MICROCHIP TCN75A Technical data

ご注意：この日本語版ドキュメントは、参考資料としてご使用の上、最新情報に

つきましては、必ず英語版オリジナルをご参照いただきますようお願い
します。

TCN75A

2 線式シリアル温度センサ

特徴

• 温度からデジタルへのコンバータ

• 精度 :

- ±1°C ( 標準 ) -40°C ～ +125°C にて

- ±2°C ( 最大 ) -40°C ～ +125°C にて

• 分解能は選択可能 : 0.5°C ～ 0.0625°C

• 動作電源電圧範囲 : 2.7V ～ 5.5V

•2線式インターフェース : I

2

C™ 互換

• 消費電流 : 200 A ( 標準 )

• シャットダウン時電流 : 2 A ( 最大 )

• 省電力のワンショット温度計測

• パッケージ種類 : MSOP-8、SOIC-8

代表的な応用例 :

• パソコンやサーバー

• ハードディスクドライブ、その他 PC 周辺機器

• 娯楽システム

• オフィス機器

• データ通信機器

• 汎用目的の温度モニタ

代表的な使用例

V

DD

®

PIC

Microcontroller

I/O Ports

R

SDA

SCL

ALERT

R

PULL-UP

SDA

1

SCL

2

ALERT

3

GND

4

V

TCN75A

DD

A0

A1

A2

V

DD

8

7

6

5

説明 :

マイクロチップ テクノロジー社の TCN75A デジタ
ル温度センサは、-40°C から +125°C の温度を ±1°C

( 標準 ) の精度でデジタル データに変換します。
TCN75A には、ユーザープログラマブルなレジスタ

があり、温度計測用途で柔軟に使用できます。レジ
スタ設定により、計測分解能は 0.5°C ～ 0.0625°C で
選択でき、省電力モードについてはシャットダウン
かワンショット ( シャットダウン中にコマンドごと
に 1 回だけ変換実行 ) かも選択できます。更に温度
アラート出力とヒステリシス限界値も設定できま
す。温度がこの限界値を超えたときには、TCN75A
はアラート信号を出力します。ユーザーは、サーモ
スタットのように使用するときには、コンパレータ
動作のアラート出力極性を負論理か正論理にする
かをオプションで設定でき、またマイクロプロセッ
サを使用するシステムのときには、温度イベント割
り込み出力として使用できます。

2

このセンサには業界標準の 2 線式 I

C™ 互換のシリ

アル インターフェースがあり、単一のシリアルバス
で 8 個までのデバイスを制御できます。これらの特
徴により、TCN75A は低価格で洗練されたマルチ
ゾーンの温度モニタシステムに理想的なセンサと
なっています。

パッケージ タイプ

8-Pin SOIC, MSOP

SDA

SCL

ALERT

GND

1

2

3

4

V

8

DD

7

A0

6

A1

TCN75A

5

A2

 2008 Microchip Technology Inc. DS21935C_JP - ページ 1

TCN75A

1.0 電気的特性

絶対最大定格 †

VDD......................................................................... 6.0V

全入出力ピンの電圧 ....................GND – 0.3V ～ 5.5V

† 注意 : 左記の「最大定格」を超えるストレスを加えると、

デバイスに恒久的な損傷を与えることがあります。この
規定はストレス定格のみを規定するものであり、この仕
様の動作条件に記載する規定値以上でのデバイス動作を
定めたものではありません。長時間デバイスを最大定格
状態にすると、デバイスの信頼性に影響を与えることが
あります。

ストレージ温度 ..................................-65°C ～ +150°C

動作時周囲温度 ..................................-55°C ～ +125°C

接合部温度 (T

).....................................................150°C

J

全ピンの静電気放電保護 (HBM:MM) ..... (4 kV:400V)

各ピンのラッチアップ電流 .......................... ±200 mA

DC 特性

Electrical Specifications: Unless otherwise indicated, VDD = 2.7V to 5.5V, GND = Ground, and

TA = -40°C to +125°C.

