1、特征

額定溫度范圍為−55°C至130°C

在−55°C到130°C的溫度范圍內提供SC70和DSBGA封裝。電源工作

可預測曲率誤差

適用于遠程應用

30°C±1.5至±4°C時的精度（最大值）

130°C和−55°C±2.5至±5°C時的精度（最大值）

電源電壓范圍2.4 V至5.5 V

電流消耗10μA（最大）

非線性±0.4%（典型）

輸出阻抗160Ω（最大）

負荷調節0毫安<IL<16毫安-2.5毫伏（最大）

2、應用

移動電話

計算機

電源模塊

電池管理

傳真機

打印機

暖通空調

磁盤驅動器

器具

3、說明

LM20是一種精密模擬輸出CMOS集成溫度傳感器高于−55°C至130°C。電源工作量程為2.4v～5.5v。LM20的傳遞函數主要是線性的，但有一點可預測性拋物線曲率。當拋物線傳遞函數的規定值為±1.5°C環境溫度為30°C誤差線性增加，達到最大值在極端溫度范圍下為±2.5°C。這個溫度范圍受電源影響電壓。在2.7 V至5.5 V的電源電壓下，極端溫度范圍為130°C−55°C。將電源電壓降至2.4 V將負極端更改為−30°C，而正極端溫度保持在130°CLM20的靜態電流小于10μA因此，在靜止空氣中，自加熱溫度低于0.02°C。LM20的關閉能力是固有的，因為其固有的低功耗使其直接由許多邏輯門的輸出供電或無需關閉

絕對最大額定值

超出工作自由空氣溫度范圍（除非另有說明）（1）（2）

（1） 超過絕對最大額定值的應力可能會對設備造成永久性損壞。這些是壓力等級僅適用于以下情況，不意味著設備在這些條件下或在推薦條件以外的任何其他條件下運行操作條件。長時間暴露在絕對最大額定條件下可能會影響設備的可靠性。

