TMP6131DECR

参考文献 TMP61 ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 TMP61 具有 0402 和 0603 封装选项的 ±1% 10kΩ 线性热敏电阻 1 特性 3 说明 • 具有正温度系数 (PTC) 的 硅基热敏电阻 • 线性电阻随温度变化 • 在 25°C 下具有 10kΩ 标称电阻 (R25) – ±1% 最大值（0°C 至 70°C） • -40°C 至 +150°C 的宽工作温度范围 • 在整个温度范围内具有稳定的灵敏度 – 6400ppm/°C TCR (25°C) – 在整个温度范围内具有 0.2% 的典型 TCR 容差 • 快速热响应时间为 0.6s (DEC) • 长寿命和稳健性能 – 内置失效防护，能够在发生短路故障时提供保护 – 传感器长期温漂典型值为 0.5% 立即开始使用热敏电阻设计工具，它提供了完整的电阻 与温度关系表（R-T 表）的计算以及用于推导温度和示 例 C 代码的有用方法。 2 应用 • 温度监控 – HVAC 和恒温器 – 工业控制和电器 • 热补偿 – 显示屏背光 – 楼宇自动化 • 热阈值检测 – 电机控制 – 充电器 TMP61 线性热敏电阻可在整个温度范围内提供线性度 和始终如一的灵敏度，支持使用简单而准确的方法进行 温度转换。该器件的低功耗和较小的热质量可充分减小 自发热。 这些器件具有内置的高温失效防护性能以及对环境变化 的强大抵抗力，设计用于长寿命的高性能应用。TMP6 系列器件外型小巧，可靠近热源放置，并具有快速响应 时间。 与 NTC 热敏电阻相比，它具有以下优点：无需额外的 线性化电路、更大程度减少校准工作量、电阻容差变化 更小、高温下灵敏度更高以及可节省时间和内存的简化 转换方法。 TMP61 目前采用 0402 X1SON 封装、0603 SOT-5X3 封装，以及 2 引脚穿孔式 TO-92S 封装。 封装信息 TMP61 (1) (2) 封装尺寸(2) DEC（X1SON，2） 1.00mm × 0.60mm LPG（TO-92S，2） 4.00mm x 1.52mm DYA（SOT-5X3， 2） 1.60mm × 0.80mm 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附 录。 封装尺寸（长 × 宽）为标称值，并包括引脚（如适用）。 25 VBias IBias VTemp RTMP61 20 VTemp Resistance (k:) RBias RTMP61 封装(1) 器件型号 15 10 5 -40 典型实现电路 -15 10 35 60 85 Temperature (qC) 110 135 160 61_F 典型电阻与环境温度间的关系 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）。 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 内容 1 特性................................................................................... 1 2 应用................................................................................... 1 3 说明................................................................................... 1 4 器件比较............................................................................ 2 5 引脚配置和功能................................................................. 3 6 规格................................................................................... 4 6.1 绝对最大额定值...........................................................4 6.2 ESD 等级.................................................................... 4 6.3 建议运行条件.............................................................. 4 6.4 热性能信息.................................................................. 4 6.5 电气特性......................................................................5 6.6 典型特性......................................................................6 7 详细说明............................................................................ 8 7.1 概述.............................................................................8 7.2 功能方框图.................................................................. 8 7.3 特性说明......................................................................9 7.4 器件功能模式.............................................................. 9 8 应用和实施.......................................................................10 8.1 应用信息....................................................................10 8.2 典型应用....................................................................10 8.3 电源相关建议............................................................ 15 8.4 布局...........................................................................16 9 器件和文档支持............................................................... 