温度制御型プログラ マブル MOSFET ド ラ イバ 特長 ISL25700 は、 8 ビ ッ ト D/A コ ンバータ 2 系統 と オーバー カ レ ン ト 保護機能を モ ノ リ シ ッ ク CMOS IC 上に集積 し た、 高機能な温度制御型 MOSFET ド ラ イ バです。 • I2C シ リ アル イ ン タ フ ェース を介 し てセ ッ ト ポ イ ン ト の設定が可能 対象点の温度を モニ タ ー し、 ユーザーが設定 し たセ ッ ト ポ イ ン ト と 比較 し て、 設定温度に到達す る ま で出力を駆 動し ます。 ISL25700 のほかに、 外付けのパワー MOSFET、 ヒ ーター、 および NTC サー ミ ス タ を使っ て温度制御ルー プを構成し ます。 • 動作温度範囲 : –40°C ~ +125°C 電流の上限値を設定で き る MOSFET のオーバーカ レ ン ト 保護機能 も 備え てお り 、 出力電圧を自動的に調整 し て MOSFET パ ワ ーを ユーザー定義 リ ミ ッ ト 以下に維持 し ます。 保護設定は電流 リ ミ ッ ト 違反を引 き 起 こ す可能性 のあ る 温度設定 よ り も 優先 し ます。 アプ リ ケーシ ョ ンが自由に使え る 8 ビ ッ ト 汎用 D/A コ ン バータ を 2 系統搭載し ています。 ISL25700 は一定温度の維持が必要な ア プ リ ケーシ ョ ン に最適です。 ア プ リ ケーシ ョ ン * (17 ページ参照) • セ ッ ト ポ イ ン ト の温度範囲 : +40°C ~ +110°C • セ ッ ト ポ イ ン ト 初期精度 : 3°C • セ ッ ト ポ イ ン ト の粗調整お よ び微調整 - 粗調整範囲 +15°C - 微調整範囲 +0.1°C • 長期 ド リ フ ト 誤差 : ±0.5°C • 外付け MOSFET のプ ロ グ ラ マブルな電流保護 • 5 ビ ッ ト のゲ イ ン設定 • 電源電圧範囲 : 3V ~ 15V • 20kΩ か ら 200kΩ の外付け NTC サー ミ ス タ に対応 • 汎用 8 ビ ッ ト D/A コ ンバー タ 、 出力分解能 0.4% • 高い信頼性 - 耐久性 : 各レ ジ ス タ の ビ ッ ト あ た り 1 万回のデー タ 書 き 換え - レ ジ ス タ デー タ 保持 : T ≦ +125°C にて 10 年間 • 10 リ ー ド μTFDN 2.1mm×1.6mm パ ッ ケージ • マ イ ク ロ 恒温槽を用いた次の よ う な温度制御アプ リ ケーシ ョ ン - 基地局 - 分光器 - プレ シジ ョ ン メ ーター - プ レ シ ジ ョ ン ジ ェ ネ レー タ • 鉛フ リ ー (RoHS 準拠) 100 TEMPERATURE (°C) 80 60 40 20 0 0 3 6 9 12 15 TIME (MINUTES) 図 1. 温度セ ト リ ング時間の代表的特性 2010 年 9 月 3 日 FN6885.0 1 注意 : 本デー タ シー ト 記載のデバイ スは静電気に対 し て敏感です。 適切な取 り 扱い を行っ て く だ さ い。 Intersil およびロ ゴは Intersil Americas Inc. の米国におけ る登録商標です。 XDCP は Intersil Corporation の商標です。 Copyright Intersil Americas Inc. 2010. All Rights Reserved そのほかの企業名や製品名な どの商標はそれぞれの権利所有者に帰属 し ます。 ISL25700 ISL25700 ISL25700 ブ ロ ッ ク 図 / ア プ リ ケーシ ョ ン回路 3V TO 15V VDD SCL VOLATILE & NON-VOLATILE REGISTERS I2C BUS CONTROL SDA K3 R PROGRAMMABLE OVERCURRENT PROTECTION K1 8-BIT FTC DAC K2 REFERENCE GENERATOR & POWER CIRCUITRY RSENSE ISENSE C ADJUSTABLE SYSTEM LOOP GAIN VREF RTH VOUT PMOS VINT THERMISTOR RINT VREF 8-BIT GP DAC VDAC HEATER GND 2 CCOMP FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 ピ ン配置 ISL25700 (10 リ ー ド μTQFN) 上面 10 NC O 1 9 CCOMP SCL 2 8 ISENSE SDA 3 7 VOUT GND 4 6 VDAC 5 VDD RTH ピ ンの説明 μTQFN ピ ン番号 ピ ン名称 1 VDD 電源。 デバイ スの動作に必要な電源を与え ます。 2 SCL I2C イ ン タ フ ェ ースの入力 ク ロ ッ ク。 I2C シ リ アルイ ン タ フ ェ ースのシ リ アルク ロ ッ ク 入力です。 SCL には外付けプルア ッ プ抵抗が必要です。 ピ ンが開放の と き に入力が中間電位 と な ら ないよ う に、 およ そ 3MΩ のプルダウ ン抵抗が内蔵 さ れています。 3 SDA I2C イ ン タ フ ェ ースのオープ ン ド レ イ ン シ リ アル入出力。 SDA は I2C イ ン タ フ ェ ースの双方向シ リ ア ルデー タ 入出力です。 I2C マス タ ーデバイ スが出力するデバイ ス ア ド レ ス、 オペ コ ー ド 、 およびデー タ を、 シ リ アル ク ロ ッ ク SCL の立ち上が り エ ッ ジ で取 り 込みます。 また、 シ リ アルク ロ ッ クの立ち下が り エ ッ ジ でデー タ を出力 し ます。 SDA ピ ンには外付けプルア ッ プ抵抗が必要です。 ピ ンが開放の と き に入力が中間電位 と な ら ないよ う に、 およ そ 3MΩ のプルダウ ン抵抗が内蔵 さ れています。 4 GND グ ラ ン ド 。 デバイ スのバイ ア スグ ラ ン ド および基準グ ラ ン ド です。 5 RTH 外付け NTC サー ミ ス タ 。 外付け NTC サー ミ ス タ はホ イ ー ト ス ト ン ブ リ ッ ジの一辺を構成 し 、 RTH ピ ン と GND の間に接続 し ます。 6 VDAC DAC 出力。 高精度な 8 ビ ッ ト D/A コ ンバー タ の出力です。 D/A コ ンバー タ の出力電圧範囲はデ フ ォ ル ト で 0V から 2V です。 D/A コ ンバー タ の出力電圧範囲を 2 倍にするには、 ゲ イ ン コ ン ト ロールレ ジ ス タ の DAC ゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03h[6] を 1 にセ ッ ト し ます。 7 VOUT 外付け P チ ャ ネル MOSFET の制御出力。 ホ イ ー ト ス ト ン ブ リ ッ ジの不平衡に比例 し て外付け PMOSFET を駆動 し ます。 8 ISENSE 電流セ ン ス入力。 外付け電流セ ン ス抵抗 RSENSE 両端の電圧低下を モニ タ ー し ます。 電流セ ン ス レ ジ ス タ Reg.01h[7:3] 設定 し た電圧低下 リ ミ ッ ト 値を ISENSE が超え る と 、 P-MOSFET の電力損失が制 限 さ れます。 9 CCOMP 補償 コ ンデンサ。 デバイ スの安定性を高める ために、 補償用のセ ラ ミ ッ ク コ ンデンサを CCOMP ピ ン と グ ラ ン ド 間に接続 し ます。 容量値は 30pF から 1000pF です。 こ の コ ンデンサを介 し てオペア ン プに負 帰還が与え ら れます。 10 NC 説明 内部回路には接続 さ れていません。 3 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 注文情報 部品番号 (備考 1, 2, 3) マーキング リ ールあた り の 個数 温度範囲 (℃) パ ッ ケージ (鉛フ リ ー) パ ッ ケージの 外形図 ISL25700FRUZ-T GT 3000 -40 to +125 10 Ld 2.1x1.6 µTQFN L10.2.1x1.6A ISL25700FRUZ-TK GT 1000 -40 to +125 10 Ld 2.1x1.6 µTQFN L10.2.1x1.6A ISL25700FRUZ-T7A GT 250 -40 to +125 10 Ld 2.1x1.6 µTQFN L10.2.1x1.6A 備考 : 1. リ ールの詳細仕様については Technical Brief 「Tape and Reel Specification for Integrated Circuit (TB347)」 を参照 し て く だ さ い。 2. こ れ ら 鉛フ リ ーのプ ラ ス チ ッ ク パ ッ ケージ製品には、 専用の鉛フ リ ー素材、 モール ド 素材、 ダ イ ア タ ッ チ素材を採用す る と と も に、 RoHS 指令に準拠 し 、 かつ、 Pb はんだ付け作業お よ び鉛フ リ ーはんだ付け作業 と 互換性のあ る e4 端子外装処理の NiPdAu メ ッ キ を施 し てい ます。 