（2） 焊接工藝必須符合TI的回流焊溫度曲線規范。參考http://www.ti.com/packaging。

（3） 當任何引腳的輸入電壓（VI）超過電源（VI<GND或VI>V+)，該引腳的電流應限制在5毫安。

電氣特性：LM20B

除非另有說明，否則這些規范適用于V+=2.7 VDC。所有限值TA=TJ=TMIN至TMAX，除非另有說明。

（1） 確保TI的AOQL（平均出貨質量水平）有限制。

（2） 典型值為TJ=TA=25°C，代表最有可能的參數規范。

（3） 精度是指在規定的電壓、電流和溫度（用°C表示）。

電氣特性：LM20B（續）

除非另有說明，否則這些規范適用于V+=2.7 VDC。所有限值TA=TJ=TMIN至TMAX，除非另有說明。

（4） 非線性是指計算出的輸出電壓與溫度曲線與最佳擬合直線的偏差規定的溫度范圍。

（5） LM20最多可吸收1μA源16μA。

（6） 負載調節或輸出阻抗規格適用于2.4 V至5.5 V的電源電壓范圍。

（7） 調節是在恒定的結溫下，使用低占空比的脈沖測試來測量的。加熱引起的輸出變化效應可以通過內部耗散乘以熱阻來計算。

（8） 通過從最低的輸出電壓減去最高電源輸入電壓下的輸出電壓來計算線路調節電源輸入電壓。

電氣特性：LM20C

除非另有說明，否則這些規范適用于V+=2.7 VDC。所有限值TA=TJ=TMIN至TMAX，除非另有說明。

（1） 確保TI的AOQL（平均出貨質量水平）有限制。

（2） 典型值為TJ=TA=25°C，代表最有可能的參數規范。

（3） 精度是指在規定的電壓、電流和溫度（用°C表示）。

（4） 非線性是指計算出的輸出電壓與溫度曲線與最佳擬合直線的偏差規定的溫度范圍。

（5） LM20最多可吸收1μA源16μA。

（6） 負載調節或輸出阻抗規格適用于2.4 V至5.5 V的電源電壓范圍

電氣特性：LM20C（續）

除非另有說明，否則這些規范適用于V+=2.7 VDC。所有限值TA=TJ=TMIN至TMAX，除非另有說明。

（7） 調節是在恒定的結溫下，使用低占空比的脈沖測試來測量的。加熱引起的輸出變化效應可以通過內部耗散乘以熱阻來計算。

（8） 通過從最低的輸出電壓減去最高電源輸入電壓下的輸出電壓來計算線路調節電源輸入電壓。

詳細說明

概述

LM20器件是一種精密模擬輸出CMOS集成電路溫度傳感器，它在溫度范圍為−55°C至130°C。電源工作范圍為2.4 V至5.5 V。傳輸函數LM20主要是線性的，但有輕微的可預測的拋物線曲率。當在環境溫度為30°C時，拋物線傳遞函數的規定值通常為±1.5°C誤差線性增加，在LM20的極端溫度范圍內達到最大±2.5°C。這個溫度范圍受電源電壓的影響。在2.7 V至5.5 V的電源電壓下極端溫度范圍為130°C和−55°C。將電源電壓降低到2.4 V會改變負極端至−30°C，而正極端保持在130°C。LM20的靜態電流小于10μA。因此，在靜止空氣中，自加熱溫度低于0.02°C。關閉LM20的性能是固有的，因為它固有的低功耗允許它直接供電從許多邏輯門的輸出或，根本不需要關閉。該溫度傳感元件由一個簡單的基極發射極結組成，該基極發射極結由電流源。然后，溫度傳感元件由放大器緩沖并提供給輸出引腳。該放大器具有簡單的a類輸出級，因此可提供可源于16μa的低阻抗輸出下沉1μA。

功能描述

LM20傳遞函數

LM20傳遞函數可以用不同的方法描述，精度也不同。簡單的線性25°C附近具有良好精度的傳遞函數為：VO=−11.69毫伏/°C×T+1.8663伏（1）在−55°C到130°C的整個工作溫度范圍內，使用拋物線傳遞函數。

VO=（−3.88×10−6×T2）+（−1.15×10−2×T）+1.8639（2）使用方程式2，可以生成以下溫度-電壓輸出特性表。

申請信息

LM20的特性使其適用于許多一般的溫度傳感應用。多個程序包選項擴展其靈活性。

電容性負載

LM20能夠很好地處理電容性負載。在沒有任何預防措施的情況下，LM20可以驅動任何電容性負載大于300 pF，如圖2所示。在規定的溫度范圍內，LM20具有最大輸出阻抗160Ω。在非常嘈雜的環境中，可能需要添加一些濾波來最小化噪音傳感器。建議從V添加0.1μF+接地以繞過電源電壓，如如圖4所示。在嘈雜的環境中，甚至可能需要在輸出端添加一個電容器用串聯電阻器接地，如圖4所示。最大輸出為160Ω的1μF輸出電容器阻抗和一個200Ω串聯電阻將形成一個442赫茲的低通濾波器。因為熱時間常數LM20的速度慢得多，LM20的整體響應時間不會受到明顯影響。在電路輸出上施加瞬態負載電流的情況下，串聯電阻值可能為增加以補償可能觀察到的任何響聲。

LM20 DSBGA感光度

將LM20 DSBGA封裝暴露在明亮的陽光下可能會導致LM20的輸出讀數下降1.5 V.在熒光燈照明的正常辦公環境中，輸出電壓受影響最小（小于a毫伏降）。無論哪種情況，TI建議將LM20 DSBGA放置在某種類型的外殼內這樣可以減少光照。大多數底盤提供了足夠的保護。LM20無法維持光照造成永久性損傷。移除光源將導致LM20的輸出電壓恢復到適當的值。

典型應用

單節鋰離子電池組工作的全量程攝氏度（攝氏）溫度傳感器（−55°C至130°C）LM20的供電電流很低，供電范圍很廣；因此，它可以很容易地由電池驅動如圖5所示。

設計要求

因為LM20是一個簡單的溫度傳感器，提供模擬輸出，所以設計要求相關布局比電氣要求更重要。有關詳細說明，請參閱布局部分。

詳細設計程序

LM20傳遞函數可以用不同的方法描述，精度也不同。簡單的線性25°C附近具有良好精度的傳遞函數為：VO=−11.69毫伏/°C×T+1.8663伏（4）在−55°C到130°C的整個工作溫度范圍內，使用拋物線傳遞函數。VO=（−3.88×10−6×T2）+（−1.15×10−2×T）+1.8639（5）