17 9.1 接收文档更新通知..................................................... 17 9.2 支持资源....................................................................17 9.3 商标...........................................................................17 9.4 术语表....................................................................... 17 9.5 静电放电警告............................................................ 17 10 修订历史记录................................................................. 17 11 机械、封装和可订购信息............................................... 18 4 器件比较 表 4-1. 器件比较 器件型号 R25 典型值 TMP61 10k R25 容差百分 比 1% RATING 目录 汽车 1 级 TMP61-Q1 2 10k 1% TMP63 100k 1% TMP63-Q1 100k 1% TMP64 47k 1% TMP64-Q1 47k 1% 汽车 0 级 目录 汽车 1 级 汽车 0 级 目录 TA 封装选项 –40°C 至 125°C X1SON/DEC (0402) –40°C 至 150°C SOT-5X3 / DYA (0603) –40°C 至 150°C TO-92S / LPG –40°C 至 125°C X1SON/DEC (0402) –40°C 至 150°C SOT-5X3 / DYA (0603) -40°C 至 170°C TO-92S / LPG –40°C 至 125°C X1SON/DEC (0402) –40°C 至 150°C SOT-5X3 / DYA (0603) –40°C 至 125°C X1SON/DEC (0402) –40°C 至 150°C SOT-5X3 / DYA (0603) –40°C 至 125°C X1SON/DEC (0402) –40°C 至 150°C SOT-5X3 / DYA (0603) 汽车 1 级 –40°C 至 125°C X1SON/DEC (0402) 汽车 0 级 –40°C 至 150°C SOT-5X3 / DYA (0603) Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 5 引脚配置和功能 1 ± 2 + + 2 1 – ID 标记被识别为 ID 区域重的一个点，它表示引脚 1。 图 5-1. DEC 封装 2 引脚 X1SON 顶视图 图 5-2. DYA 封装 2 引脚 SOT-5X3 顶视图 1 2 – + 1 2 – + 前视图描述为 TO-92S 面向用户的倒角。底视图描述为从页面伸出的引脚。 图 5-3. LPG 封装 2 引脚 TO-92S 前视图、底视图 表 5-1. 引脚功能 引脚 名称 编号 - 1 + 2 类型 说明 — 热敏电阻 (–) 和 (+) 端子。为确保正常工作，在 + 端子电压电势高于 - 端子电压电势的情况下，确 保正偏压。 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 3 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 6 规格 6.1 绝对最大额定值 在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）(1) 最小值 最大值 6 V -65 155 °C 450 µA 155 °C 器件两端的电压 结温 (TJ) 流经器件的电流 -65 贮存温度 (Tstg) (1) 单位 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等级，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 等级 V(ESD) V(ESD) (1) (2) 人体放电模型 (HBM)，符合 JESD22-A114(1) 静电放电 充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 静电放电 JESD22-C101(2) 值 单位 ±2000 V ±1000 V JEDEC 文档 JEP155 指出：500V HBM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。 JEDEC 文档 JEP157 指出：250V CDM 能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。 6.3 建议运行条件 在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明） 最小值 标称值 最大值 单位 VSns 引脚 2 (+) 和引脚 1 (–) 两端的电压 0 5.5 V ISns 流经器件的电流 0 400 µA 自然通风条件下的工作温度范围（X1SON/DEC 封装） -40 125 自然通风条件下的工作温度范围（TO-92S/LPG 封装） -40 150 自然通风条件下的工作温度范围（SOT-5X3/DYA 封装） -40 150 TA °C 6.4 热性能信息 TMP61 热指标(1) (2) LPG (TO-92S) DYA (SOT-5X3) 2 个引脚 2 个引脚 2 个引脚 215 742.9 °C/W 单位 RθJA 结至环境热阻(3) (4) 443.4 RθJC(top) 结至外壳（顶部）热阻 195.7 99.9 315.8 °C/W RθJB 结至电路板热阻 254.6 191.7 506.2 °C/W ΨJT 结至顶部特性参数 19.9 35.1 109.3 °C/W 结至电路板特性参数 254.5 191.7 500.4 °C/W YJB (1) (2) (3) (4) 4 DEC (X1SON) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标应用报告。 有关自发热和热响应时间的信息，请参见“布局指南”部分。 在 JESD51-2 描述的环境中，按照 JESD51-7 的规定，在一个符合 JEDEC 标准的 High-K 电路板上进行仿真，获得自然对流条件下的 结至环境热阻抗(RθJA)。根据 JESD 51-5，假设暴露焊盘封装的散热孔包含在 PCB 中。 