MCP9843/98243：內(nèi)存模塊溫度傳感器的卓越之選

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，精確的溫度監(jiān)測至關(guān)重要。Microchip Technology Inc.的MCP9843/98243數(shù)字溫度傳感器就是這樣一款優(yōu)秀的產(chǎn)品，它能滿足多種應(yīng)用場景下的溫度監(jiān)測需求。下面我們就來詳細(xì)了解一下這款傳感器。

文件下載：MCP98243T-BE/MCAB.pdf

一、產(chǎn)品概述

MCP9843/98243能將 -40°C 到 +125°C 的溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。MCP9843 符合 JEDEC 規(guī)范 JC42.4 - TSE3000B3 溫度傳感器標(biāo)準(zhǔn)，而 MCP98243 符合 JC42.4 - TSE2002B3 溫度傳感器標(biāo)準(zhǔn)，并且?guī)в?2 Kbit 串行 EEPROM 用于串行存在檢測（SPD）。該傳感器采用 2 - 線 I2C?/SMBus 接口，提供 DFN - 8、TDFN - 8、UDFN - 8、TSSOP - 8 等多種封裝形式。

二、關(guān)鍵特性

（一）溫度傳感器特性

1. 高精度轉(zhuǎn)換：具備溫度到數(shù)字的轉(zhuǎn)換功能，不同溫度區(qū)間精度不同。在 +75°C 到 +95°C 范圍內(nèi)，典型精度為 ±0.2°C，最大精度為 ±1°C；在 +40°C 到 +125°C 范圍內(nèi)，典型精度為 ±0.5°C，最大精度為 ±2°C；在 -20°C 到 +125°C 范圍內(nèi)，典型精度為 ±1°C，最大精度為 ±3°C。
2. 電源范圍：指定的 (V_{DD}) 范圍為 3.0V 到 3.6V，工作電壓范圍為 2.7V 到 5.5V。
3. 低功耗：典型工作電流為 200 μA。

（二）串行 EEPROM 特性（MCP98243）

1. 寬電源范圍：指定的 (V_{DD}) 范圍為 1.8V 到 5.5V。
2. 低功耗讀寫：寫入時(shí)典型電流為 1.1 mA，持續(xù) 3.5 ms；讀取時(shí)典型電流為 100 μA。
3. 寫保護(hù)功能：具備永久和可逆的軟件寫保護(hù)，可對低 1 Kbit 進(jìn)行軟件寫保護(hù)，組織形式為 1 塊 256 x 8 - bit（2 Kbit）。

三、典型應(yīng)用

（一）DIMM 模塊

適用于服務(wù)器、PC 和筆記本電腦的 DIMM 模塊，能實(shí)時(shí)監(jiān)測內(nèi)存模塊的溫度，確保其穩(wěn)定運(yùn)行。

（二）通用溫度記錄

可用于各種需要進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)記錄的場景，為數(shù)據(jù)分析和設(shè)備維護(hù)提供依據(jù)。

四、電氣特性

（一）絕對最大額定值

需要注意的是，超過“最大額定值”的應(yīng)力可能會對設(shè)備造成永久性損壞。例如，(V_{DD}) 最大為 6.0V，所有輸入/輸出引腳電壓范圍為 GND - 0.3V 到 6.0V，引腳 A0 電壓范圍為 GND - 0.3V 到 12.5V 等。

（二）溫度傳感器直流特性

在不同溫度區(qū)間和電源條件下，傳感器具有不同的精度表現(xiàn)。例如，在 +75°C < (T_{A}) ≤ +95°C 時(shí)，典型精度為 ±0.2°C，最大精度為 ±1°C。溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間典型為 65 - 125 ms。工作電流在 EEPROM 不活動時(shí)典型為 200 μA，關(guān)機(jī)電流 MCP9843 為 1 - 2 μA，MCP98243 為 1 - 3 μA。

（三）MCP98243 EEPROM 直流特性

EEPROM 的工作電壓范圍為 1.8V 到 5.5V，寫入電流典型為 1100 μA，讀取電流典型為 100 μA。寫周期時(shí)間典型為 3 - 5 ms，在 (T_{A}) = +25°C 時(shí)，寫入次數(shù)可達(dá) 1M 次。

（四）輸入/輸出引腳直流特性

包括輸入高、低電平電壓，輸入電流，輸入阻抗等參數(shù)，例如輸入高電平電壓 (V{IH}) 為 0.7(V{DD})，低電平電壓 (V{IL}) 為 0.3(V{DD})。