イ ン タ ーシルの鉛フ リ ー製品は鉛フ リ ーピー ク リ フ ロ ー温度において MSL 分類に対応 し 、 こ の仕様は IPC/JEDEC J STD-020 の鉛フ リ ー要件 と 同等か上回る も のです。 3. 湿度感受性レベル (MSL) については ISL25700 のデバ イ ス情報ページ を参照 し て く だ さ い。 MSL の詳細については Technical Brief 「Guidelines for Handling and Processing Moisture Sensitive Surface Mount Devices (TB363)」 を参照 し て く だ さ い。 4 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 絶対最大定格 温度情報 すべてのデジ タ ル イ ン タ フ ェ ース ピ ン電圧、 GND 基準. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3V ~ +6V VDD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –0.3V ~ +16.5V ESD 定格 人体モデル (JESD22-A114F にて試験) . . . . . . . . . . . . . . . 5kV 機械モデル (JESD22-A115B にて試験) . . . . . . . . . . . . . . 200V ラ ッ チア ッ プ. . . . . . . . . . . . . . . . . +125°C にて Class II、 Level A 熱抵抗 (代表値) θJA (°C/W)θJC (°C/W) 10 リ ー ド μTQFN パ ッ ケージ (備考 4, 5) 135 75 保存温度範囲 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . –65°C ~ +150°C 最大接合部温度 (プ ラ ス チ ッ ク パ ッ ケージ) . . . . . . . . . .+150°C 鉛フ リ ー ・ リ フ ロ ープ ロ フ ァ イ ル. . . . . . . 以下の URL を参照 http://www.intersil.com/pbfree/Pb-FreeReflow.asp 推奨動作条件 温度範囲 (イ ンダス ト リ アル) . . . . . . . . . . . . . . . . . . –40°C ~ +125°C VDD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3V ~ 15V 注意 : 過度に長い期間にわた っ て最大定格点ま たは最大定格付近でモジ ュ ールを動作 さ せないで く だ さ い。 その よ う な動作条件 を課す と 製品の信頼性に影響が及ぶ恐れがあ る と と も に、 保証の対象 と はな ら ない可能性があ り ます。 備考 : 4. θJA はデバ イ ス を放熱効率の高い試験基板に実装 し 自由大気中で測定 し た値です。 詳 し く は Technical Brief 「Thermal Characterization of Packaged Semiconductor Devices (TB379)」 を参照 し て く だ さ い。 5. θJC の測定におけ る 「ケース温度」 位置はパ ッ ケージ上面の中心です。 アナ ロ グ特性 特記のない限 り 推奨動作条件の範囲に適用。 太字の リ ミ ッ ト 値は動作温度範囲である –40°C から +125°C に対 し て適用 さ れます。 記号 TSET パラ メ ー タ Temperature Set Point MIN ( 備考 13) 試験条件 TSET must be above ambient TSET_FINE °C MAX 110 °C ±3 °C 15 °C 0.1 °C RTH = 100k @ +25°C, B25/85 = 4100k ( 備考 14) Fine Adjustment of Set Point TSET_FINE_DNL Fine Control Differential Non-linearity ( 備考 8) Long-term Drift of Set Point ITH Thermistor Current Range RTH NTC Thermistor Range VOUT IOUT VSENSE -2.5 ±0.9 +2.5 LSB ( 備考 7) -2 ±0.5 +2 LSB ( 備考 7) 1000h, Reg.1 = x2h, Reg.2 = 80h, Reg.3 = 90h Resistance @ +25°C External P-MOSFET Gate Voltage IOUT = 0µA VOUT Swing @ Fixed VDD 単位 40 TSET_FINE_INL Fine Control Integral Non-linearity ( 備考 9) TDRIFT MAX ( 備考 13) MIN Temperature Set Point Accuracy 3 sigma standard deviation TSET_COARSE Coarse Adjustment of Set Point TYP ( 備考 6) IOUT = 0µA ±0.5 °C 25 40 55 µA 20 100 200 kΩ VDD V 0.25 MIN VDD - 2.5 Output Current V 7 Overcurrent Protection Set Point VSENSE = ISENSE x RSENSE; see Table 3 µA 200 to 1750 mV GENERAL PURPOSE DAC (MEASUREMENTS BETWEEN GND AND VDAC) VDAC MAX Maximum DAC Output Using internal VREF, VDD ≤ 5V, No load, Gain = 1 2 2.5 V VDD > 5V, No load, Gain = 2 4 5.0 V INL ( 備考 9) Integral Non-Linearity No load -1 ±0.4 +1 LSB ( 備考 7) DNL ( 備考 8) Differential Non-linearity No load -0.75 ±0.3 +0.75 LSB ( 備考 7) 0 0.2 1 LSB ( 備考 7) VDAC_OFFSET Offset ROUT DAC register set to 0, No load DAC Output Impedance 5 350 Ω FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 アナ ロ グ特性 特記のない限 り 推奨動作条件の範囲に適用。 太字の リ ミ ッ ト 値は動作温度範囲である –40°C から +125°C に対 し て適用 さ れます。 (続き) 記号 パラ メ ー タ PSRR Power Supply Rejection Ratio TCV Temperature Coefficient ( 備考 10, 11) 動作特性 記号 試験条件 単位 dB DAC register set between 20 hex and FF hex ±45 ppm/°C 特記のない限 り 推奨動作条件の範囲に適用。 太字の リ ミ ッ ト 値は動作温度範囲である –40°C から +125°C に対 し て適用 さ れます。 パラ メ ー タ 試験条件 fSCL = 400kHz; SDA = Open; (for I2C, Active, Read and Write States) IPMOS = 0mA, DAC unload IDD2 VDD Supply Current (Volatile Write/read) IPMOS = 0mA, DAC unload Leakage Current, at SDA and SCL Pins Voltage at pin from GND to VCC DAC Settling Time From bus STOP condition to VDAC change Power-On Recall Voltage Minimum VDD at which memory recall occurs VPOR MAX ( 備考 13) -85 VDD Supply Current (Non-Volatile Write/read) tDAC ( 備考 11) TYP ( 備考 6) DAC at middle scale, frequency from 0Hz to 25kHz IDD1 ILkgDig MIN ( 備考 13) VDD Ramp VDD Ramp Rate @ any level from 0V to 15V tD ( 備考 11) VDD above VPOR, to DAC Register recall completed, and I2C Interface