二次方程的另一種選擇是使用最小二乘法確定二階傳遞函數：T=（−2.3654×vo2）+（−78.154×VO）+153.857

T為溫度，單位為°C，VO為輸出電壓，單位為伏特。（七）通過計算一個線性的溫度傳遞函數，可以得到一個有限的溫度變化范圍在這個范圍內的最佳結果。線性傳遞函數可由LM20。線性傳遞函數的斜率可使用方程式8計算：m=−7.76×10−6×T−0.0115，

T是感興趣溫度范圍的中間值，m以V/°C為單位。（8）例如，對于溫度范圍TMIN=−30至TMAX=100°C：溫度=35°C（9）和m=−11.77毫伏/攝氏度（10）線性傳遞函數的偏移量可使用方程式11方程計算：b=（VOP（TMAX）+VOP（T）−m×（TMAX+T））/2

VOP（TMAX）是使用VO的拋物線傳遞函數在TMAX處計算的輸出電壓•VOP（T）是使用VO的拋物線傳遞函數在T處計算的輸出電壓。（十一）表3計算了許多常用溫度范圍的最佳擬合線性傳遞函數。如所示表3，線性傳遞函數引入的誤差隨溫度范圍的增大而增大。

設計要求

使用基準（LM4040）和比較器（LM7211）可以創建一個簡單的恒溫器，如中所示圖7。

詳細設計程序

可以使用方程式12和方程式13計算閾值。

系統示例

停機時保持功耗

LM20消耗的電力非常少；因此，它可以簡單地關閉，通過驅動其電源引腳的輸出一個邏輯門，如圖9所示。

模數轉換器輸入級

ASIC中發現的大多數CMOS ADC都有采樣數據比較器輸入結構，這是臭名昭著的悲傷到模擬輸出設備，如LM20和許多運算放大器。造成這種悲痛的原因是ADC中輸入采樣電容的瞬時充電要求。這個要求很容易通過增加一個電容器來容納。因為并非所有的ADC圖10都有相同的輸入級，所以充電要求會有所不同，因此需要不同的補償電容值。此ADC顯示為僅供參考。如果需要數字輸出溫度，請參閱LM74等設備。

電源建議

LM20具有非常寬的2.4-V到5.5-V的電源電壓范圍，這是許多應用的理想選擇。在在嘈雜的環境中，TI建議從V+到GND至少增加0.1μF以繞過電源電壓。可能需要更大的電容，這取決于電源噪聲。

布局

布局指南

與其他集成電路溫度傳感器一樣，LM20可以輕松應用。可以用膠水粘起來或者粘在表面上。LM20感測的溫度在LM20引線所連接的表面溫度。實現集成電路溫度傳感器假定環境空氣溫度幾乎為與表面溫度相同；如果空氣溫度遠高于或低于表面溫度，實際測量的溫度應處于表面溫度和空氣溫度。為了確保良好的導熱性，LM20模具的背面直接連接到銷2 GND上。這個地面溫度和LM20其他引線的痕跡也會影響溫度感覺到了。或者，LM20可以安裝在密封端金屬管內，然后可以浸入槽中或擰進油箱的螺紋孔里。與任何集成電路一樣，LM20及其附帶的線路和電路必須保持絕緣干燥，防止泄漏和腐蝕。如果電路可能在低溫下工作，這一點尤其正確可能發生冷凝的溫度。印刷電路涂層和清漆，如保形涂層環氧漆或浸漬劑通常用于確保濕氣不會腐蝕LM20或其連接件。

熱因素

熱阻結對環境溫度（RθJA）是用來計算器件結溫升的參數因其功耗而產生的溫度。對于LM20，用于計算模具上升的方程式溫度如下：TJ=TA+RθJA[（V+IQ）+（V+-VO）IL]

IQ是靜態電流和IL

是輸出端的負載電流。因為LM20的結溫是測量實際溫度時，注意盡量減小LM20所需的負載電流開車。

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