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MCP3021I2C インターフェイスを備えた低消費電力 10 ビット A/D コンバータ

注意 : この日本語版文書は参考資料としてご利用ください。最新情報は必ずオリジナルの英語版をご参照願います。

特長

• 10 ビット分解能• INL/DNL 誤差 : ±1 LSb( 最大 )• 変換電流 : 250 µA( 最大 )• スタンバイ電流 : 5 nA (typ.)、1 µA( 最大 )• I2C 互換シリアルインターフェイス :

- 100 kHz I2C 標準モード- 400 kHz I2C ファーストモード

• 1 つの 2 線バスに最大 8 つのデバイスを接続可能• サンプリングレート (I2C ファーストモード ):

22.3 ksps• シングルエンドアナログ入力チャンネル• 内蔵サンプルホールド• 内蔵変換クロック• 単電源動作 : 2.7 ～ 5.5 V• 温度レンジ :

- 拡張温度レンジ : −40 ～ +125 ℃• 小型 SOT-23 パッケージ

主なアプリケーション

• データロギング• マルチゾーン監視• 携帯型機器• バッテリ駆動の検査機器• 遠隔型または絶縁型データ収集

パッケージタイプ

概要

Microchip社MCP3021は10ビット分解能の逐次比較型A/D コンバータ (ADC) です。このデバイスは SOT-23パッケージで供給しており、超低消費電力のシングルエンド入力を 1 つ備えています。先進の CMOS 技術に基づいて、MCP3021 は低消費電流 ( 変換電流 :250 µA( 最大 )、スタンバイ電流 : 1 µA( 最大 )) を実現しています。このデバイスは、低消費電流と省スペース( 小型 SOT-23 パッケージ ) の特長を併せ持つため、バッテリ駆動および遠隔型データ収集アプリケーション向けとして理想的です。

MCP3021 との通信は、2 線 I2C 互換インターフェイスで行います。本デバイスでは標準 (100 kHz) およびファースト (400 kHz) I2C モードを使えます。内蔵変換クロックは、I2C と変換クロックに内蔵変換クロックはI2C のクロックとは独立しています。また本デバイスは、1つの2線バス上で最大8つのデバイスをアドレス指定できます。

MCP3021 は、2.7 ～ 5.5 V という幅広いレンジの単電源で動作します。このデバイスは優れた直線性も備えています ( 微分非直線性 (DNL): ±1 LSb( 最大 )、積分非直線性 (INL): ±1 LSb( 最大 ))。

機能ブロック図

5 ピン SOT-23A

SCL

AIN

MC

P3021

1

2

3

5

SDA

VSS

VDD

4

Comparator

10-Bit SAR

DAC

AIN

VSSVDD

SCL SDA

Clock

Control Logic

–

+Sample

and Hold

I2CInterface

2016 Microchip Technology Inc. DS21805B_JP - p.1

MCP3021

1.0 電気的特性

絶対最大定格 †VDD..................................................................................7.0 V

VSS を基準としたアナログ入力ピン........ -0.6 ～ VDD + 0.6 VVSS を基準とした SDA ピンと SCL ピン.. -0.6 V ～ VDD + 1.0 V保管温度...........................................................-65 ～ +150 ℃電源投入中の周囲温度 .....................................-65 ～ +125 ℃最高接合部温度 ................................... .........................150 ℃全ピンの ESD 保護 (HBM) .................... ........................ 4 kV† ここに記載した「絶対最大定格」を超える条件は、デバイスに恒久的な損傷を生じさせる可能性があります。これはスト

レス定格です。本書の動作表に示す条件外でのデバイス運用

は想定していません。長期間にわたる絶対最大定格条件での動

作や保管は、デバイスの信頼性に影響する可能性があります。

ピン機能の一覧

名前機能

VDD +2.7 ～ 5.5 V 電源VSS グランドAIN アナログ入力SDA シリアルデータ入力 / 出力SCL シリアルクロック入力

DC 特性電気的特性 : 特に明記しない場合、全てのパラメータに以下の条件を適用します。VDD = 5.0 V、VSS = GND、RPU = 2 k、TA = -40 ～ +85℃、I2C ファーストモードタイミング : fSCL = 400 kHz (Note 3)