in standby state Power-Up Delay MIN ( 備考 13) TYP ( 備考 6) -2 2.5 0.2 MAX ( 備考 13) 単位 4 mA 2.8 mA 2 µA 3 µs 2.9 V 50 V/ms 1 ms EEPROM SPECIFICATIONS EEPROM Endurance 10,000 Cycles Temperature ≤ +55°C 50 Years Temperature ≤ +125°C 10 Years I2C Bus Voltage VI2C ≤ VDD 2.7 VIL SDA, and SCL Input Buffer LOW Voltage VI2C from 2.7V to 5.5V VIH SDA, and SCL Input Buffer HIGH Voltage VI2C from 2.7V to 5.5V EEPROM Retention SERIAL INTERFACE SPECIFICATIONS VI2C Hysteresis SDA and SCL Input Buffer ( 備考 11) Hysteresis VOL ( 備考 11) SDA Output Buffer LOW Voltage, Sinking 4mA Cpin ( 備考 11) SDA, and SCL Pin Capacitance fSCL 5.5 V 0.8 V 1.4 V 0.05*VI2C V 0 SCL Frequency 0.4 V 10 pF 400 kHz tIN ( 備考 11) Pulse Width Suppression Time at SDA and SCL Inputs Any pulse narrower than the max spec is suppressed 50 ns tAA ( 備考 11) SCL Falling Edge to SDA Output Data Valid SCL falling edge crossing 30% of VI2C, until SDA exits the 30% to 70% of VI2C window 900 ns tBUF ( 備考 11) Time the Bus Must be Free Before the Start of a New Transmission SDA crossing 70% of VI2C during a STOP condition, to SDA crossing 70% of VI2C during the following START condition 1300 ns tLOW Clock LOW Time Measured at the 30% of VI2C crossing 1300 ns tHIGH Clock HIGH Time Measured at the 70% of VI2C crossing 600 ns 6 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 動作特性 記号 特記のない限 り 推奨動作条件の範囲に適用。 太字の リ ミ ッ ト 値は動作温度範囲である –40°C から +125°C に対 し て適用 さ れます。 (続き) パラ メ ー タ 試験条件 MIN ( 備考 13) TYP ( 備考 6) MAX ( 備考 13) 単位 tSU:STA START Condition Setup Time SCL rising edge to SDA falling edge. Both crossing 70% of VI2C. 600 ns tHD:STA START Condition Hold Time From SDA falling edge crossing 30% of VI2C to SCL falling edge crossing 70% of VI2C 600 ns tSU:DAT Input Data Setup Time From SDA exiting the 30% to 70% of VI2C window, to SCL rising edge crossing 30% of VI2C 100 ns tHD:DAT Input Data Hold Time From SCL falling edge crossing 70% of VI2C to SDA entering the 30% to 70% of VI2C window 0 ns tSU:STO STOP Condition Setup Time From SCL rising edge crossing 70% of VI2C, to SDA rising edge crossing 30% of VI2C 600 ns tDH Output Data Hold Time From SCL falling edge crossing 30% of VI2C, until SDA enters the 30% to 70% of VI2C window 0 ns tR SDA and SCL Rise Time From 30% to 70% of VI2C 20 + 0.1 * Cb 250 ns tF SDA and SCL Fall Time From 70% to 30% of VI2C 20 + 0.1 * Cb 250 ns Cb Capacitive Loading of SDA or SCL Total on-chip and off-chip 10 400 pF Rpu ( 備考 11) tWC ( 備考 11, 12) SDA and SCL Bus Pull-Up Resistor Off-Chip Maximum is determined by tR and tF. For Cb = 400pF, max is about 2~2.5kΩ. For Cb = 40pF, max is about 15~20kΩ 1 Non-Volatile Write Cycle Time kΩ 15 20 ms 備考 : 6. TYP 値は、 TA = +25°C、 電源電圧 +12V での値です。 7. LSB: [VDAC255 – VDAC0]/255。 こ こ で VDAC255 と VDAC0 は、 汎用 DAC レ ジ ス タ Reg.04h[7:0] を それぞれ FFh お よ び 00h に 設定 し た と き の DAC の出力電圧です。 8. DNL = [VDACi – VDACi-1]/LSB-1, for i = 1 to 255。 こ こ で i は汎用 DAC レ ジ ス タ Reg.04h[7:0] の設定値。 9. INL = [VDACi – (i • LSB + VDAC0)]/LSB for i = 1 to 255 VDAC i ( T ) – VDAC i ( 40°C ) 10 6 TC V = ------------------------------------------------------------------------- × ---------------------------VDAC i ( 40°C ) ( T – 40 )°C , for i = 1 to 255。 T = –40°C ~ +125°C、 40°C を基準。 10. 11. リ ミ ッ ト 値は特性評価にて得てお り 、 製品では試験 し てい ません。 12. tWC は、 I2C シ リ アル イ ン タ フ ェ ース の ラ イ ト 動作での ラ イ ト シーケ ン ス の終了におけ る 有効な STOP 条件か ら 、 内部不揮発 性レ ジ ス タ への ラ イ ト サ イ ク ルま での時間です。 不揮発性レ ジ ス タ への ラ イ ト サ イ ク ルの終了は BUSY 状態のポー リ ン グで 確認で き ます。 13. MIN リ ミ ッ ト お よ び MAX リ ミ ッ ト を有す る パ ラ メ ー タ は、 特記のない限 り 、 +25°C にて全数試験を行っ てい ます。 温度 リ ミ ッ ト は特性評価にて得てお り 、 製品では試験 し てい ません。 14. B25/85 はサー ミ ス タ 素材固有の定数で、 抵抗値 と 温度の関係を表 し た グ ラ フ の傾 き を表 し ます。 7 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 SCL 信号 と SDA 信号の タ イ ミ ン グ tHIGH tF SCL tLOW tR tWC tSU:DAT tSU:STA tHD:DAT tHD:STA SDA (INPUT TIMING) tSU:STO tAA tDH tBUF SDA (OUTPUT TIMING) 代表的な性能特性 2.5 VDD = 15V VDD = 12V 1.5 1.0 0.5 0.0 -40 MEASURED AT RT PIN CCOMP = 10nF AFTER 10 MIN SETTLING TIME MARKER = 14.6µV/√Hz 15 NOISE (µV/√Hz) IDD (mA) 2.0 VDD = 5V VDD = 3V -20 0 20 40 60 80 100 TEMPERATURE (°C) 図 2. 