由自发热引起的输出变化可以通过内部耗散乘以热阻来计算。 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 6.5 电气特性 TA = –40°C 至 150°C，ISns = 200μA（除非另有说明） 最小值 典型值 最大值 R25 25°C 时热敏电阻的电阻(1) 参数 TA = 25°C 9.9 10 10.1 kΩ RTOL 电阻容差(1) TA = 25°C -1 1 % TA = 0°C 至 70°C -1 1 –1.5 1.5 电阻容差(1) RTOL TCR-35 测试条件 TA = –40°C 至 150°C T1 = -40°C，T2 = -30°C +6220 T1 = 20°C，T2 = 30°C +6400 TCR85 T1 = 80°C，T2 = 90°C +5910 TCR-35 % T1 = -40°C，T2 = -30°C ±0.4 TCR25 % T1 = 20°C，T2 = 30°C ±0.2 T1 = 80°C，T2 = 90°C ±0.3 TCR25 电阻温度系数 电阻容差的温度系数 TCR85 % ΔR 传感器长期温漂（可靠性） 单位 % ppm/°C % 96 小时连续运行 RH = 85%，TA = 130°C，VBias = 5.5V -1 0.1 1 600 小时连续运行，TA = 150°C VBias = 5.5V，DEC 封装 -1 0.5 1.8 600 小时连续运行，TA = 150°C VBias = 5.5V，DYA 封装 -1 0.2 1.2 1000 小时连续运行，TA = 150°C VBias = 5.5V，DYA 封装 -1 0.2 1.2 1000 小时连续运行，TA = 150°C VBias = 5.5V，LPG 封装 -0.5 0.5 1.4 % tRES (stirred liquid) 热响应达 63% （DEC 封装） 从静止空气中 T1 = 25°C 到搅拌液体中 T2 = 125°C 0.6 s tRES (stirred liquid) 热响应达 63% （LPG 封装） 从静止空气中 T1 = 25°C 到搅拌液体中 T2 = 125°C 2.9 s tRES (still air) 热响应达 63% （DEC 封装） 从静止空气中 T1 = 25°C 到 T2 = 70°C 3.2 s tRES (still air) 热响应达 63% （LPG 封装） 从静止空气中 T1 = 25°C 到 T2 = 70°C 20 s (1) 根据四阶方程定义的限值，容差将随“传感器长期温漂”规格而变化。 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 5 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 6.6 典型特性 22 22 20 20 18 18 16 16 Resistance (k:) Resistance (k:) 测试条件为：TA = 25°C（除非另有说明） 14 12 10 8 IBIAS = 10 PA IBIAS = 50 PA IBIAS = 100 PA IBIAS = 200 PA IBIAS = 400 PA 6 4 2 0 -40 -20 0 20 40 60 80 100 Temperature (qC) 120 140 14 12 10 8 6 VBIAS = 1.8 V VBIAS = 2.5 V VBIAS = 3.3 V VBIAS = 5 V 4 2 0 -40 160 -20 0 20 TMP6 40 60 80 100 Temperature (qC) 120 140 160 TMP6 RBIAS = 10kΩ，容差为 ±0.01% 图 6-1. 使用多个偏置电流时电阻与环境温度间的关系 图 6-2. 使用多个偏置电压时电阻与环境温度间的关系 6510 6340 6480 6330 6420 TCR (ppm/qC) TCR (ppm/qC) 6450 6390 6360 6330 6300 6320 6310 6300 6270 6240 10 6290 50 100 200 Current Through TMP61, ISns (PA) 400 0.9 1.25 1.65 Voltage Across TMP61, VSns (V) d004 2.5 d005 VSns = 1.8V，2.5V，3.3V 和 5.0V，RBias = 10kΩ，容差为 ±0.01% 图 6-3. TCR 与检测电流 (ISNS) 间的关系 22 22 20 20 18 18 16 16 Resistance (k:) Resistance (k:) 图 6-4. TCR 与感应电压 VSns 间的关系 14 12 10 8 6 12 10 8 6 4 4 -40 qC 25 qC 2 50 qC 100 qC 125 qC 150 qC -40 qC 25 qC 2 0 50 qC 100 qC 125 qC 150 qC 0 0 50 100 150 200 250 300 Current (PA) 350 400 450 0 TMP6 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Voltage (V) 3.5 4 4.5 5 TMP6 RBias = 10kΩ（容差为 ±0.01%） 。 图 6-5. 电源相关电阻与偏置电流间的关系 6 14 图 6-6. 电源相关电阻与偏置电压间的关系 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 2.5 20 VBias VSns 18 2 Resistance (k:) Output (V) 16 1.5 1 14 12 10 0.6s 0.5 8 0 6 0 1.6 3.2 4.8 Time (Ps) 6.4 8 0 0.19 0.38 0.57 d008 VSNS = 1V 0.76 0.95 Time (s) 1.14 1.33 1.52 1.71 d009 环境材料：搅拌液体 图 6-7. 阶跃响应 图 6-8. 热响应时间（DEC 封装） 13 12 12.5 20s 12 Resistance (k:) Resistance (k:) 11.5 11 10.5 11.5 11 10.5 10 10 3.2s 9.5 3.39 4.38 5.37 6.36 7.35 8.34 Time (s) 9.33 9.5 10.32 11.31 0 20 40 60 d010 环境条件：静止空气 80 100 Time (s) 120 140 160 D016 环境条件：静止空气 图 6-9. 热响应时间（DEC 和 DYA 封装） 图 6-10. 热响应时间（LPG 封装） 20 18 Resistance (k:) 16 14 12 10 2.9s 8 6 0 2 4 6 8 10 Time (s) 12 14 16 18 d015 环境材料：搅拌液体 图 6-11. 