Parameters Sym Min Typ Max Unit Conditions

Power Supply

Operating Voltage Range V

Operating Current I

Shutdown Current I

Power-On Reset (POR) Threshold V

Power Supply Rejection

°C/V

Temperature Sensor Accuracy

T

= -40°C to +125°C T

A

Internal  ADC

Conversion Time:

0.5°C Resolution t

0.25°C Resolution t

0.125°C Resolution t

0.0625°C Resolution t

Alert Output (Open-drain)

High-level Current I

Low-level Voltage V

Thermal Response

Response Time t

DD

DD

SHDN

POR

DD

ACY

CONV

CONV

CONV

CONV

OH

OL

RES

2.7 — 5.5 V

— 200 500 A Continuous operation
—0.1 2A Shutdown mode

—1.7— VVDD falling edge

—0.2—°C/VVDD = 2.7V to 5.5V

-2 ±1 +2 °C VDD = 3.3V

— 30 — ms 33 samples/sec (typ.)

— 60 — ms 17 samples/sec (typ.)

— 120 — ms 8 samples/sec (typ.)

— 240 — ms 4 samples/sec (typ.)

—— 1AV

OH

— — 0.4 V IOL= 3 mA

— 1.4 — s Time to 63% (89°C)

27°C (air) to 125°C
(oil bath)

= 5V

DS21935C_JP - ページ 2  2008 Microchip Technology Inc.

デジタル入力 / 出力ピン特性

Electrical Specifications: Unless otherwise indicated, VDD = 2.7V to 5.5V, GND = Ground and
TA = -40°C to +125°C.

Parameters Sym Min Typ Max Units Conditions

Serial Input/Output (SCL, SDA, A0, A1, A2)

Input

High-level Voltage V

Low-level Voltage V

Input Current I

Output (SDA)

Low-level Voltage V

High-level Current I

Low-level Current I

Capacitance C

SDA and SCL Inputs

Hysteresis V

OH

OL

HYST

IH

IL

IN

OL

IN

0.7 V

—— V

DD

——0.3VDDV

-1 — +1 A

— — 0.4 V IOL= 3 mA
——1AV

6——mAV

—10—pF

0.05 V

—— V

DD

OH

= 0.6V

OL

= 5V

TCN75A

グラフによる記号説明

INPUT OUTPUT

Vol tag e

V

Current

I

DD

IN

V

IH

V

IL

time

time

Voltage

V

DD

V

OL

Current

I

OL

I

OH

time

time

温度特性

Electrical Specifications: Unless otherwise indicated, VDD= +2.7V to +5.5V and GND = Ground.

Parameters Sym Min Typ Max Units Conditions

Temperature Ranges

Specified Temperature Range T

Operating Temperature Range T

Storage Temperature Range T

Thermal Package Resistances

Thermal Resistance, 8L-SOIC 
Thermal Resistance, 8L-MSOP 

注 1: この範囲での動作では、T

が最大接合部温度 (+150°C) を超えないようにする必要があります。

J

A

A

A

JA

JA

-40 — +125 °C Note 1

-40 — +125 °C

-65 — +150 °C

—163—°C/W

—206—°C/W

 2008 Microchip Technology Inc. DS21935C_JP - ページ 3

TCN75A

シリアル インターフェースのタイミング特性 ( 注 1)

Electrical Specifications: Unless otherwise indicated, VDD = 2.7V to 5.5V, GND = Ground, TA = -40°C to +125°C,

CL = 80 pF and all limits measured to 50% point.

Parameters Sym Min Typ Max Units Conditions

2-Wire I2C™ Compatible Interface

Serial Port Frequency f

Clock Period t

Low Clock t

High Clock t

Rise Time t

Fall Time t

Data Setup Before SCL High t

Data Hold After SCL Low t

Start Condition Setup Time t

Start Condition Hold Time t

Stop Condition Setup Time t

Bus Idle t

SC

SC

LOW

HIGH

R

F

SU-DATA

H-DATA

SU-START

H-START

SU-STOP

B-FREE

注 1: 仕様上の限界値は特性評価済みですが、製品テストは実行していません。

0—400kHz

2.5 — — s

1.3 — — s

0.6 — — s

20 — 300 ns 10% to 90% of V

(SCL, SDA)

DD

20 — 300 ns 90% to 10% of VDD (SCL, SDA)

0.1 — — s
0——s

0.6 — — s

0.6 — — s

0.6 — — s

1.3 — — s

タイミング図

SCL

A

SD

Start Condition Data Transmission

SU-ST

t

T

R

A

H-START

t

t

U-DA

S

H

G

HI

t

F

t

,

R

t

A

T

H-DATA

t

W

O

L

t

SU-STOP

t

t

-FRE

B

E

Stop Condition

DS21935C_JP - ページ 4  2008 Microchip Technology Inc.