（五）傳感器和 EEPROM 串行接口時(shí)序規(guī)格

規(guī)定了 2 - 線 I2C 接口的各種時(shí)序參數(shù)，如串行端口頻率、時(shí)鐘高低電平時(shí)間、數(shù)據(jù)建立和保持時(shí)間等。例如，串行端口頻率在 (V{DD}) = 1.8V 到 5.5V 時(shí)為 10 - 100 kHz，在 (V{DD}) = 2.2V 到 5.5V 時(shí)為 10 - 400 kHz。

五、溫度特性

（一）溫度范圍

指定溫度范圍為 -20°C 到 +125°C，工作溫度范圍為 -40°C 到 +125°C，存儲溫度范圍為 -65°C 到 +150°C。

（二）熱阻特性

不同封裝形式的熱阻不同，如 8L - DFN 封裝的熱阻典型為 68°C/W，8L - TDFN 封裝典型為 52.5°C/W，8L - TSSOP 封裝典型為 139°C/W，8L - UDFN 封裝典型為 41°C/W。

六、引腳描述

（一）地址引腳（A0, A1, A2）

用于設(shè)置設(shè)備地址，A0 還可作為 EEPROM 軟件寫保護(hù)的高電壓輸入。

（二）接地引腳（GND）

系統(tǒng)接地引腳。

（三）串行數(shù)據(jù)線（SDA）

雙向輸入/輸出引腳，用于與主機(jī)控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，需要上拉電阻。

（四）串行時(shí)鐘線（SCL）

時(shí)鐘輸入引腳，所有通信和時(shí)序都與該引腳信號相關(guān)。

（五）溫度警報(bào)輸出（Event）

當(dāng)環(huán)境溫度超出用戶編程的溫度限制時(shí)，該引腳輸出信號。

（六）電源引腳（(V_{DD})）

提供電源，工作電壓范圍按直流電氣規(guī)格表設(shè)定。

（七）外露散熱墊（EP）

與 GND 引腳內(nèi)部電氣連接，可連接到 PCB 上的相同電位，提高熱傳導(dǎo)性能。

七、串行通信

（一）2 - 線標(biāo)準(zhǔn)模式 (I^{2}C^{TM}) 協(xié)議兼容接口

MCP9843/98243 的 SCL 和 SDA 引腳構(gòu)成 2 - 線雙向標(biāo)準(zhǔn)模式 (I^{2}C) 兼容通信端口。數(shù)據(jù)傳輸由起始條件開始，接著是 7 位設(shè)備地址和讀寫位，每次訪問以停止條件結(jié)束。該設(shè)備不支持順序寄存器讀寫，每個(gè)寄存器需通過寄存器指針尋址。

（二）主/從模式

總線由主設(shè)備（通常是微控制器）控制，MCP9843/98243 是從設(shè)備。主從設(shè)備都可作為發(fā)送器或接收器，由主設(shè)備決定工作模式。

（三）起始/停止條件

SDA 線在 SCL 為高電平時(shí)的高低電平轉(zhuǎn)換分別表示起始和停止條件。

（四）地址字節(jié)

主機(jī)發(fā)送的 8 位地址字節(jié)中，前 7 位為設(shè)備地址，第 8 位為讀寫位。

（五）數(shù)據(jù)有效性

數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)位需在 SCL 從低到高轉(zhuǎn)換前穩(wěn)定一段時(shí)間。

（六）確認(rèn)（ACK/NAK）

接收設(shè)備在接收到每個(gè)字節(jié)后需產(chǎn)生 ACK 位，主設(shè)備需額外產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖以識別 ACK。讀取時(shí)，主設(shè)備通過不產(chǎn)生 ACK 位（NAK）表示數(shù)據(jù)結(jié)束。

（七）超時(shí)（僅 MCP9843/98243 傳感器）

如果 SCL 保持低電平或高電平的時(shí)間超過 (t_{OUT})，溫度傳感器將重置串行接口，但 EEPROM 不會。

八、功能描述

MCP9843/98243 溫度傳感器由帶隙型溫度傳感器、Delta - Sigma 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ΣΔ ADC）、用戶可編程寄存器和 2 - 線 (I^{2}C) 協(xié)議兼容串行接口組成。用戶可通過串行接口發(fā)送寄存器指針來訪問多個(gè)寄存器，包括能力寄存器、配置寄存器、事件溫度上下限跳閘寄存器、臨界溫度跳閘寄存器、溫度寄存器、制造商識別寄存器和設(shè)備識別寄存器等。

MCP9843/98243 以其高精度、低功耗、豐富的功能和良好的兼容性，為電子工程師在溫度監(jiān)測和控制方面提供了一個(gè)可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，合理選擇封裝形式、設(shè)置寄存器參數(shù)，以充分發(fā)揮該傳感器的性能。大家在使用過程中有沒有遇到什么問題呢？歡迎一起交流探討。