热响应时间（LPG 封装） Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 7 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 7 详细说明 7.1 概述 TMP61 硅线性热敏电阻具有线性正温度系数 (PTC)，可在宽工作温度范围内实现一致、稳定的温度系数电阻 (TCR)。TI 使用特殊的硅工艺，其中掺杂水平和有源区器件控制关键特性（温度系数电阻 (TCR) 和标称电阻 (R25)）。该器件具有有源区和由于极化端子而形成的衬底。将正极端子连接到最高电压电位。将负极端子连接到 最低电压电位。 与纯阻性器件 NTC 不同，TMP61 电阻受器件中电流的影响，并且电阻会随温度变化而变化。在分压器电路中， TI 建议将顶部电阻值保持在 10kΩ。更改顶部电阻器值或 VBIAS 值会改变 TMP61 的电阻与温度表（R-T 表），并 随后改变设计要求部分中所述的多项式。如需更多信息，请查阅 TMP61 R-T 表部分。 方程式 1 可以帮助用户估算 TCR。 RT2 TCR RT1 T2 T1 u R T2 T1 (1) 2 其中 • TCR 的单位为 ppm/°C 关键术语和定义： • • • • • ISNS：流经 TMP61 器件的电流。 VSNS：两个 TMP61 端子之间的电压 IBIAS：由偏置电路提供的电流。 VBIAS：由偏置电路提供的电压。 VTEMP：与测得温度对应的输出电压。请注意，它与 VSNS 不同。在使用分压电路，TMP61 处于高侧的情况 下，在 RBIAS 上测量 VTEMP。 7.2 功能方框图 VBias IBias RBias RTMP61 VTemp RTMP61 VTemp 图 7-1. 典型实现电路 8 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 7.3 特性说明 7.3.1 TMP61 R-T 表 对于偏置电压、偏置电阻器或偏置电流的任何变化，必须重新计算 TMP61 R-T 表。TI 提供了一个热敏电阻设计 工具来计算 R-T 表。系统设计人员必须始终对提供的计算结果进行验证。 7.3.2 线性电阻曲线 TMP61 在整个温度范围内都具有良好的线性行为，如典型特性 所示。该范围支持采用一种更简单的电阻-温度转 换方法，可减少查找表的存储需求。该器件不需要与传统 NTC 相关的线性化电路或中点校准。 整个温度范围内的线性电阻允许器件能够在较高的工作温度下保持灵敏度。 7.3.3 正温度系数 (PTC) TMP61 具有正温度系数。随着温度的升高，器件电阻增大，从而导致偏置电路的功耗降低。相比之下，随着电阻 降低，负系数系统会随温度的升高而增加功耗。 TMP61 比典型的 NTC 系统具有更低的自发热，从而降低了偏置电路的功耗。 7.3.4 内置失效防护 TMP6 系列具有正温度系数。在对电源短路的情况下，热敏电阻的电流和功率耗散会增加。由于具有正温度斜 率，根据设计，TMP6 会增加电阻并限制自发热。 相比之下，NTC 会由于自发热而持续降低电阻，从而带来功率耗散增加和电阻降低的正反馈。 7.4 器件功能模式 在建议运行条件 下运行时，该器件仅以一种模式运行。 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 9 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 8 应用和实施 备注 以下应用部分中的信息不属于 TI 器件规格的范围，TI 不担保其准确性和完整性。TI 的客 户应负责确定 器件是否适用于其应用。客户应验证并测试其设计，以确保系统功能。 8.1 应用信息 TMP61 是一款正温度系数 (PTC) 线性硅热敏电阻。该器件的性能类似于与温度相关的电阻，可根据系统级要求以 多种方式对其进行配置，从而监测温度。TMP61 在 25°C (R25) 时的标称电阻为 9.82 10kΩ，最大容差为 ±1%， 最大工作电压为 5.5V (VSNS)，最大电源电流为 400µA (ISNS)。该器件可用于多种应用，通过与典型 0402（英 寸）封装兼容的极小型 DEC 封装选项，来监测靠近热源的温度。影响测量总误差的一些因素包括 ADC 分辨率 （如果适用）、偏置电流或电压的容差、分压器配置下的偏置电阻容差以及传感器相对于热源的位置。 8.2 典型应用 8.2.1 热敏电阻偏置电路 VBias IBias RBias VTemp RT VTemp RT 图 8-1. 线性热敏电阻的电压偏置电路 图 8-2. 线性热敏电阻的电流偏置电路 VBias IBias RBias RT RT RP RP VTemp VTemp 图 8-3. 非线性热敏电阻的电压偏置电路 图 8-4. 非线性热敏电阻的电流偏置电路 8.2.1.1 设计要求 一般来说，现有的热敏电阻具有非线性温度-电阻曲线。为了使热敏电阻响应线性化，工程师可以使用具有分压器 配置的电压线性化电路，或者通过在热敏电阻 RP 上并联一个电阻来使用电阻线性化电路。热敏电阻偏置电路 部 分重点介绍了两种实现方式，其中 RT 是热敏电阻的电阻。为了在热敏电阻两端生成输出电压，工程师可以使用分 压器电路，根据所需的电压响应（负电压或正电压），将热敏电阻置于高侧（靠近电源）或低侧（靠近地）。或 者，可以使用精密电流源直接偏置电阻器（产生最高的精度和电压增益）。将分压器与热敏电阻一起使用是很常 见的，因为它的实现简单且成本较低。另一方面，TMP61 具有线性电阻正温度系数 (PTC)，在其两端测量的电压 会随温度线性增加。因此，不再需要线性化电路，并且可以使用简单的电流源或分压器电路来生成温度电压。 该输出电压可使用比较器针对某一电压基准进行解读，以触发温度跳变点，该温度跳变点直接连接至 ADC 以在更 宽范围内监测温度，或者用作有源反馈控制电路的反馈输入。 10 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 如方程式 2 中所述，可以通过查找表方法 (LUT) 或使用拟合多项式 V(T) 将器件两端的电压转换为温度。必须使用 热敏电阻设计工具将 Vtemp 转换为温度。首先必须使用 ADC 将温度电压数字化。此 ADC 所需的分辨率要求取决 于所使用的偏置方法。此外，为了获得最佳精度，在进行测量时，请将偏置电压 (VBIAS) 连接到 ADC 的基准电 压，以消除偏置电压与基准电压之间的容差。该应用还可以包括一个用于抑制系统级噪声的低通滤波器。在使用 低通滤波器时，应将其尽可能靠近 ADC 输入放置。 8.2.1.2 详细设计过程 电阻分压器方法产生一个可根据偏置电压 (VBIAS) 进行调节的输出电压 (VTEMP)。当 VBIAS 也用作 ADC 的基准电 压时，电源引起的任何波动或容差误差都会被消除，不会影响温度精度（如图 8-5 所示）。使用方程式 2 来根据 TMP61 的可变电阻 (RTMP61) 和偏置电阻 (RBIAS) 计算输出电压 (VTEMP)。使用方程式 3 来计算与该输出电压、 ADC 满量程范围和 ADC 分辨率对应的 ADC 代码。 图 8-5. 