TCN75A

V

2.0 代表的な性能特性

注 : 以下の本項のグラフや表は、限られたサンプルの統計値に基づいて、情報提供のためにのみ提供され

ています。これらに記述された性能特性は、未テストあるいは無保証です。いくつかのグラフや表で
は、仕様の動作範囲を超えているため ( 供給電源範囲外など )、保証範囲外です。

注 : 特に指定されない限り : VDD = 2.7V ～ 5.5V

3.0

2.0

1.0

Specification

Limits

0.0

-1.0

-2.0

Temperature Accuracy (°C)

-3.0

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125

0.0625°C Resolution
160 Devices

(°C)

T

A

V

= 3.3

DD

図 2-1: 周囲温度による平均温度精度、

= 3.3V

V

DD

3.0

VDD = 2.7V

2.0

VDD = 3.3V
VDD = 5.0V

1.0

VDD = 5.5V

0.0

-1.0

-2.0

Temperature Accuracy (°C)

-3.0

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125
T

(°C)

A

0.0625°C Resolution
160 Devices

図 2-2: 周囲温度による平均温度精度

100%

TA = +25°C

90%

V

= 3.3V

DD

80%
70%
60%
50%
40%

Occurrences

30%
20%
10%

0%

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

Temperature Accuracy (°C)

0.0

-1.0

-0.5

図 2-4: 温度精度ヒストグラム、T

400

VDD = 2.7V

350

VDD = 3.3V

300

VDD = 5.0V
VDD = 5.5V

250

(µA)

200

DD

I

150

100

50

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125
(°C)

T

A

0.5

1.0

32 Samples/lot

160 Devices

1.5

= +25°C

A

図 2-5: 周囲温度による消費電流変動

2.0

5 lots

2.5

3.0

3.0

Resolution

2.0

0.125°C

0.0625°C

0.5°C

0.25°C

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125
T

(°C)

A

-1.0

-2.0

Temperature Accuracy (°C)

-3.0

1.0

0.0

VDD= 3.3V

160 Devices

1

0.8

0.6

(µA)

0.4

SHDN

I

0.2

0

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125
(°C )

T

A

図 2-6: 周囲温度によるシャットダウン電流

図 2-3: 周囲温度による平均温度精度、

= 3.3V

V

DD

 2008 Microchip Technology Inc. DS21935C_JP - ページ 5

TCN75A

注 : 特に指定されない限り : VDD = 2.7V ～ 5.5V

48

VOL = 0.6V

42

(mA)

36

OL

30

VDD = 5.5V
V

= 3.3V

DD

= 2.7V

V

DD

24

18

12

ALERT and SDA I

6

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125
T

(°C)

A

図 2-7: 周囲温度によるアラートと SDA I

0.4

IOL = 3 mA

(V)

OL

0.3

0.2

0.1

ALERT and SDA V

0

-55 -35 -15 5 25 45 65 85 105 125
(°C)

T

A

VDD = 5.5V
V

= 3.3V

DD

V

= 2.7V

DD

OL

145

Average of 10 samples per package

125

105

85

65

45

Temperature Data (°C)

25

5

SOIC

MSOP

27°C (Air) to 125°C (Oil bath)

-202468101214161820
Time (s)

図 2-9: 時間による TCN75A 熱応答

図 2-8: 周囲温度によるアラートと SDA 出力

V

OL

DS21935C_JP - ページ 6  2008 Microchip Technology Inc.

3.0 ピンの説明

各ピンの概要を表 3-1 に示します。

表 3-1: ピン機能一覧

MSOP, SOIC Symbol Function

1 SDA Bidirectional Serial Data

2 SCL Serial Clock Input

3 ALERT Temperature Alert Output

4 GND Ground

5 A2 Address Select Pin (bit 2)

6 A1 Address Select Pin (bit 1)

7 A0 Address Select Pin (bit 0)

8V

DD

Power Supply Input

TCN75A

3.1 シリアル データ ピン (SDA)

SDA は入力 / 出力双方向のピンで、ホスト コント
ローラとの間でシリアル転送されるデータ用とし
て使用されます。このピンは、出力する際にはプル
アップ抵抗が必要です。

3.2 シリアル クロック ピン (SCL)

SCL はクロック入力ピンです。すべての通信とタイ
ミングは、このピンの信号に依存します。クロック
はホスト コントローラによってバス上に生成され
ます。

3.3 電源入力 (VDD)