電源電流 IDD vs VDD 10 5 120 0 0.1 1.0 10 FREQUENCY (Hz) 100 図 3. 閉ループ ア プ リ ケーシ ョ ン での RTH 入力における ノ イ ズレ ベル、 2µV/ √ Hz @ 1Hz VDD = 12V VOUT 0.5ms/DIVISION 図 4. VOUT パワーア ッ プデ ィ レ イ 8 VDAC 0.5µs/DIVISION 図 5. 汎用 DAC のセ ト リ ング時間 (フ ルスケール、 ゲ イ ン = 2) FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 代表的な性能特性 (続き) 0.2 0.2 GAIN = 1 GAIN = 1 0.1 DNL (LSB) DNL (LSB) 0.1 0.0 -0.1 -0.2 0.0 -0.1 -0.2 GAIN = 2 -0.3 0 50 100 150 200 -0.3 250 0 50 CODE (DECIMAL) 100 150 200 図 6. 汎用 DAC の DNL vs DAC コ ー ド 値、 VDD = 3V 図 7. 汎用 DAC の DNL vs DAC コ ー ド 値、 VDD = 5V 0.2 0.5 GAIN = 1 GAIN = 1 0.3 INL (LSB) 0.1 DNL (LSB) 250 CODE (DECIMAL) 0 -0.1 0.1 -0.1 -0.3 -0.2 GAIN = 2 -0.3 0 50 100 150 200 -0.5 0 250 50 CODE (DECIMAL) 100 図 8. 汎用 DAC の DNL vs DAC コ ー ド 値、 VDD = 15V 250 0.5 0.3 0.3 GAIN = 1 GAIN = 1 INL (LSB) INL (LSB) 200 図 9. 汎用 DAC の INL vs DAC コ ー ド 値、 VDD = 3V 0.5 0.1 -0.1 -0.3 -0.5 0 150 CODE (DECIMAL) 100 150 200 GAIN = 2 250 CODE (DECIMAL) 図 10. 汎用 DAC の INL vs DAC コ ー ド 値、 VDD = 5V 9 -0.1 -0.3 GAIN = 2 50 0.1 -0.5 0 50 100 150 200 250 CODE (DECIMAL) 図 11. 汎用 DAC の INL vs DAC コ ー ド 値、 VDD = 15V FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 代表的な性能特性 (続き) GAIN ERROR (%) 0.5 0.3 0.1 VDD = 15V VDD = 5V -0.1 -0.3 -0.5 5 55 105 155 205 255 CODE (DECIMAL) 図 12. 汎用 DAC のゲ イ ン誤差 動作の仕組み ISL25700 は外部物体の温度および外部 P-MOSFET の損失 を高精度に制御する MOSFET ド ラ イ バです。 NTC サー ミ ス タ の抵抗値を連続的にセン ス し、 P-MOSFET (温度制御 要素) の電流を調整し て温度を制御し ます。 ISL25700 は、 物体の温度 と I2C シ リ アル イ ン タ フ ェース を 介 し て ユーザーが設定 し た目標温度セ ッ ト ポ イ ン ト (TSET) と を比較し、 その差に逆比例する形で P-MOSFET を駆動し ます。 外付け NTC サー ミ ス タ を使っ てセン ス し た外部温度を ホ イ ー ト ス ト ン ブ リ ッ ジ と ア ン プを用いて 駆動電圧に変換 し ます。 電流モー ド のホ イ ー ト ス ト ン ブ リ ッ ジの一辺は外付け NTC サー ミ ス タ と プ ロ グ ラ マブル 8 ビ ッ ト FTC DAC で構成 さ れ、他の一辺は内部抵抗 RINT に電流を供給する プ ロ グ ラ マブル電流 ソ ース K1 で構成 さ れています。 8 ビ ッ ト FTC DAC は +15°C の粗調整温度ウ イ ン ド ウ内に 設定し た TSET を +0.1°C 以下の精度で微調整する役割を 担います。TSET 温度は、粗調整温度制御レ ジ ス タ Reg.01h [2:0] と 、微調整温度制御レ ジ ス タ Reg.02h[7:0] で設定し ま す。 詳し く は 10 ページの 「レ ジ ス タ マ ッ プ」 セ ク シ ョ ン を参照し て く だ さ い。 サー ミ ス タ の抵抗値、 R/T カーブ タ イ プ、 誤差、 NTC 傾き な どのパ ラ メ ータ と 、 ホ イー ト ス ト ンブ リ ッ ジの辺を流れ る電流比の調整に よ っ て、 TSET が +15°C の温度粗調整ウ ィ ン ド ウ の範囲に収ま る よ う に 設定し ます。 なお TSET は具体的なアプ リ ケーシ ョ ンで見 込まれる最高周囲温度よ り も 高 く なければな り ません。 シ ス テ ムゲ イ ンは、 ゲ イ ン コ ン ト ロールレ ジ ス タ Reg.03h [4:0] を使っ て、 ス テ ッ プあた り 0.35dB で 32 ス テ ッ プの 範囲で設定し ます。 総シ ス テムゲ イ ン を調整する こ と で、 外付け部品を使用す る こ と な く サーマルシ ス テ ムの発振 を防止で き ます。 10 P-MOSFET の電力損失の制御 と 設定には電流セ ン ス レ ジ ス タ Reg.01h[7:3] を使用し ます。 こ の設定機能に よ っ て、 初期 タ ーンオン時の ヒ ー ト 曲線の調整 と 、 P-MOSFET の オーバー ヒ ー ト が回避で き ます。 電流を セ ン スす る には P-MOSFET と 直列に接続する外付け抵抗RSENSE が必要で す。 RSENSE 値に よ っ て電流 リ ミ ッ ト 値が決ま り ます。 実 効的な電圧降下が 200mV か ら 1750mV の範囲で、 かつ、 MOSFET が安全動作領域 (SOA) にな る よ う に、 RSENSE を選択し て く だ さ い。 汎用 8 ビ ッ ト DAC であ る GP DAC の出力電圧 VDAC は汎 用 DAC レ ジ ス タ Reg.04h[7:0] で設定し ます。汎用 DAC の 出力振幅はゲ イ ン コ ン ト ロ ールレ ジ ス タ の DAC ゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03h[6] で設定し ます。 ゲ イ ン コ ン ト ロールレ ジ ス タ の DAC イ ネーブルビ ッ ト Reg.03h[7] を 0 にする と 、 汎用 DAC はデ ィ ス エーブル状態にな り ます。 レジス タ マ ッ プ デバ イ ス には揮発性 (RAM) と 不揮発性 (EEPROM) の 2 種類の レ ジ ス タ バン ク が搭載 さ れてい ます。 ア ド レ ス 00h か ら 07h の揮発性レ ジ ス タ のレ ジ ス タ名称およびビ ッ ト 定義 と 、 不揮発性レ ジ ス タ の レ ジ ス タ 名称お よ びビ ッ ト 定義 と は同一です。 パ ワーア ッ プ時にすべてのデー タ は不揮発性レ ジ ス タ か ら 呼び出 さ れ る 揮発性レ ジ ス タ に 保持 さ れます。 パ ワーア ッ プ後に揮発性レ ジ ス タ と 不揮 発性レ ジ ス タ に独立 し て ラ イ ト / リ ー ド す る には、 コ ン ト ロール / ス テータ ス レ ジ ス タ の NV ビ ッ ト Reg.08h[7] を 1 に設定し ます。 ただ し、 不揮発性レ ジ ス タへの ラ イ ト は 対応す る 揮発性レ ジ ス タ に も 自動的に ラ イ ト さ れまれま すが、 不揮発性レ ジ ス タ か ら の リ ー ド はで き ません。 す べてのデー タ は対応す る 揮発性レ ジ ス タ か ら リ ー ド さ れ ます。 デバ イ スのレ ジ ス タ マ ッ プを表 1 に示し ます。 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 表 1. ISL25700 のレ ジ ス タ マ ッ プ ビ ッ ト 定義 レジス タ ア ド レス 7 6 5 4 3 2 1 0 デ フ ォル ト 値 デバイ ス ID ( リ ー ド オ ン リ ー) 00h ID[7] ID[6] ID[5] ID[4] ID[3] ID[2] ID[1] ID[0] 00h 電流セ ン ス / 粗調整温度制御 01h CS[4] CS[3] CS[2] CS[1] CS[0] CTC[2] CTC[1] CTC[0] 03h 微調整温度制御 02h FTC[7] FTC[6] FTC[5] FTC[4] FTC[3] FTC[2] FTC[1] FTC[0] 80h ゲ イ ン コ ン ト ロール (DAC イ ネーブル /DAC ゲ イ ン / シ ス テムループゲ イ ン) 03h DAC Enable SLG[4] SLG[3] SLG[2] SLG[1] SLG[0] 90h 汎用 DAC 04h DAC[7] DAC[6] DAC[5] DAC[4] DAC[3] DAC[2] DAC[1] DAC[0] 80h 汎用レ ジ ス タ 1 05h GP1[7] GP1[6] GP1[5] GP1[4] GP1[3] GP1[2] GP1[1] GP1[0] 00h 汎用レ ジ ス タ 2 06h GP2[7] GP2[6] GP2[5] GP2[4] GP2[3] GP2[2] GP2[1] GP2[0] 00h RINT 絶対誤差 ( リ ー ド オ ン リ ー) 07h sign bit ERR[6] ERR[5] ERR[4] ERR[3] ERR[2] ERR[1] ERR[0] XX コ ン ト ロール / ス テー タ ス レ ジ ス タ (不揮発性のみ) 08h レジス タ名 NV DAC Gain NA デバイ ス ID レ ジ ス タ (Reg.00h[7:0]) リ ー ド オン リ ーレ ジ ス タ です。 