带 ADC 的 TMP61 分压器 VTEMP § · RTMP61 VBIAS × ¨ ¸ R + R © TMP61 BIAS ¹ ADC Code (2) VTEMP n 2 FSR (3) 其中 • FSR 是 ADC 的满量程范围，即参考接地电压 (VREF) • n 是 ADC 的分辨率 方程式 4 展示了当 VREF = VBIAS 时，VBIAS 将会消除。 ADC Code § · RTMP61 VBIAS u ¨ ¸ © RTMP61+ RBIAS ¹ 2n VBIAS § · n RTMP61 ¨ ¸2 © RTMP61+ RBIAS ¹ (4) 根据微控制器中读取的 ADC 代码，使用多项式方程式或 LUT 提取温度读数。使用热敏电阻设计工具将 TMP61 电阻转换为温度。 取消 VBIAS 是使用分压器（比例法）的好处之一，但分压器电路输出电压的灵敏度不会提高很多。由于与 FSR 相 比，电压输出范围较小，因此本应用设计不使用所有 ADC 代码。但是，此应用非常常见，而且易于实现。 基于电流源的电路，例如图 8-6 所示的电路，可以更好地控制输出电压的灵敏度并实现更高的精度。在这种情况 下，输出电压的计算很简单，为 V = I × R。例如，如果该器件使用 40µA 的电流源，则输出电压跨度约为 5.5V， Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 11 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 增益最高为 40mV/°C。通过控制电压范围和灵敏度，可以充分利用 ADC 代码和满量程范围。图 8-7 展示了各种 偏置电流条件下的温度电压。与比例法类似，如果 ADC 具有与 ADC 的基准电压共享同一偏置的内置电流源，则 电源电流的容差将会消除。在这种情况下，不需要精密 ADC。此方法虽然可以获得最佳精度，但会增加系统实现 成本。 图 8-6. 带电流源的 TMP61 偏置电路 9 8 7 VTEMP (V) 6 IBIAS = 50 PA IBIAS = 100 PA IBIAS = 200 PA IBIAS = 300 PA IBIAS = 400 PA 5 4 3 2 1 0 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 Temperature (qC) 100 120 140 160 d013 图 8-7. 带不同电流源的 TMP61 温度电压 与分压器中的非线性 NTC 热敏电阻相比，TMP61 具有增强的线性输出特性。图 8-8 所示为一个带有和一个不带 线性化并联电阻 RP 的两个分压器电路。举例而言，如果 VBIAS = 5V，RBIAS = 100kΩ，NTC 热敏电阻 (RNTC) 使 用一个并联电阻 (RP)，以通过一个额外的 100kΩ 电阻线性化输出电压。分压器的输出特性如图 8-9 所示。该器 件可在整个温度范围内生成线性曲线，而 NTC 曲线仅在很小的温度区域内呈线性。将并联电阻 (RP) 添加到 NTC 电路时，增加的电阻会使曲线更加线性，但会对输出电压范围产生极大地影响。 12 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 图 8-8. TMP61 与带线性化电阻 (RP) 分压器电路的 NTC 5 VNTC VTMP61 VNTC with RP VTEMP (V) 4 3 2 1 0 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 Temperature (qC) 100 120 140 160 d012 图 8-9. 带和不带线性电阻的 NTC 与 TMP61 温度电压 8.2.1.2.1 带比较器的热保护 将 TMP61 器件与基准电压一起使用，并使用比较器对热保护进行编程。如图 8-10 所示，比较器的输出保持低电 平，直到带有 RBIAS 和 RTMP61 的热敏电阻分压器的电压上升到高于 R1 和 R2 设置的阈值电压为止。当输出变高 时，比较器发出过热警告信号。工程师还可以对迟滞进行编程，以防止输出变低时，输出在温度阈值附近连续切 换。可以使用具有内置迟滞或反馈电阻的比较器。 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 13 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 图 8-10. 使用 TMP61 分压器和比较器的温度开关 8.2.1.2.2 热折返 热折返是在有源控制电路中使用 TMP61 的输出电压的一种应用。例如，热折返可用于减少或折返驱动 LED 串的 电流。在高温下，由于环境条件和自发热，LED 温度将会升高。因此，在基于 LED 安全工作区域的特定温度阈值 下，必须降低驱动电流以冷却 LED 并防止热失控。当输出位于分压器的较低位置时，器件电压输出随温度升高而 增加，并可提供用于使电流折返的响应。通常，器件会将电流保持在指定水平，直到达到较高的温度（称为拐 点）为止，在该温度下电流必须迅速降低才能继续工作。为了更好地控制温度/电压灵敏度，该器件使用了一个轨 到轨运算放大器。图 8-11 展示了折返开始操作的温度拐点。由正输入端的基准电压 (2.5V) 设置，而反馈电阻设置 折返曲线的响应。折返拐点可以基于分压器的输出和方程式 5 中的相应温度（例如 110°C）进行选择。该器件在 带有 RTMP61 的分压器和运算放大器的输入之间使用了一个缓冲器，以防止 VTEMP 的加载和变化。 图 8-11. 使用 TMP61 分压器和轨到轨运算放大器的热折返 只要电压输出低于 VREF，运算放大器就会保持高电平。当温度超过 110°C 时，输出降至运算放大器的 0V 轨。折 返发生的速率取决于反馈网络 RFB 和 R1，后者会改变运算放大器的增益 G，如方程式 6 所示。折返行为控制电路 的电压和温度灵敏度。器件将该电压输出馈入 LED 驱动器电路，从而相应地调节输出电流。VOUT 是热折返的最 14 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 终输出电压，可通过方程式 7 计算得出。图 8-12 描述了此示例中的输出电压曲线，在该示例中拐点设置为 110°C。 § · RTMP61 VTEMP = VBIAS × ¨ ¸ R + R © TMP61 BIAS ¹ G= (5) RFB R1 VOUT (6) G× VTEMP + (1+ G) × VREF (7) 6 5 VTEMP (V) 4 3 2 1 0 0 25 50 75 100 Temperature (qC) 125 150 D014 图 8-12. 热折返电压输出曲线 8.2.1.3 应用曲线 TMP61 的精度取决于所选的偏置电路。此变化可以在图 8-13 中看到。在电阻分压电路 (RBIAS = 10kΩ ±1%) 中， VTEMP 显示为 2V 电压下的 VBIAS 或 200µA 电流下的 IBIAS。假定使用的电源是理想的。使用直流偏置方法可获得 最佳精度。 