LM84 二线制二极管输入数字温度传感器 接口

一般说明

温度传感器是LMA 84，Delta-Sigma模数转换器和数字带SMBus的超温探测器™ 接口。这个LM84可感应自身温度以及带二极管结的目标IC的温度，如奔腾®II处理器或二极管连接2N3904。二极管结（半导体结）在目标IC的芯片上是必需的。A主机可以随时查询LM84读取温度以及LM84的温度状态本身。中断输出在温度高于可编程比较器极限，T\u CRIT。主机可以编程，也可以读回T\u CRIT寄存器。三态逻辑输入允许两个引脚（ADD0，ADD1）选择最多9个SMBus地址位置LM84。传感器通电时的默认阈值为温度为127摄氏度。

特征

直接感应远程集成电路的模具温度

感测遥控二极管的温度

SMBus兼容接口，支持SMBus超时寄存器回读功能

7位加号温度数据格式

2个地址选择线可连接9个LM84

主要规格

电源电压3.0V-3.6V

电源电流1 mA（最大）

局部温度精度±1.0˚C（典型值）

远程二极管温度精度

+60摄氏度至+100摄氏度±3摄氏度（最高）

0˚C至+125˚C±5˚C（最高）

应用

系统热管理

个人计算机

电子测试设备

办公电子设备

暖通空调

绝对最大额定值（注1）

电源电压−0.3V至6.0V

任何引脚的电压：NC（插脚1、5、9）、ADD0、ADD1、D+−0.3V至（VCC+0.3V）

所有其他针脚（D−）为−0.3V至6.0VD−输入电流±1 mA

所有其他引脚的输入电流（注2） 5毫安

组件输入电流（注2）20 mA

SMBData，T\u CRIT_A输出接收器

电流10毫安

输出电压6.0V

储存温度−65˚C至+150˚C

焊接信息，铅温度

QSOP包（注3）

气相（60秒）215˚C

红外线（15秒）220˚C

静电放电敏感性（注4）

人体模型2500V

机型250V

运行额定值（注1）和（注5）

规定温度范围TMIN至TMAX

LM84 0˚C至+125˚C

电源电压范围（VCC）+3.0V至+3.6V

温度-数字转换器特性

除非另有说明，否则这些规范适用于VCC=+3.0 Vdc至+3.6 Vdc。粗体限制适用于TA=TJ=TMIN

TMAX；所有其他限值TA=TJ=+25˚C，除非另有说明。

逻辑电气特性

数字直流特性

除非另有说明，否则这些规范适用于VCC=+3.0至3.6 Vdc。粗体限制适用于TA=TJ=TMIN

TMAX；所有其他限值TA=TJ=+25˚C，除非另有说明。

逻辑电气特性（续）

SMBus数字交换特性

除非另有说明，否则这些规范适用于VCC=+3.0 Vdc到+3.6 Vdc，CL（负载电容）在输出线上=80爱国阵线。黑体限值适用于TA=TJ=TMIN至TMAX；所有其他限值TA=TJ=+25˚C，除非另有说明。

LM84的开关特性完全满足或超过SMBU或I2的公开规范

C总线。以下参数是与LM84相关的SMBCLK和SMBData信号之间的时序关系。它们不一定是I2C或SMBus总线规范。

逻辑电气特性（续）

逻辑电路电气特性（续）

注1：绝对最大额定值表示设备可能发生损坏的极限值。操作时，直流和交流电气规格不适用装置超出其额定工作条件。

注2：当任何引脚的输入电压（VI）超过电源（VI<GND或VI>VCC）时，该引脚的电流应限制在5 mA。20毫安最大封装输入电流额定值将可以安全超过输入电流为5毫安的电源的引脚数限制为4个。LM84引脚的寄生和/或ESD保护电路如下图所示。齐纳D3的标称击穿电压是6.5V。注意不要对引脚：NC引脚1、5和9、D+、ADD1和ADD0上的寄生二极管D1进行正向偏置。超过50 mV可能会损坏温度或电压测量