パラメータ記号 Min. Typ. Max. 単位条件DC 精度分解能 10 ビット積分非直線性 INL — ±0.25 ±1 LSb微分非直線性 DNL — ±0.25 ±1 LSb ノーミッシングコードオフセット誤差 — ±0.75 ±3 LSbゲイン誤差 — -1 ±3 LSb動的性能

全高調波歪み THD — -70 — dB VIN = 0.1 ～ 4.9 V @ 1 kHz信号対ノイズ歪み率 SINAD — 60 — dB VIN = 0.1 ～ 4.9 V @ 1 kHzスプリアスフリーダイナミックレンジ SFDR — 74 — dB VIN = 0.1 ～ 4.9 V @ 1 kHzアナログ入力

入力電圧レンジ VSS - 0.3 — VDD + 0.3 V 2.7 V VDD 5.5 Vリーク電流 -1 — +1 µASDA/SCL( オープンドレイン出力 )データコーディングフォーマットストレートバイナリHigh レベル入力電圧 VIH 0.7 VDD — — VLow レベル入力電圧 VIL — — 0.3 VDD VLow レベル出力電圧 VOL — — 0.4 V IOL = 3 mA, RPU = 1.53 kシュミットトリガ入力のヒステリシス VHYST — 0.05 VDD — V fSCL = 400 kHz のみNote 1: サンプリングは、アドレスバイトがコンバータに転送された後と、データ転送サイクル完了後に行います。

図 5-6 を参照してください。2: このパラメータは定期的にサンプリングされるだけで、全数検査は実施していません。3: RPU: SDA と SCL のプルアップ抵抗4: SDA, SCL: VSS ～ VDD (400 kHz 動作時 )5: tACQ と tCONV は内部オシレータのタイミングに依存します。SCL との関係は図 5-5 と図 5-6 を参照して

ください。

DS21805B_JP - p.2 2016 Microchip Technology Inc.

MCP3021

温度仕様

入力リーク電流 ILI -1 — +1 µA VIN = VSS ～ VDD出力リーク電流 ILO -1 — +1 µA VOUT = VSS ～ VDDピン容量 ( 全ての入力 / 出力 )

CIN, COUT

— — 10 pF TAMB = 25℃ , f = 1 MHz (Note 2)

バス静電容量 CB — — 400 pF SDAを Low (0.4 V)に駆動電源要件

動作電圧 VDD 2.7 — 5.5 V出力電流 IDD — 175 250 µAスタンバイ電流 IDDS — 0.005 1 µA SDA, SCL = VDDアクティブバス電流 IDDA — — 120 µA Note 4変換レート

変換時間 tCONV — 8.96 — µs Note 5アナログ入力のアクイジション時間 tACQ — 1.12 — µs Note 5サンプリングレート fSAMP — — 22.3 ksps fSCL = 400 kHz (Note 1)

電気的特性 : 全てのパラメータは動作電圧レンジの全域に適用されます。パラメータ記号 Min. Typ. Max. 単位条件

温度レンジ

拡張温度レンジ TA -40 — +125 ℃動作温度レンジ TA -40 — +125 ℃保管温度レンジ TA -65 — +150 ℃パッケージ熱抵抗

熱抵抗、5 ピン SOT23A JA — 256 — ℃ /W

DC 特性 ( 続き )電気的特性 : 特に明記しない場合、全てのパラメータに以下の条件を適用します。VDD = 5.0 V、VSS = GND、RPU = 2 k、TA = -40 ～ +85℃、I2C ファーストモードタイミング : fSCL = 400 kHz (Note 3)

パラメータ記号 Min. Typ. Max. 単位条件

Note 1: サンプリングは、アドレスバイトがコンバータに転送された後と、データ転送サイクル完了後に行います。図 5-6 を参照してください。

2: このパラメータは定期的にサンプリングされるだけで、全数検査は実施していません。3: RPU: SDA と SCL のプルアップ抵抗4: SDA, SCL: VSS ～ VDD (400 kHz 動作時 )5: tACQ と tCONV は内部オシレータのタイミングに依存します。SCL との関係は図 5-5 と図 5-6 を参照して