7 VTEMP (V) 5 4.8 4 4 3.2 3 2.4 2 1.6 1 0.8 0 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 Temperature (qC) Error (qC) 6 5.6 VTemp (IBIAS= 200 PA) VTemp (VBIAS = 2 V) Error (qC) (IBIAS = 200 PA) Error (qC) (VBIAS = 2 V) 0 100 120 140 160 d011 图 8-13. 基于偏置方法的 TMP61 电压输出和温度误差 8.3 电源相关建议 TMP61 的最大建议工作电压为 5.5V (VSNS)，流经器件的最大电流为 400µA (ISNS)。 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 15 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 www.ti.com.cn 8.4 布局 8.4.1 布局指南 TMP61 的布局与无源组件的布局类似。如果器件通过电流源偏置，则正极引脚 2 连接到电源，而负极引脚 1 连接 到地。如果电路通过电压源偏置，并且器件放置在电阻分压器的下侧，则 V– 接地，V+ 连接到输出 VTEMP。如果 器件放置在分压器的上侧，则 V+ 连接到电压源，而 V– 连接到输出电压 VTEMP。 8.4.2 布局示例 图 8-14. 建议布局：DEC 封装 16 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 9 器件和文档支持 9.1 接收文档更新通知 要接收文档更新通知，请导航至 ti.com 上的器件产品文件夹。点击通知 进行注册，即可每周接收产品信息更改摘 要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。 9.2 支持资源 TI E2E™ 中文支持论坛是工程师的重要参考资料，可直接从专家处获得快速、经过验证的解答和设计帮助。搜索 现有解答或提出自己的问题，获得所需的快速设计帮助。 链接的内容由各个贡献者“按原样”提供。这些内容并不构成 TI 技术规范，并且不一定反映 TI 的观点；请参阅 TI 的使用条款。 9.3 商标 TI E2E™ is a trademark of Texas Instruments. 所有商标均为其各自所有者的财产。 9.4 术语表 TI 术语表 本术语表列出并解释了术语、首字母缩略词和定义。 9.5 静电放电警告 静电放电 (ESD) 会损坏这个集成电路。德州仪器 (TI) 建议通过适当的预防措施处理所有集成电路。如果不遵守正确的处理 和安装程序，可能会损坏集成电路。 ESD 的损坏小至导致微小的性能降级，大至整个器件故障。精密的集成电路可能更容易受到损坏，这是因为非常细微的参 数更改都可能会导致器件与其发布的规格不相符。 10 修订历史记录 注：以前版本的页码可能与当前版本的页码不同 Changes from Revision E (February 2019) to Revision F (November 2023) • • • • • • • • • • • • 更新了整个文档中的表格、图和交叉参考的编号格式.........................................................................................1 将温度支持更新为 150°C....................................................................................................................................1 更新了“说明”部分........................................................................................................................................... 1 更新了“器件比较表”........................................................................................................................................2 添加了引脚排列图注释........................................................................................................................................3 将绝对最大额定值 表中的最小结温从 –40°C 更改为 –65°C............................................................................4 将建议运行条件 中的最大贮存温度从 150°C 更改为 155°C............................................................................... 4 在建议运行条件 中将 DYA 封装的最高环境温度从 125°C 更改为 150°C........................................................... 4 添加了 DYA 封装的 1000 小时“长期漂移”规格...............................................................................................5 添加了 LPG 热响应.............................................................................................................................................5 更新了“典型特性”曲线....................................................................................................................................6 将电源相关建议 和布局 部分移到了应用和实施 部分....................................................................................... 15 Changes from Revision D (December 2019) to Revision E (February 2020) • • • • • • • Page Page 更新了“特性”列表........................................................................................................................................... 1 更新了“应用”列表........................................................................................................................................... 1 更新了“说明”.................................................................................................................................................. 