注3：见AN-450“表面安装方法及其对产品可靠性的影响”或“表面安装”一节半导体线性数据手册其他方法焊接表面贴装设备。

注4：人体模型，100 pF通过1.5 kΩ电阻器放电。机器型号，200 pF直接放电到每个引脚。

注5:QSOP-16封装的热阻为TBD˚C/W，连接到带有2盎司箔纸的印刷电路板上时与环境连接。

注6：典型值为TA=25°C，代表最有可能的参数标准。

注7：限值保证为国家AOQL（平均出厂质量水平）。

注8：温度误差规范不包括由量化误差引起的±1˚C的额外误差。

注9：当VCC从标称值3.3V变为3.6V时，温度误差变化小于±1.0˚C。

注10：静态电流不会随着活动SMBU而显著增加。

注11：本规范仅用于说明温度数据的更新频率。LM84可以在任何时候读取，而不考虑转换状态（并将生成最后的转换结果）。

注12：通电时设置的默认值。

注13：将SMBData和/或SMBCLK线保持在低位的时间间隔大于tTIMEOUT将导致LM84将SMBData和SMBCLK重置为空闲SMBus通信的状态（SMBCLK和SMBData设置为高）。

功能描述

LM84温度传感器采用带隙型使用本地或远程二极管和8位ADC（增量-西格玛模数转换器）。这个LM84与串行SMBus和I2兼容C接口。比较本地和远程用户设置点RT_CRIT）的规定。激活T_CRIT_A输出表明温度读数大于T\u CRIT寄存器。

T\u CRIT_A输出，T\u CRIT

当本地温度读数被激活时，T_CRIT_A被激活大于当地临界温度设定的限值设定点寄存器（LT_CRIT）或当远程温度读数大于远程设置的限值时临界温度设定值寄存器（RT_CRIT），如中所示图3。T_CRIT_u A mask bit（配置的第7位寄存器）当设置时，将禁用T_CRIT_A输出。可以读取状态寄存器来确定哪个事件引起了警报。状态寄存器中的一位被设为高位指示临界温度警报，见第1.8.3节。本地和远程温度二极管通过A/D转换器交替采样。输出和状态寄存器标志在完成时更新转换，大约需要60毫秒状态寄存器标志只有在状态之后才被重置读取寄存器，如果温度低于设定值。

开机复位默认状态

LM84始终通电至以下已知默认状态：

1.当地温度设置为0˚C

2.远程温度设置为0˚C，直到LM84感应到D+和D-输入上存在二极管或开路别针。

3.状态寄存器设置为00h。

4.命令寄存器设置为00h；T_CRIT_A已启用。

5.本地和远程TΒu CRIT设为127˚C

功能描述（续）

SMBus接口

LM84作为SMBU上的从机操作，因此SMBCLK线是一个输入（LM84不生成时钟）而且SMBData线是双向的。据SMBus说规格，LM84有一个7位从机地址。位4（A3）从机地址在LM84内部硬连接到1。其余地址位由地址选择引脚ADD1和ADD0，并通过将这些引脚连接到地（低）（0）和VCC（高）进行设置，（1） ，或左浮动（三电平）。因此，完整的从机地址为：

LM84在SMBus上的第一个读或写操作。更改的状态地址在第一次读取或写入任何SMBus上的设备不会更改的从属地址LM84。

温度数据格式

可从当地温度读取温度数据，远程温度设定值和临界温度寄存器。温度数据只能写入T峎u CRIT设定点寄存器。温度数据由一个8位2的LSB（最低有效位）等于的补码字节1摄氏度：

开漏输出

SMBData和T_CRIT_A输出是开漏式的，而不是有内部引体。在上不会观察到“高”水平这些引脚直到上拉电流由外部电源（通常是上拉电阻器）提供。电阻器的选择价值取决于许多系统因素，但一般来说上拉电阻应尽可能大。这个遗嘱尽量减少因自身原因引起的局部温度读数误差加热LM84。最大阻力，基于LM84高电平输出电流规格，提供2V高电平，为30 kΩ。

二极管故障检测

在每次远程转换之前，LM84都要经过外部二极管故障检测序列。如果D+输入是对VCC短路或浮动，则温度读数将be+127˚C，将设置状态寄存器的第2位（打开）。如果远程T_CRIT设定点设置为低于+127˚C将设置状态寄存器的位4（RTCRIT），这将如果启用，激活T_CRIT_A输出。如果D+短路到GND或D−，温度读数为0˚C，位2不会设置状态寄存器。

LM84中有10个数据寄存器，由命令寄存器。通电时，命令寄存器设置为“00”，读取本地温度的位置注册。命令寄存器锁存最后一个设置的位置。读取状态寄存器复位所有寄存器都被预定义为只读或写入只有。具有相同函数的读写寄存器包含镜像数据。对LM84的写入将始终包括地址字节和命令字节。对任何寄存器的写入都需要一个数据字节。