VDDは電源ピンです。DC 電気的特性表に規定され

た動作電圧をこのピンに加えます。

3.4 グランド (GND)

GND はシステム グランド ピンです。

3.5 アラート出力

TCN75A のアラート ピンは、オープンドレイン出力
です。周囲温度がユーザーの設定した温度限界を超
えると、デバイスはアラートを出力します。

3.6 アドレス ピン (A2、A1、A0)

A2、A1、A0 はデバイスまたはスレーブ アドレスの
入力ピンです。

アドレスピンは、デバイス アドレス ビットの下位
ビット (LSB) です。上位ビット (MSB) (A6、A5、A4、
A3) は工場出荷時に <1001> と設定されています。
これらを表 3-2 に示します。

表 3-2: スレーブ アドレス

Device A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0

TCN75A 1001XXX

注 : ユーザー選択可能アドレスはXで示してい

ます。

 2008 Microchip Technology Inc. DS21935C_JP - ページ 7

TCN75A

4.0 シリアル通信

4.1 2 線式 SMBus/ 標準モード

TCN75A では、シリアル クロック入力 (SCL) と双方
向シリアル データ ライン (SDA) により 2 線式の双
方向 SMBus/ 標準モード I
されます ( デジタル入力 / 出力ピン特性の表とシリ
アル インターフェースのタイミング特性 ( 注 1) の
表を参照 )。

下記のバスプロトコルが定義されています。

表 4-1: TCN75A のシリアル バス プロトコル

Master The device that controls the serial bus,

Slave The device addressed by the master, such

Transmitter Device sending data to the bus.

Receiver Device receiving data from the bus.

START A unique signal from master to initiate

STOP A unique signal from the master to

Read/Write A read or write to the TCN75A registers.

ACK A receiver Acknowledges (ACK) the

NAK A receiver Not-Acknowledges (NAK) or

Busy Communication is not possible because

Not Busy The bus is in the idle state, both SDA and

Data Valid SDA must remain stable before SCL

2

I

C™ 互換インターフェース

2

C 互換通信ポートが構成

の説明

Term Description

typically a microcontroller.

as the TCN75A.

serial interface with a slave.

terminate serial interface from a slave.

reception of each byte by polling the bus.

releases the bus to show End-of-Data
(EOD).

the bus is in use.

SCL remain high.

becomes high in order for a data bit to be
considered valid. During normal data
transfers, SDA only changes state while
SCL is low.

4.1.1 データ転送

データ転送は START 条件で開始され、これに 7 ビッ
トのデバイス アドレスと 1 ビットの読み出し / 書き
込みが続きます。スレーブからの ACK で各バイト
の受信が確認されます。各アクセスは、STOP 条件
で終了する必要があります。

通信を繰り返す場合は、t
ます。

このデバイスは、レジスタの連続読み出し / 書き込
みをサポートしていません。各レジスタには、レジ
スタ ポインタを使用してアドレス指定する必要が
あります。

このデバイスは受信プロトコルをサポートしてい
ます。レジスタは、初回の読み出しの際にポインタ
で指定できます。繰り返し読み出しまたは受信を実
行する場合は、毎回 START 条件とアドレス バイト
から開始します。TCN75A は、以前に選択したレジ
スタを保持しています。このため、以前に指定した
レジスタからデータが出力されます ( 毎回ポイン
タで指定する必要はありません )。

B-FREE

経過後に開始され

4.1.2 マスター / スレーブ

バス アクセスの制御や START/STOP 条件の生成な
ど、バスの制御はマスター デバイス ( 通常はマイク
ロコントローラ ) が実行します。TCN75A はスレー
ブ デバイスであり、バス上の他のデバイスの制御
はしません。マスター デバイスとスレーブ デバイ
スのいずれも、トランスミッタとしてもレシーバと
しても動作できます。しかしながら、いずれのモー
ドで動作するかを決定するのはマスター デバイス
です。

4.1.3 START/STOP 条件

SDA ラインの立ち下がり (SCLK が正論理の間 ) が
START 条件となります。データ転送は、必ずマス

ター側が START 条件を発生させることで開始しま
す。データ転送中に START 条件が生成された場合
は、TCN75A はリセットして新しい START 条件を
受け付けます。