1 将器件比较表中 DEC 封装的最高温度从 150°C 更改为 125°C.......................................................................... 2 将建议运行条件 中的最大结温从 150°C 更改为 155°C...................................................................................... 4 添加了 DYA 封装的“长期漂移”规格................................................................................................................5 将 RH = 86% 的最小“长期漂移”规格从 0.1% 更改为 -1%..............................................................................5 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 17 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 TMP61 www.ti.com.cn ZHCSJ51F – DECEMBER 2018 – REVISED NOVEMBER 2023 • • • • • • • • • • • • • • 添加了 RH = 86% 时“长期漂移”的典型规格...................................................................................................5 将 RH = 86% 的最大“长期漂移”规格从 0.8% 更改为 1%...............................................................................5 将 DEC 封装的最小“长期漂移”规格从 0.1% 更改为 -1%............................................................................... 5 添加了 DEC 封装的典型“长期漂移”规格........................................................................................................ 5 将 RH = 86% 的最大“长期漂移”规格从 1% 更改为 1.8%...............................................................................5 添加了 LPG 封装的典型“长期漂移”规格.........................................................................................................5 将 RH = 86% 的最大“长期漂移”规格从 1.1% 更改为 1.4%............................................................................5 更新了“概述”部分........................................................................................................................................... 8 添加了 TMP61 R-T 表部分................................................................................................................................. 9 更新了“特性说明”部分....................................................................................................................................9 删除了传输表...................................................................................................................................................... 9 更新了“应用和实施”部分，以符合 TI 数据表标准.........................................................................................10 添加了热敏电阻设计工具链接...........................................................................................................................10 删除了“热补偿”部分......................................................................................................................................11 Changes from Revision C (September 2019) to Revision D (December 2019) Page • 从 SOT-5X3 封装中删除了预发布通知............................................................................................................... 