可以通过两种方式读取LM84：

1.如果锁定在命令寄存器中的位置是正确的（大多数情况下，命令寄存器将指向一个读取温度寄存器，因为这将是最频繁读取的数据在LM84中，读取可以简单地由一个地址字节组成，然后检索数据字节。

2.如果需要设置命令寄存器，则地址字节，命令字节，重复启动，等等地址字节将完成读取。第一个字节是最重要的数据位。在结束时读取时，LM84可以接受确认或否来自主机的确认（通常不确认作为从设备的信号，主设备已读取其最后一个字节）。

SMBus超时

LM84 SMBus接口电路将重置为smbclu或smbclu处于空闲状态（如果smbclu保留数据）低达40毫秒以上。LM84可以或不可以重置声明SMBData或SMBCLK（如果这些行被保留）在25 ms和40 ms之间为低。将SMBData或SMB  CLK低保持小于或等于25 ms将不会重置接口电路。LM84有一个内置的内部计时器如果SMBData线路陷入低谷。这通常发生在在从机传输低电平时重置。对SMBus超时规范的这种增强确保了错误即使在远程系统中为复位而关闭电源是件麻烦事。这会的由于许多具有成本效益的温度传感器如LM84没有专用于复位的引脚。

程序提示

LM84可以很容易地以与其他方式相同的方式应用集成电路温度传感器及其遥控二极管传感能力也允许它以新的方式使用。它可以焊接到印刷电路板上，因为最佳热导率路径是在模具和针，其温度将有效地印出电路板着陆并焊接到LM84的引脚上。这假设环境空气温度与印刷电路板的表面温度相同；如果空气温度远高于或低于表面温度LM84模具将处于介于地表温度和空气温度。再一次，一次热能传导路径是通过引线，所以电路板温度对模具温度的影响很大比气温更强烈。要测量LM84模具外部的温度，请使用远程二极管。此二极管可位于目标IC，允许测量IC的温度，与LM84的温度无关。LM84已经优化用于测量奔腾II的遥控二极管处理器如图5所示。分立二极管也可以用来感应外部物体或周围环境的温度空气。记住，分立二极管的温度受其温度影响，并且通常受其支配引导。

大多数硅二极管并不适合于此应用程序。建议2N3904晶体管基极发射极结与基地。连接2N3904的二极管与奔腾微处理器上用于温度测量的结近似。因此，LM84可以感应到温度二极管有效。

二极管非理想性的精度影响

因素现代远程温度传感器所使用的技术测量两种不同操作条件下VBE的变化二极管的点。对于N:1的偏压电流比，其差值如下：

η是二极管过程的非理想因素

制造日期

q是电子电荷，

k是玻尔兹曼常数，

N是流动比率，

T是绝对温度，单位为˚K。

然后，温度传感器测量∆VBE并转换数字数据。在这个方程中，k和q是很好定义的通用常数，N是由温度传感器。唯一的另一个参数是η，它取决于用于测量的二极管。因为∆VBE与η和T成比例，η的变化无法与温度变化区分开来。由于非理想因素不受温度传感器的控制，它将直接增加传感器。对于奔腾II，Intel指定的η从一部分到另一部分。例如，假设温度在室温25℃时，传感器的准确度规格为±3˚C，以及用于制造二极管的非理想变化为±1%。结果室温下温度传感器的精度比利时：TACC=±3˚C+（298˚K的±1%）=±6˚C。

温度测量中的附加误差如果每个温度传感器用与之配对的遥控二极管进行校准。

最小化噪声的PCB布局

在嘈杂的环境中，例如处理器主板，布局考虑非常关键。噪声感应开启在远程温度二极管传感器和LM84之间运行的轨迹可能会导致温度转换错误。应遵循以下准则：

1.将0.1μF电源旁路电容器放近尽可能接近VCC引脚和推荐的2.2 nF电容器尽可能靠近D+和D-引脚。确保2.2 nF电容器的迹线匹配。

2.理想情况下，LM84应放置在处理器二极管引脚的轨迹也一样平直，尽可能短而相同。

3.保护罩上应该有一个二极管环可能的话，在上面和下面。这个GND防护罩不应位于D+和D-线之间。在如果噪声确实耦合到二极管线路上如果它是耦合共模，则是理想的。那是同样的D+和D-线（见图6）

4.避免在靠近电源的地方布线二极管提供开关或滤波电感器。

5.避免运行接近或平行于高的二极管轨迹高速数字和公交线路。应保留二极管痕迹至少2厘米。除了高速数字跟踪。

6.如果需要跨越高速数字记录道，则二极管轨迹和高速数字轨迹应该以90度角交叉。