SDA ラインの立ち上がり (SCL が負論理の間 ) が
STOP 条件となります。データ転送中に STOP 条件

が発生すると、TCN75A はバスを開放します。デー
タ転送は、必ずマスター側が STOP 条件を発生させ
ることで終了します。

4.1.4 アドレス バイト

START 条件に続いて、ホストからは TCN75A に対
して 8 ビットのアドレス バイトを送信する必要が
あります。TCN75A の温度センサのアドレスは、2
進数で「1001,A2,A1,A0」で す (A2、A1、A0 ビッ
トは、それぞれのピンをV
続することによって外部から設定されます )。
TCN75A が ACK で応答するには、シリアル ビット
ストリーム中に送信された 7 ビットのアドレスが一
致する必要があります。アドレス バイト中のビッ

DS21935C_JP - ページ 8  2008 Microchip Technology Inc.

‘1’ または GND ‘0’に接

DD

TCN75A

ト 8 は、読み出し / 書き込みビットです。このビッ
トを「1」にセットすると読み出し動作のコマンド
となり、「0」にすると書き込み動作のコマンドとな
ります ( 詳細については図 4-1 を参照 )。

Address Byte

SCL

SDA

12345678 9

1 0 0 1 A2 A1 A0

Star t

Address

Code

Address

Slave

R/W

TCN75A Response

A
C
K

図 4-1: デバイスのアドレス指定

4.1.5 有効データ

START 条件の後、各転送データ ビットは、SCL が
負論理から正論理に遷移する前に t

SU-DATA

で規定

された時間だけ安定している必要があります

(「Sensor And EEPROM Serial Interface Timing
Specifications」の 4 ページを参照 )。

4.1.6 ACKNOWLEDGE (ACK)

アドレス指定された受信デバイスは、各バイト受信
後に ACK ビットを生成するようになっています。
マスター デバイスは、この ACK を認識できるよう
に追加のクロックを生成する必要があります。

ACK 送信側のデバイスは、マスターが SCL を負論
理から正論理に遷移する前に、ｔ

SU-DATA

の期間
SDA ラインをプルダウンします。SCL が正論理か
ら負論理に遷移した後も、t

H-DATA

の期間だけ SDA

のプルダウン状態を維持する必要があります。
受信時、最後のデータ ビットがスレーブから出力

されたら、ACK ビットを生成しない (NAK) ことに
よって、データ終了 (EOD) であることをスレーブに
知らせます。この場合、スレーブはデータ ライン
を開放するので、マスターは STOP 条件の生成がで
きます。

 2008 Microchip Technology Inc. DS21935C_JP - ページ 9

TCN75A

5.0 機能説明

TCN75A 温度センサは、バンド ギャップ型温度セン
サ、ADC、ユーザープログラマブル レジスタ、
2 線式 I
フェースで構成されています。

図 5-1: 機能ブロック図

Register

Pointer

2

C プロトコル互換のシリアルインター

Resolution

One-Shot

Shutdown

Fault Queue

Alert Polarity

Alert Comp/Int

Configuration

Register

Temperature

Register

T

HYST

Register

T

SET

Register

I2C™

Interface

0.5°C

0.25°C

0.125°C

0.0625°C

 ADC

Band-Gap

Temperature

Sensor

5.1 温度センサ

TCN75A は、トランジスタのコレクタ電流が IC1 か

に変化したときのベースエミッタ間の電圧変

ら IC

2

化を使用します。この方式の場合、V

BE

は式 5-1
で表されるように、2 つの電流の比と周囲温度だけ
に依存します。

式 5-1:

kT



------



q

ln IC

=

1IC2

ここでは :

IC

と IC

1



V

BE

T=

VBE=

k=

q=

2

ケルビン温度 ( 絶対温度 )
ダイオードのベースエミッタ間

電圧の変化
ボルツマン定数
電子の電荷

=

n:1 の比の電流

5.2  ADC

シグマデルタ ADC は、トランジスタの温度に依存
する V
バータの分解能は、0.5°C ( 変換時間 30 ms) ～

0.0625°C ( 変換時間 240 ms) で調整できます。これ
により、ユーザーは分解能と変換時間をトレード
オフできます。詳細は、5.3.2 項「センサ コンフィ
ギュレーション レジスタ (CONFIG)」 と 5.3.4.7 項

「 ADC の分解能」を参照してください。

をデジタル値に変換します。このコン

BE

DS21935C_JP - ページ 10  2008 Microchip Technology Inc.