デバ イ ス ID コー ド 00h が 格納 さ れています。 粗調整温度制御 (Reg.01h[2:0]) 3 ビ ッ ト の設定に よ っ て温度セ ッ ト ポ イ ン ト の 7 種類の粗 調整 ウ ィ ン ド ウ のひ と つ を 選択 し ま す。 デ フ ォ ル ト の セ ッ ト ポ イ ン ト は、 RTH が 100kΩ で +25°C での温度係数 が –4.25%/°C のサー ミ ス タ を 接続 し た場合に、 お よ そ +59°C に相当し ます。 温度セ ッ ト ポ イ ン ト は +40°C か ら +110°C の動作温度範囲であればいずれの値に も 変更で き る ほか、 異な る抵抗値ま たは R/T カーブ タ イ プ (NTC 傾 き) 特性のサー ミ ス タ も 使え ま す。 そ の場合、 式 1 の RINT/RTH の比に従っ て、 セ ッ ト ポ イ ン ト が +15°C の粗調 整範囲 ウ ィ ン ド ウ に収ま る よ う に、 粗調整 ウ ィ ン ド ウ を 設定し ます。 Code K2 + K3 × --------------R INT ( T ) 255 ---------------------------------------- = -------------------------------------------R TH ( setpoint ) K1 (式 1) こ こ で、 RINT:ホ イー ト ス ト ンブ リ ッ ジの一辺を構成する内蔵9kΩ 抵抗。 K1、 K2、 K3 : ホ イー ト ス ト ンブ リ ッ ジの各辺の電流の比 を表す係数。 Code : 微調整温度制御レ ジ ス タ Reg.02h[7:0] に設定 し た 10 進数での値。 内蔵抵抗 RINT の抵抗値は ISL25700 のデバ イ ス ご と に異 な る ほか、 パ ッ ケージ温度に も 依存し ます。 温度 T にお け る実際の RINT は式 2 で求めます。 R INT ( T ) = R INT ( 25 )x [ 1 + α ( T – 25 ) + β ( T – 25 ) 2 ] (式 2) NA NA NA NA NA NA BUSY 00h RINT 絶対誤差 : RINT 絶対誤差 Reg.07h[7:0] に格納 さ れて い る絶対誤差を 10 進に変換し た符号付き整数。 ビ ッ ト 7 は符号を表し、 0 が 「+」、 1 が 「–」。 –6 : 一次温度係数、 ppm/°C α = – 1337 ×10 –6 β = 5 ×10 : 二次温度係数、 ppm/°C2 T : 摂氏を単位 と する温度。 粗調整温度制御レ ジ ス タ Reg.01h[2:0] のそれぞれの設定に 対応し た K1、 K2、 K3 の各係数 と サー ミ ス タ の抵抗範囲 を表 2 に示し ます。 表 2. 粗調整温度範囲 レジス タ 01h[2:0] K1 K2 000 K3 セ ッ ト ポ イ ン ト における サー ミ ス タ 抵抗範囲 (kΩ) 使用で き ません 001 3 3 2 5.4 ~ 9.0 010 4 3 2 7.2 ~ 12.0 100 5 3 2 9.0 ~ 15.0 011 7 3 2 12.6 ~ 21.0 101 8 3 2 14.4 ~ 24.0 110 9 3 2 16.2 ~ 27.0 111 12 3 2 21.6 ~ 36.0 電流セ ン スス レ ッ シ ョ ル ド (Reg.01h[7:3]) 電流 リ ミ ッ ト の ト リ ッ プ ポ イ ン ト を 設定す る レ ジ ス タ です。 設定 し た電圧ス レ ッ シ ョ ル ド を ISENSE ピ ン の印 加電圧が下回 る と VOUT は High に な り 、 そ の結果、 ISENSE×RSENSE に比例する負帰還ループが形成されます。 レ ジ ス タ の値は表 3 に基づいて設定し ます。 こ こ で、 RINT(25) = 9000 + RINT 絶対誤差 ×15:+25°C におけ る内蔵 抵抗値で、 単位は Ω。 11 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 シ ス テムループゲ イ ン (Reg.03h[4:0]) 表 3. 電流セ ン スス レ ッ シ ョ ル ド センス抵抗の 誤差の TYP 値 (%) 電圧低下 スレ ッ シ ョ ル ド レジス タ 01h[7:3] VDD– (ISENSE×RSENSE) VDD = 3V VDD = 15V 00000 VDD - 200mV ±5 +20 00001 VDD - 250mV ±5 +20 00010 VDD - 300mV ±5 +20 00011 VDD - 350mV ±5 +20 00100 VDD - 400mV ±5 +20 00101 VDD - 450mV ±5 +20 00110 VDD - 500mV ±5 +20 00111 VDD - 550mV ±5 +20 01000 VDD - 600mV ±5 +20 01001 VDD - 650mV ±5 +20 01010 VDD - 700mV ±5 +20 01011 VDD - 750mV ±5 +20 01100 VDD - 800mV ±5 +20 01101 VDD - 850mV ±5 +20 01110 VDD - 900mV ±5 +20 01111 VDD - 950mV ±5 +20 10000 VDD - 1000mV ±5 +20 10001 VDD - 1050mV ±5 +20 10010 VDD - 1100mV ±5 +20 10011 VDD - 1150mV ±5 +20 10100 VDD - 1200mV ±5 +20 10101 VDD - 1250mV ±5 +20 10110 VDD - 1300mV ±5 +20 10111 VDD - 1350mV ±5 +20 11000 VDD - 1400mV ±5 +20 11001 VDD - 1450mV ±5 +20 11010 VDD - 1500mV ±5 +20 11011 VDD - 1550mV ±5 +20 11100 VDD - 1600mV ±5 +20 11101 VDD - 1650mV ±5 +20 11110 VDD - 1700mV ±5 +20 11111 VDD - 1750mV ±5 +20 微調整温度制御レ ジ ス タ (Reg.02h[7:0]) あ ら か じ め設定し た粗調整温度制御レ ジ ス タ Reg.01h[2:0] の範囲内で、 8 ビ ッ ト FTC DAC に適切な コー ド を設定し て最終温度 TSET を微調整す る レ ジ ス タ です。 最終温度 TSET はス テ ッ プあた り およ そ +0.07°C の増減で微調整可 能です。 12 総シ ス テ ムループゲ イ ン を表 4 記載の と お り ス テ ッ プあ た り ±0.35dB で 5 ビ ッ ト の範囲で設定し ます。 デ フ ォ ル ト のシ ス テ ム ループゲ イ ン は、 MOSFET タ イ プ、 熱伝導率、 お よ び周囲温度か ら の遮断度合いで異な り ます。 表 4. シ ス テムループゲ イ ンの設定 Reg.03h[4:0] ループゲ イ ンの設定 (dB) 00000 -5.60 00001 -5.25 00010 -4.90 00011 -4.55 00100 -4.20 00101 -3.85 00110 -3.50 00111 -3.15 01000 -2.80 01001 -2.45 01010 -2.10 01011 -1.75 01100 -1.40 01101 -1.05 01110 -0.70 01111 -0.35 10000 初期ゲ イ ン ( デ フ ォ ル ト ) 10001 0.35 10010 0.70 10011 1.05 10100 1.40 10101 1.75 10110 2.10 10111 2.45 11000 2.80 11001 3.15 11010 3.50 11011 3.85 11100 4.20 11101 4.55 11110 4.90 11111 5.25 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 DAC イネーブルおよび DAC ゲイ ン (Reg.03h[7:6]) DAC イ ネーブルビ ッ ト Reg.03h[7] を 0 にする と 、 汎用 DAC レ ジ ス タ Reg.04h[7:0] の設定にかかわ ら ず、 DAC 出 力はデ ィ ス エーブルにな り ます。 