MCP9843/98243：内存模块温度传感器的卓越之选

在电子设备的设计中，精确的温度监测至关重要。Microchip Technology Inc.的MCP9843/98243数字温度传感器就是这样一款优秀的产品，它能满足多种应用场景下的温度监测需求。下面我们就来详细了解一下这款传感器。

文件下载：MCP98243T-BE/MCAB.pdf

一、产品概述

MCP9843/98243能将 -40°C 到 +125°C 的温度转换为数字信号。MCP9843 符合 JEDEC 规范 JC42.4 - TSE3000B3 温度传感器标准，而 MCP98243 符合 JC42.4 - TSE2002B3 温度传感器标准，并且带有 2 Kbit 串行 EEPROM 用于串行存在检测（SPD）。该传感器采用 2 - 线 I2C™/SMBus 接口，提供 DFN - 8、TDFN - 8、UDFN - 8、TSSOP - 8 等多种封装形式。

二、关键特性

（一）温度传感器特性

1. 高精度转换：具备温度到数字的转换功能，不同温度区间精度不同。在 +75°C 到 +95°C 范围内，典型精度为 ±0.2°C，最大精度为 ±1°C；在 +40°C 到 +125°C 范围内，典型精度为 ±0.5°C，最大精度为 ±2°C；在 -20°C 到 +125°C 范围内，典型精度为 ±1°C，最大精度为 ±3°C。
2. 电源范围：指定的 (V_{DD}) 范围为 3.0V 到 3.6V，工作电压范围为 2.7V 到 5.5V。
3. 低功耗：典型工作电流为 200 µA。

（二）串行 EEPROM 特性（MCP98243）

1. 宽电源范围：指定的 (V_{DD}) 范围为 1.8V 到 5.5V。
2. 低功耗读写：写入时典型电流为 1.1 mA，持续 3.5 ms；读取时典型电流为 100 µA。
3. 写保护功能：具备永久和可逆的软件写保护，可对低 1 Kbit 进行软件写保护，组织形式为 1 块 256 x 8 - bit（2 Kbit）。

三、典型应用

（一）DIMM 模块

适用于服务器、PC 和笔记本电脑的 DIMM 模块，能实时监测内存模块的温度，确保其稳定运行。

（二）通用温度记录

可用于各种需要进行温度数据记录的场景，为数据分析和设备维护提供依据。

四、电气特性

（一）绝对最大额定值

需要注意的是，超过“最大额定值”的应力可能会对设备造成永久性损坏。例如，(V_{DD}) 最大为 6.0V，所有输入/输出引脚电压范围为 GND - 0.3V 到 6.0V，引脚 A0 电压范围为 GND - 0.3V 到 12.5V 等。

（二）温度传感器直流特性

在不同温度区间和电源条件下，传感器具有不同的精度表现。例如，在 +75°C < (T_{A}) ≤ +95°C 时，典型精度为 ±0.2°C，最大精度为 ±1°C。温度转换时间典型为 65 - 125 ms。工作电流在 EEPROM 不活动时典型为 200 µA，关机电流 MCP9843 为 1 - 2 µA，MCP98243 为 1 - 3 µA。

（三）MCP98243 EEPROM 直流特性

EEPROM 的工作电压范围为 1.8V 到 5.5V，写入电流典型为 1100 µA，读取电流典型为 100 µA。写周期时间典型为 3 - 5 ms，在 (T_{A}) = +25°C 时，写入次数可达 1M 次。

（四）输入/输出引脚直流特性

包括输入高、低电平电压，输入电流，输入阻抗等参数，例如输入高电平电压 (V{IH}) 为 0.7(V{DD})，低电平电压 (V{IL}) 为 0.3(V{DD})。

（五）传感器和 EEPROM 串行接口时序规格

规定了 2 - 线 I2C 接口的各种时序参数，如串行端口频率、时钟高低电平时间、数据建立和保持时间等。例如，串行端口频率在 (V{DD}) = 1.8V 到 5.5V 时为 10 - 100 kHz，在 (V{DD}) = 2.2V 到 5.5V 时为 10 - 400 kHz。

五、温度特性

（一）温度范围

指定温度范围为 -20°C 到 +125°C，工作温度范围为 -40°C 到 +125°C，存储温度范围为 -65°C 到 +150°C。

（二）热阻特性

不同封装形式的热阻不同，如 8L - DFN 封装的热阻典型为 68°C/W，8L - TDFN 封装典型为 52.5°C/W，8L - TSSOP 封装典型为 139°C/W，8L - UDFN 封装典型为 41°C/W。

六、引脚描述

（一）地址引脚（A0, A1, A2）

用于设置设备地址，A0 还可作为 EEPROM 软件写保护的高电压输入。

（二）接地引脚（GND）

系统接地引脚。

（三）串行数据线（SDA）

双向输入/输出引脚，用于与主机控制器进行数据传输，需要上拉电阻。

（四）串行时钟线（SCL）

时钟输入引脚，所有通信和时序都与该引脚信号相关。

（五）温度警报输出（Event）

当环境温度超出用户编程的温度限制时，该引脚输出信号。

（六）电源引脚（(V_{DD})）

提供电源，工作电压范围按直流电气规格表设定。

（七）外露散热垫（EP）

与 GND 引脚内部电气连接，可连接到 PCB 上的相同电位，提高热传导性能。

七、串行通信

（一）2 - 线标准模式 (I^{2}C^{TM}) 协议兼容接口

MCP9843/98243 的 SCL 和 SDA 引脚构成 2 - 线双向标准模式 (I^{2}C) 兼容通信端口。数据传输由起始条件开始，接着是 7 位设备地址和读写位，每次访问以停止条件结束。该设备不支持顺序寄存器读写，每个寄存器需通过寄存器指针寻址。

（二）主/从模式

总线由主设备（通常是微控制器）控制，MCP9843/98243 是从设备。主从设备都可作为发送器或接收器，由主设备决定工作模式。

（三）起始/停止条件

SDA 线在 SCL 为高电平时的高低电平转换分别表示起始和停止条件。

（四）地址字节

主机发送的 8 位地址字节中，前 7 位为设备地址，第 8 位为读写位。

（五）数据有效性

数据传输时，每个数据位需在 SCL 从低到高转换前稳定一段时间。

（六）确认（ACK/NAK）

接收设备在接收到每个字节后需产生 ACK 位，主设备需额外产生一个时钟脉冲以识别 ACK。读取时，主设备通过不产生 ACK 位（NAK）表示数据结束。

（七）超时（仅 MCP9843/98243 传感器）

如果 SCL 保持低电平或高电平的时间超过 (t_{OUT})，温度传感器将重置串行接口，但 EEPROM 不会。

八、功能描述

MCP9843/98243 温度传感器由带隙型温度传感器、Delta - Sigma 模数转换器（ΣΔ ADC）、用户可编程寄存器和 2 - 线 (I^{2}C) 协议兼容串行接口组成。用户可通过串行接口发送寄存器指针来访问多个寄存器，包括能力寄存器、配置寄存器、事件温度上下限跳闸寄存器、临界温度跳闸寄存器、温度寄存器、制造商识别寄存器和设备识别寄存器等。

MCP9843/98243 以其高精度、低功耗、丰富的功能和良好的兼容性，为电子工程师在温度监测和控制方面提供了一个可靠的解决方案。在实际设计中，我们需要根据具体的应用场景和需求，合理选择封装形式、设置寄存器参数，以充分发挥该传感器的性能。大家在使用过程中有没有遇到什么问题呢？欢迎一起交流探讨。