1 Changes from Revision B (July 2019) to Revision C (September 2019) Page • 添加了预发布版 SOT-5X3 封装.......................................................................................................................... 1 Changes from Revision A (June 2019) to Revision B (July 2019) • • • • • • • • Page 更改了 应用 要点................................................................................................................................................. 1 提高了 ESD CDM 等级.......................................................................................................................................4 删除了“功能未指定的性能”行......................................................................................................................... 4 删除了“功能未指定的性能”行......................................................................................................................... 4 添加了 LPG 封装的热性能信息...........................................................................................................................4 添加了 LPG 封装的“长期漂移”规格................................................................................................................5 添加了 LPG 封装的传输表..................................................................................................................................9 更改了布局示例 部分........................................................................................................................................ 16 Changes from Revision * (December 2018) to Revision A (June 2019) Page • 将数据表状态从“混合量产”更改为“量产数据”............................................................................................ 1 11 机械、封装和可订购信息 下述页面包含机械、封装和订购信息。这些信息是指定器件可用的最新数据。数据如有变更，恕不另行通知，且 不会对此文档进行修订。有关此数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。 18 Copyright © 2023 Texas Instruments Incorporated 提交文档反馈 Product Folder Links: TMP61 English Data Sheet: SBOS921 PACKAGE OPTION ADDENDUM www.ti.com 14-Feb-2024 PACKAGING INFORMATION Orderable Device Status (1) Package Type Package Pins Package Drawing Qty Eco Plan (2) Lead finish/ Ball material MSL Peak Temp Op Temp (°C) Device Marking (3) Samples (4/5) (6) TMP6131DECR ACTIVE X1SON DEC 2 10000 RoHS & Green NIPDAU Level-1-260C-UNLIM -40 to 125 EL Samples TMP6131DYAR ACTIVE SOT-5X3 DYA 2 3000 RoHS & Green SN Level-3-260C-168 HR -40 to 125 1GK Samples TMP6131LPGM ACTIVE TO-92 LPG 2 3000 RoHS & Green SN N / A for Pkg Type -40 to 150 TMP61 Samples (1) The marketing status values are defined as follows: ACTIVE: Product device recommended for new designs. LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect. NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design. PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available. OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device. (2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may reference these types of products as "Pb-Free". RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption. Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of