DAC イ ネーブルビ ッ ト Reg.03h[7] を 1 にする と 、 DAC 出力は DAC ゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03 [6] および汎用 DAC レ ジ ス タ Reg.04h[7:0] の設定内 容で決ま り ます。 DAC ゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03h[6] が 0 の と き DAC の出力電圧 範囲は 0V か ら 2V です。 すなわちゲ イ ン = 1 です。 DAC ゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03h[6] が 1 の と き、 ゲ イ ンは 2 と な っ て、 DAC 出力電圧範囲は 0V か ら 4V にな り ます。 汎用 DAC レジス タ (Reg.04h[7:0]) GP DAC の入力に値を直接書 き込んで出力電圧を設定す る 8 ビ ッ ト のレ ジ ス タ です。 レ ジ ス タ のデフ ォル ト 値は 80h です。 DAC の出力電圧範囲は DAC ゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03h[6] の設定に よ っ て異な り ます。 汎用レ ジ ス タ 1 および汎用レ ジス タ 2 (Reg.05h お よび Reg.06h) アプ リ ケーシ ョ ンに開放 さ れてい る 8 ビ ッ ト の汎用不揮 発性レ ジ ス タ お よ び揮発性レ ジ ス タ です。 較正デー タ の 格納やシ ス テ ム情報の格納に使え ます。 RINT 絶対誤差レジス タ (Reg.07h[7:0]) 内部抵抗 RINT の公称値 と 実際値の差を格納する レ ジ ス タ です。 RINT の公称値は 9kΩ で、 抵抗両端の電圧低下が温 度セ ッ ト ポ イ ン ト を表し ます。RINT の絶対誤差の LSB 重 みは 15Ω です。 RINT の計算は式 2 を参照し て く だ さ い。 コ ン ト ロール / ステータ スレジス タ (Reg.08h[7:0]) NV ビ ッ ト Reg.08h[7] は、 データ の リ ー ド および ラ イ ト の 対象 を 不揮発性 レ ジ ス タ か揮発性 レ ジ ス タ に指定す る ビ ッ ト です。 こ のビ ッ ト を 0 にする と 、 すべての動作は 不揮発性レ ジ ス タ が対象にな り 、 デー タ は同時に揮発性 レ ジ ス タ に複製 さ れます。 こ のビ ッ ト を 1 にする と 、 す べての動作は揮発性レ ジ ス タ のみが対象にな り ます。 NV ビ ッ ト Reg.08h[7] のデフ ォル ト 値は 0 です。 BUSY ビ ッ ト Reg.08h[0] は リ ー ド オン リ ーです。1 の と き、 不揮発性レ ジ ス タ への ラ イ ト サ イ ク ルが進行中であ る こ と を示 し ます。 こ のビ ッ ト を読み出す こ と で、 NACK 方 式を用い る こ と な く 、 ひ と つ前の ラ イ ト の完了を確認 し て か ら 次の ラ イ ト サ イ ク ルの発行に移 る こ と がで き ま す。 I2C シ リ アルイ ン タ フ ェ ース ISL25700 は双方向のバ ス プ ロ ト コ ルを採用 し てい ます。 こ のプ ロ ト コ ルでは、 バ ス にデー タ を送出す る デバ イ ス を ト ラ ン ス ミ ッ タ と し て定義 し、 バ ス のデー タ を受信す る デバ イ ス を レ シーバ と し て定義 し ます。 転送を制御す る デバ イ ス はマ ス タ ーであ り 、 転送を制御 さ れ る デバ イ ス は ス レーブです。 マ ス タ ーはデー タ 転送を開始す る 役 割 と 、 送信動作お よ び受信動作のそれぞれで ク ロ ッ ク を 与え る役割を担います。 ゆえに ISL25700 は、 すべてのア プ リ ケーシ ョ ンにおいて ス レーブデバ イ ス と し て動作 し ます。 13 I2C イ ン タ フ ェース上では、すべてのデータ バ イ ト は MSB を先頭に送信 さ れます。 プ ロ ト コ ルの説明 SDA ラ イ ンのデータ遷移は SCL が Low 期間にのみ許 さ れ てい ます。 SCL が High 期間中の SDA ス テー ト 遷移は START 条件 と STOP 条件を示すために予約 さ れています (図 13 を参照)。ISL25700 のパワーア ッ プ後は SDA ピ ンは 入力モー ド にな り ます。 すべての I2C イ ン タ フ ェース動作は、 SCL が High 期間 中に SDA が High か ら Low に遷移す る START 条件か ら 始ま り ます。 ISL25700 は SDA と SCL ラ イ ン を連続的に 監視 し て START 条件を検出 し ます。 START 条件が満た さ れない限 り いかな る コ マ ン ド に も 応答 し ません (図 13 参照) 。 ただ し 、 パ ワ ーア ッ プシーケ ン ス中 と 不揮発性 レ ジ ス タ への内部 ラ イ ト サ イ ク ル中は、START 条件は無 視 さ れ ます。 すべての I2C イ ン タ フ ェース動作は、 SCL が High 期間中 に SDA に Low か ら High に遷移する STOP 条件で終結し ます (図 13 参照)。 各 リ ー ド 動作の終了時の STOP 条件、 ま たは揮発性レ ジ ス タ に対す る ラ イ ト 動作の終了に よ っ て、 デバ イ ス は ス タ ンバ イ モー ド に移行 し ます。 不揮発 性レ ジ ス タへの ラ イ ト に対し て STOP 条件が発行 さ れる と 、 不揮発性レ ジ ス タ に対す る 実際の ラ イ ト サ イ ク ルが 始ま り ます。 不揮発レ ジ ス タ への内部 ラ イ ト サ イ ク ルが 完了する と デバイ スはス タ ンバイ モー ド に移行し ます。 ア ク ノ レ ッ ジ 「ACK」 はデー タ 転送の成功に使われ る 便 宜上の表記です。 マ ス タ ーあ る いは ス レーブいずれかの 送信デバ イ スは、 8 ビ ッ ト 送信後に SDA バス を解放し ま す。 レ シーバは 9 番目の ク ロ ッ ク サ イ ク ル中に SDA ラ イ ン を Low に引き込んで 8 ビ ッ ト データ の受信を示し ます (図 14)。 ISL25700 は、 START 条件を認識し たあ と 、 有効な識別バ イ ト と 正し いア ド レ スバ イ ト を受信する と ACK で応答し ます。 ISL25700 は ラ イ ト 動作のデータ バ イ ト の受信後に も ACK で応答 し ます。 リ ー ド 動作の場合、 マ ス タ ーは データ バ イ ト の受信後に ACK で応答し ます。 有効な識別バイ ト の上位 7 ビ ッ ト は 0101000b で構成されて います。 LSB は リ ー ド / ラ イ ト ビ ッ ト です。 1 は リ ー ド 動 作を表し、 0 はラ イ ト 動作を表し ます (表 5 参照)。 表 5. 識別バイ ト の形式 0 (MSB) 1 0 1 0 0 0 R/W (LSB) FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 SCL SDA START DATA STABLE DATA CHANGE DATA STABLE STOP 図 13. 有効なデー タ 変化、 ス タ ー ト 条件、 ス ト ッ プ条件 SCL FROM MASTER 1 8 9 SDA OUTPUT FROM TRANSMITTER HIGH IMPEDANCE HIGH IMPEDANCE SDA OUTPUT FROM RECEIVER START ACK 図 14. レ シーバから の ACK 応答 WRITE SIGNALS FROM THE MASTER SIGNAL AT SDA S T A IDENTIFICATION R BYTE T ADDRESS BYTE 01 01 0 000 SIGNALS FROM THE ISL25700 S T O P DATA BYTE 0 0 0 0 A C K A C K A C K 図 15. バイ ト ラ イ ト シーケ ン ス SIGNALS FROM THE MASTER S T A IDENTIFICATION R BYTE WITH T R/W = 0 SIGNAL AT SDA 0 1 0 1 0 0 0 0 ADDRESS BYTE READ A C K S T O P A C K 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 A C K SIGNALS FROM THE SLAVE S T A IDENTIFICATIO R N BYTE WITH T R/W = 1 A C K A C K FIRST READ DATA BYTE LAST READ DATA BYTE 図 16. リ ー ド シーケ ン ス 14 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 ラ イ ト 動作 ラ イ ト 動作は、 START 条件に続いて、 有効な識別バ イ ト 、 有効なア ド レ スバ イ ト 、データ バ イ ト 、および STOP 条件 で構成 さ れます。 