOL SDA 和 ALERT 输出逻辑低电平 IOL = -3 mA 0 0.4 V
电源
IQ_ACTIVE 有效转换期间的静态电流 有效转换，串行总线无效 135 220 μA
IQ 静态电流 占空比 1Hz，均值计算模式关闭，串行总线无效。TA=25°C 3.5 5 μA
占空比 1Hz，8 样本均值计算模式开启，串行总线无效。TA=25°C 16 22
占空比 1Hz，均值计算模式关闭，串行总线有效，SCL 频率 = 400kHz 15
ISB 待机电流(4) 串行总线无效。SCL、SDA 和 ADD0 = V+。TA=25°C 1.25 3.1 μA
ISD 关断电流 串行总线无效，SCL、SDA 和 ADD0 = V+。TA=25°C 0.15 0.5 μA
关断电流 串行总线无效，SCL、SDA 和 ADD0 = V+，TA = 150°C 5 μA
关断电流 串行总线有效，SCL 频率 = 400kHz，ADD0 = V+ 17 μA
IEE EEPROM 写入静态电流 ADC 转换关闭；串行总线无效 240 μA
VPOR 上电复位阈值电压 电源上升 1.6 V
欠压检测 电源下降 1.1 V
tRESET 复位时间 器件复位所需的时间 1.5 ms
(1) 可重复性是指在相同条件下连续进行温度测量时重现读数的能力。
(2) 在 150°C 结温下进行加速使用寿命测试可确定长期稳定性。
(3) 迟滞是指在发生室温 → 热 → 室温 → 冷 → 室温变化时重现温度读数的能力。该测试中使用的温度为 -40°C、25°C 和 150°C。
(4) 转换之间的静态电流

 
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