TMP114数字温度传感器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TMP114数字温度传感器是一款高精度I^2^C兼容数字温度传感器,采用超薄(0.15mm)4引脚封装。TMP114具有小巧的尺寸和低矮的高度,可优化体积受限的系统,并使传感器能够以新颖的方式布置在其他表面贴装元件下,从而实现快速准确的温度测量。

数据手册:*附件:Texas Instruments TMP114 数字温度传感器数据手册.pdf

The Texas Instruments TMP114的精度为±0.3 °C,并具有一个片上16位模数转换器 (ADC),可提供0.0078 °C的温度分辨率。100%的TMP114产品均在NIST可追溯的生产装置上经过测试。为了尽可能提高电池寿命,TMP114设计为可在1.08V至1.98V的电源电压范围内运行,平均电源电流低,不到0.7μA。

特性

  • 高精度
    • TMP114 的产品评估板
      • –10°C至85°C范围内为±0.3°C(最大值)
      • –40°C至125°C范围内为±0.5°C(最大值)
    • TMP114N 的产品评估板
      • 40°C至125°C范围内为±1°C(最大值)
  • 工作温度范围:-40°C至125°C
  • 16位分辨率:0.0078°C (LSB)
  • 低功耗
    • 平均电源电流:0.7µA
    • 关断电流:0.16µA
  • 电源电压范围:1.08V至1.98V
  • 不依赖电源电压的1.2 V兼容逻辑输入
  • I^2^C和SMBus兼容接口
  • 50 ns尖峰滤波器可在I3C混合总线上共存
  • 可选的循环冗余校验 (CRC)
  • 响应时间:300ms
  • 可调平均值
  • 可调的转换时间和周期
  • 连续或单次触发转换模式
  • 具有迟滞的温度警报状态
  • NIST可追溯性
  • 高度为0.15mm的超薄型4焊球PicoStar (DSBGA) 封装

功能框图

传感器

TMP114数字温度传感器技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments公司的TMP114是一款超薄型、高精度数字温度传感器,采用I2C接口设计,专为空间受限和低功耗应用场景开发。该传感器在1.2V至1.8V供电范围内工作,具有业界领先的温度测量精度和超低功耗特性。

核心特性亮点‌:

  • 超高精度:±0.2°C(20°C至50°C范围)
  • 超低功耗:平均工作电流仅0.7μA,关断模式下0.16μA
  • 宽工作范围:-40°C至125°C
  • 16位分辨率:0.0078°C/LSB
  • 超薄封装:0.15mm高度的4球PicoStar™(DSBGA)封装

二、关键性能参数

1. 精度表现

TMP114系列提供两种精度等级选择:

  • 标准版‌:在20-50°C范围内±0.2°C,-10-80°C范围±0.3°C,全温度范围(-40-125°C)±0.5°C
  • 经济版(TMP114N) ‌:全温度范围±1°C

2. 功耗管理

该传感器采用智能电源管理设计:

  • 主动转换电流:68-120μA(典型-最大)
  • 待机电流:0.26-0.7μA
  • 关断电流:0.16-0.5μA
  • 支持连续转换和单次触发模式

3. 响应特性

  • 典型响应时间(搅拌液体环境):300ms(单层柔性PCB)
  • 转换时间可调:6.4ms(无平均)至51.2ms(8次平均)

三、典型应用场景

  1. 移动设备‌:
    • 智能手机热管理
    • 平板电脑温度监控
    • 电池温度保护
  2. 存储设备‌:
    • SSD温度监控
    • 硬盘驱动器热保护
  3. 可穿戴设备‌:
    • 健身追踪器
    • 智能手表
  4. 工业应用‌:
    • IP摄像机
    • 机顶盒
    • 工业控制器

四、设计注意事项

  1. PCB布局建议‌:
    • 传感器应尽可能靠近热源
    • 避免将传感器放置在发热元件正下方
    • 使用薄型PCB(0.2mm)可优化热响应
  2. I2C接口设计‌:
    • 支持标准/快速/快速+模式(最高1MHz)
    • 内置50ns尖峰滤波器
    • 兼容1.2V逻辑电平
  3. NIST可追溯性‌:
    TMP114在生产测试中使用符合ISO/IEC 17025标准的设备进行校准,确保测量结果的可信度。

五、选型指南

TMP114系列提供多种型号选择,主要区别在于:

  • 精度等级(0.2°C或1°C)
  • I2C地址选择(8种可选)
型号精度I2C地址
TMP114A-D±0.2°C1001000-1001011
TMP114NA-ND±1°C1001100-1001111
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