識別バ イ ト 、 ア ド レ ス バ イ ト 、 デー タ バ イ ト の 3 バ イ ト それぞれに対し て ISL25700 は ACK で 応答 し ます。 こ の と き、 デー タ バ イ ト は揮発性レ ジ ス タ にのみ書 き 込ま れた あ と 、 デバ イ ス は ス タ ンバ イ モー ド に移行 し ます。 不揮発性レ ジ ス タ に も デー タ バ イ ト を書 き込むよ う に設定 さ れてい る場合は、 ISL25700 は不揮発 性レ ジ ス タ への内部 ラ イ ト サ イ ク ルを開始 し ます。 不揮 発性レ ジ ス タへの内部 ラ イ ト サ イ ク ルの間、 ISL25700 は SDA ピ ンおよびSCL ピ ンの遷移を無視する と と も に、SDA 出力をハ イ イ ン ピーダ ン ス状態に し ます。 不揮発性レ ジ ス タへの内部 ラ イ ト サ イ ク ルが終了する と 、 ISL25700 は ス タ ンバ イ状態に移行し ます (図 14 参照)。 デー タ バ イ ト を揮発性レ ジ ス タ のみに書 き 込むか、 ま た は不揮発性レ ジ ス タ に も 書 き 込むかは、 コ ン ト ロ ール / ス テー タ ス レ ジ ス タ の NV ビ ッ ト Reg.08h[7] で指定 し ま す (10 ページの 「レ ジ ス タ マ ッ プ」 を参照) 。 なお、 不 揮発性レ ジ ス タ への連続書 き 込みには 20ms の間隔が必 要です。 ポー リ ン グ制御 不揮発性レ ジ ス タ への ラ イ ト サ イ ク ルが進行中か ど う か は コ ン ト ロ ール / ス テー タ ス レ ジ ス タ の BUSY ビ ッ ト Reg.08h[0] をポー リ ングする こ と で分か り ます (13 ページ の 「コ ン ト ロール / ス テータ ス レジ ス タ (Reg.08h[7:0])」 を 参照)。BUSY ビ ッ ト Reg.08h[0] が 1 の と き、不揮発性レ ジ ス タへの内部 ラ イ ト サ イ ク ルが進行中です。 こ の場合、マ ス タ ーは次の ラ イ ト サ イ ク ル を発行 し てはな り ま せん。 不揮発性レ ジ ス タ への内部 ラ イ ト サ イ ク ルが終了す る と BUSY ビ ッ ト Reg.08h[0] は 0 にな り ます。 リ ー ド 動作 リ ー ド 動作は 3 バ イ ト の命令 と 1 バ イ ト 以上のデータ バ イ ト で構成 さ れます (図 16 を参照)。 マ ス ターは、 START 条件、 R/W ビ ッ ト が 0 の識別バ イ ト 、 ア ド レ スバ イ ト 、 2 回目の START 条件、 R/W ビ ッ ト が 1 の 2 個目の識別バ イ ト と い う シー ケ ン ス を 発行 し て リ ー ド 動作 を 開始 し ま す。 3 バ イ ト のそれぞれで ISL25700 は ACK で応答し ま す。 続 い て ISL25700 はデー タ バ イ ト を 出力 し ま す。 ISL25700 がデータ バ イ ト の最終ビ ッ ト を出力する と 、 マ ス ターは STOP 条件を発行し て リ ー ド 動作を終結し ます (図 16 参照)。 デー タ バ イ ト を揮発性レ ジ ス タ か ら 読み出すか、 ま たは 不揮発性レ ジ ス タ か ら 読み出すかは、 コ ン ト ロール / ス テータ ス レ ジ ス タ の NV ビ ッ ト Reg.08h[7] で指定し ます (10 ページの 「レ ジ ス タ マ ッ プ」 を参照)。 ア プ リ ケーシ ョ ン情報 適切な温度制御を行 う には、 サー ミ ス タ を適切に選択す る と と も に、 シ ス テ ム全体を正 し く 較正す る こ と が重要 です。 サー ミ ス タ の選択手順お よ び較正手順を以下に示 し ます。 15 1. サー ミ ス タ タ イ プ を選択 し 、 メ ーカーか ら RT 特性を 入手 し ます。 2. 所望の温度におけ る サー ミ ス タ 抵抗値を求め、 対応 す る 粗調整温度範囲を表 2 か ら 探 し ます。 セ ッ ト ポ イ ン ト におけ る サー ミ ス タ の抵抗値は粗調整範囲内 にな ければな り ま せん。 なお、 粗調整温度範囲は互 いに重複 し てい ます。 3. サーマル発振を防 ぐ と と も に高速な セ ト リ ン グ を得 る ために、電流セ ン ス レ ジ ス タ Reg.01h[7:3] と ゲ イ ン コ ン ト ロ ール レ ジ ス タ のシ ス テ ムループゲ イ ン ビ ッ ト Reg.03h[4:0] にで き る だけ大 き な値を設定 し ます。 4. 外部温度セ ン サーを使用 し て シ ス テ ム較正を実行 し 微調整行い ます。 サー ミ ス タ の選択 所望の温度セ ッ ト ポ イ ン ト TSET におけ る抵抗値が、 表 2 の範囲に収ま る サー ミ ス タ を選択 し ます。 サー ミ ス タ の R/T 特性は、 表ま たはグ ラ フの形式で、 通常は メ ーカーか ら 提供 さ れます。 た と えば、TSET = +91.5°C で温度を安定 さ せたい場合を考 えてみます。 サー ミ ス タ には Vishay 社の 100kΩ NTC サー ミ ス タ NTCS0805E3104FXT を 使用す る と 仮定 し ま す。 Vishay が ウ ェ ブ上 (http://www.vishay.com/doc?29100) で提 供し てい る Microsoft Excelの ワー ク シー ト を用いて計算す る と 、 こ の サ ー ミ ス タ の +91.5°C に お け る 抵抗値は 8109.12Ω と 求ま り ます。こ の値を表 2 に当てはめ る と 、粗 調整温度範囲の設定値は 001b ま たは 010b にな る こ と が わか り ます。 電流センス抵抗と MOSFET の選択 電流セン ス抵抗 RSENSE は、 シ ス テ ムの最大消費電力、最 大電流、 最小分解能な ど を考慮し て選択し ます。 RSENSE の推奨値は 0.1Ω か ら 10Ω の範囲です。0.1Ω の抵抗を使 う と 最大電流は 2A か ら 17.5A の範囲に制限 さ れ、 10Ω の抵 抗を使 う と 電流 リ ミ ッ ト は 20mA か ら 175mA の範囲に制 限 さ れます。 適切な電力定格 と な る よ う に電流セ ン ス抵 抗の タ イ プ と サ イ ズ を選択し て く だ さ い。 ISL25700 は P タ イ プのパワーMOSFET ま たはダー リ ン ト ンペア と の組み合わせでのみ動作 し ます。 ド ラ イ ブ能力 が限 ら れてい る ためバ イ ポー ラ ト ラ ン ジ ス タ は駆動で き ません。 パワー MOSFET はマ イ ク ロ恒温槽内で ヒ ーター と し て使われます。 シ ス テムループゲ イ ンの設定 アプ リ ケーシ ョ ン回路を、 ISL25700、 パワー MOSFET、 発 熱要素、 お よ びサー ミ ス タ な ど を使っ て構成 し ます。 シ ス テ ムループゲ イ ンに よ っ て帰還系の熱安定性が決ま り ます。 言い換え る と 、 あ る セ ッ ト ポ イ ン ト を別のセ ッ ト ポ イ ン ト に変更し た と き に、 パワー MOSFET を流れる電 流を発振を起 こ す こ と な く 短時間でセ ト リ ン グ さ せなけ ればな り ません。 なお電流のセ ト リ ン グ時間は、 電流プ ローブを使っ てオシ ロ ス コープで観測し ます。 ボー ド 線図を解析 し てシ ス テ ムの位相マージ ン を求め る 方法で も シ ス テ ムの安定性がわか り ます。 ゲ イ ンお よ び 位相マージ ンのボー ド 線図は、 RTH ピ ンか ら サー ミ ス タ FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 を切 り 離 し てループ を崩 し、 RTH ピ ン と サー ミ ス タ の間 に低周波シ グナルアナ ラ イ ザを接続 し て取得 し ます。 こ の方法でシ ス テ ムの伝達関数 と 周波数 と の関係が解析で き ます。 なお、 サー ミ ス タ は外部電源に よ っ て 30μA の DC 電流でバ イ ア ス さ れてい る点に注意し て く だ さ い。 シ グナルアナ ラ イ ザを使っ て入力 ノ ー ド (RTH ) で周波数 を掃引 し、 出力 ノ ー ド (サー ミ ス タ) の位相変化を測定 し ます。 経験則 と し て、 シ ス テ ムゲ イ ンが 0dB に到達し た と き、 45° 以上の位相マージンが必要です。 シ ス テ ムループゲ イ ンは一度決めた ら で き る だけ変更 し ないで く だ さ い。 較正手順 回路をパワーア ッ プし、粗調整温度制御レジス タ Reg.01h[2:0] を 001b にプ ロ グ ラ ム し ます。 較正済みの外部温度セ ン サーを使っ てサー ミ ス タ の温度を測定 し ます。 サー ミ ス タ の温度が安定 し た ら 、 所望の温度 と な る よ う に、 外部 温度センサーが +91.5°C ( こ の例の場合) を指すま で微調 整温度制御レ ジ ス タ Reg.02h[7:0] の値を変更し ます。 式 1 と 式 2 を用いて次の よ う に 10 進の FTC コー ド を求め ます。 K1 × R INT ( T ) – K2 × R TH ( T ) Code = ----------------------------------------------------------------------------- × 255 K3 × R TH ( T ) (式 3 なお、 最終的な アプ リ ケーシ ョ ン シ ス テ ム温度は、 許容 さ れ て い る 消費電力 と 、 周囲温度か ら の遮断度合い に よ っ て異な り ます。 汎用レ ジ ス タ 1 Reg.05h[7:0] および汎用レ ジ ス タ 2 Reg.06h [7:0] には 2 点の温度ポ イ ン ト に対応する較正値を格納す る こ と がで き ます。3 点以上の温度ポ イ ン ト に対する較正 値をル ッ ク ア ッ プテーブル と し て保存する場合は外部 メ モ リ を使用し て く だ さ い。 デバイ スの配置 と レ イ アウ ト の注意事項 精度を維持 し、 かつ、 サー ミ ス タ と デバ イ ス間のグ ラ ン ド ト レース長をで き る だけ短 く する ために、 ISL25700 と サー ミ ス タ はで き る だけ近 く に配置 し て く だ さ い。 デバ イ ス のグ ラ ン ド ピ ン と シ ス テ ムのグ ラ ン ド は、 RTH 帰還 ピ ンが コ モン グ ラ ン ド ノ イ ズ を拾わない よ う に、 「一点グ ラ ン ド 」 と し て単一点で接続し て く だ さ い。 ISL25700 はサー ミ ス タ か ら 離し て遮蔽領域の外に配置す る こ と も で き ますが、周囲温度範囲が広 く な る ため、セ ッ ト ポ イ ン ト 精度は低下し ます。 式 2 に基づ く ル ッ ク ア ッ プテーブルを用いてセ ッ ト ポ イ ン ト のずれを防止 し て く だ さ い。 VDD ピ ンの近 く に、 デカ ッ プ リ ン グのために、 0.1μF と 1μF の コ ンデンサを並列に配置し て く だ さ い。 パワーア ッ プ時に MOSFET に大電流スパ イ ク が流れない よ う に、 P-MOSFET のゲー ト には 500kΩ 以上のプルア ッ プ抵抗か 2 ページの 「ブ ロ ッ ク 図 / アプ リ ケーシ ョ ン回 路」 に記載し た よ う なハ イ パス RC フ ィ ルタ を接続し て く だ さ い。 ハ イ パス フ ィ ルタ の時定数は 1μs か ら 20μs の範 囲に設定し て く だ さ い。 16 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 改訂履歴 こ の改訂履歴は参考情報 と し て掲載する も のであ り 、 正確を期すよ う に努めてはいますが、 内容を保証する も のではあ り ません。 最 新のデータ シー ト については イ ン ターシルの ウ ェ ブサ イ ト を ア ク セ ス し て く だ さ い。 日付 レビジ ョ ン 2010/9/3 FN6885.0 変更点 初版 製品 イ ン ターシルは高性能アナ ロ グ半導体の設計および製造に関する世界的な リ ーダーです。当社の製品は、 フ ラ ッ ト パネルデ ィ スプレ イ、 携帯電話、 ハン ド ヘル ド 製品、 ノ ー ト パ ソ コ ンな ど、 急速な成長を遂げてい る マーケ ッ ト を対象 と し ています。 イ ン ターシルで はパワーマネージ メ ン ト 機能 と アナ ロ グ信号処理機能に対応し た製品フ ァ ミ リ を取 り 揃えています。製品フ ァ ミ リ の詳細については www.intersil.com/product_tree/ を ア ク セ ス し て く だ さ い。 * アプ リ ケーシ ョ ン、 関連 ド キ ュ メ ン ト 、 関連部品については、 www.intersil.com 内の ISL25700 のページを参照し て く だ さ い。 本データ シー ト に関する ご意見や誤 り のご指摘は www.intersil.com/askourstaff か ら ご連絡 く だ さ い。 信頼性に関するデータ は rel.intersil.com/reports/search.php を参照し て く だ さ い。 イ ン ターシルのそのほかの製品については www.intersil.com/product_tree/ を参照し て く だ さ い。 イ ン タ ーシルは、 www.intersil.com/design/quality/ に記載の品質保証の と お り 、 ISO9000 品質シ ス テムに基づいて、 製品の製造、 組み立て、 試験を行っ ています。 イ ン タ ーシルの製品は製品に関する情報のみを提供 し て販売 さ れます。 イ ン タ ーシルは、 予告な し にいかな る時点において も、 回路設計、 ソ フ ト ウ ェ ア、 仕様を変更 する権利を有 し ます。 し たがいま し てお客様におかれては、 部品を発注する前に、 デー タ シー ト が最新である こ と を ご確認 く だ さ る よ う にお願いいた し ます。 イ ン タ ー シルが提供する情報は正確かつ信頼で き う る も の と 考えてお り ますが、 その使用に関 し て、 イ ン タ ーシルおよび関連子会社は責を負わない も の と し ます。 ま た、 その 使用に関 し て、 第三者が所有する特許ま たは他の知的所有権の非侵害を保証する も のではあ り ません。 イ ン タ ーシルおよび関連子会社が所有する特許の使用権を暗黙 的または他の方法によ っ て与え る ものではあ り ません。 イ ン タ ーシルの会社概要については www.intersil.com を ア ク セス し て く だ さ い。 17 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日 ISL25700 パ ッ ケージ寸法図 L10.2.1x1.6A 10 LEAD ULTRA THIN QUAD FLAT NO-LEAD PLASTIC PACKAGE Rev 5、 2010/3 8. PIN 1 INDEX AREA 2.10 A B PIN #1 ID 1 0.05 MIN. 1 8. 4 4X 0.20 MIN. 1.60 0.10 MIN. 10 5 0.80 10X 0.40 0.10 6 9 2X 6X 0.50 10 X 0.20 4 上面図 底面図 (10 X 0.20) SEE DETAIL "X" (0.05 MIN) 1 PACKAGE OUTLINE MAX. 0.55 0.10 C (10X 0.60) C (0.10 MIN.) (2.00) 0.10 M C A B M C SEATING PLANE 0.08 C 側面図 (0.80) (1.30) C 0 . 125 REF (6X 0.50 ) (2.50) 0-0.05 推奨ラ ン ド パ タ ーンの例 詳細図 "X" 備考 : 1. 寸法 と 公差は ASME Y14.5m-1994 に従 っ ています。 2. 寸法の単位は mm です。 角度の単位は度です。 ( ) 内の寸法は参考値です。 3. 特記のない限 り 、 公差は DECIMAL ±0.05 です。 4. リ ー ド 幅は メ ッ キ端子に適用 さ れ、 端子先端か ら 0.15mm ~ 0.30mm のポ イ ン ト で計測 し た値です。 5. パ ッ ケージの反 り の最大は 0.05mm です。 6. 許容 さ れるバ リ の最大寸法は各方向 と も 0.076mm です。 7. 次の点を除き JEDEC MO-255UABD と 同一です。 リ ー ド プルバ ッ ク な し 、 パ ッ ケージ厚 さ の MIN 値は 0.50mm ではな く 0.45mm リ ー ド 長 さ 寸法は 0.42mm ではな く 0.45mm MAX 8. 1 ピ ンの識別子はオプ シ ョ ン ですが、 表示 さ れてい る ゾーン内に配置 さ れます。 1 ピ ン の識別子はモール ド またはマーキン グで示 さ れます。 18 FN6885.0 2010 年 9 月 3 日
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