ください。


MCP3021

タイミング仕様

図 1-1: 標準およびファーストモード

電気的特性 : 全てのパラメータに以下の条件を適用します。VDD = 2.7 ～ 5.5 V, VSS = GND, TA = -40 ～ +85℃

パラメータ記号 Min. Typ. Max. 単位条件I2C 標準モードクロック周波数 fSCL 0 — 100 kHzクロック High 時間 THIGH 4000 — — nsクロック Low 時間 TLOW 4700 — — nsSDA および SCL 立ち上がり時間 TR — — 1000 ns VIL から VIH まで (Note 1)SDA および SCL 立ち下がり時間 TF — — 300 ns VIH から VIL まで (Note 1)START 条件ホールド時間 THD:STA 4000 — — nsSTART 条件セットアップ時間 TSU:STA 4700 — — nsデータ入力セットアップ時間 TSU:DAT 250 — — nsSTOP 条件セットアップ時間 TSU:STO 4000 — — nsSTOP 条件ホールド時間 THD:STD 4000 — — nsクロックから出力確定までの時間 TAA — — 3500 nsバスフリー時間 TBUF 4700 — — ns Note 2入力フィルタによるスパイク抑制 TSP — — 50 ns SDA ピンと SCL ピン (Note 1)I2C ファーストモードクロック周波数 FSCL 0 — 400 kHzクロック High 時間 THIGH 600 — — nsクロック Low 時間 TLOW 1300 — — nsSDA および SCL 立ち上がり時間 TR 20 + 0.1 CB — 300 ns VIL から VIH まで (Note 1)SDA および SCL 立ち下がり時間 TF 20 + 0.1 CB — 300 ns VIH から VIL まで (Note 1)START 条件ホールド時間 THD:STA 600 — — nsSTART 条件セットアップ時間 TSU:STA 600 — — nsデータ入力ホールド時間 THD:DAT 0 — 0.9 msデータ入力セットアップ時間 TSU:DAT 100 — — nsSTOP 条件セットアップ時間 TSU:STO 600 — — nsSTOP 条件ホールド時間 THD:STD 600 — — nsクロックから出力確定までの時間 TAA — — 900 nsバスフリー時間 TBUF 1300 — — ns Note 2入力フィルタによるスパイク抑制 TSP — — 50 ns SDA ピンと SCL ピン (Note 1)Note 1: このパラメータは定期的にサンプルされるだけで、全数検査は実施していません。

2: 次の伝送が開始可能になるまでに必要なバスフリー時間

TFTHIGH VHYS TR

TSU:STA

TSPTHD:STA

TLOW THD:DAT TSU:DAT TSU:STO

TBUFTAA

SCL

SDAIN

SDAOUT


MCP3021

2.0 代表性能曲線

Note: 特に明記しない場合、VDD = 5 V、VSS = 0 V、I2C ファーストモードタイミング (SCL = 400 kHz)、連続変換モード (fSAMP = 22.3 ksps)、TA = +25 ℃

図 2-1: クロックレートに対する INL

図 2-2: VDD に対する INL - I2C 標準モード(fSCL = 100 kHz)

図 2-3: コードに対する INL( 代表的な部分 )

図 2-4: クロックレートに対する INL (VDD = 2.7 V)

図 2-5: VDD に対する INL - I2C ファーストモード (fSCL = 400 kHz)

図 2-6: コードに対する INL( 代表的な部分、VDD = 2.7 V)

Note: 以下の図表は限られたサンプル数に基づく統計的な結果であり、あくまでも情報提供を目的としています。ここに記載する性能特性はテストされておらず、保証されません。下図表の一部には、仕様動作レンジ外で計測されたデータも含みます(例: 仕様レンジ外の電源を使用)。従ってこれらのデータは保証範囲外です。

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 100 200 300 400I2C Bus Rate (kHz)

INL

(LSB

)

Positive INL

Negative INL

0.250.20

0.15

0.10

0.005

-0.005

-0.10

-0.15

-0.20

-0.25

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5VDD (V)

INL

(LSB

)

Positive INL

Negative INL

0.250.20

0.15

0.10

0.005

-0.005

-0.10

-0.15

-0.20

-0.25

-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

00.10.20.30.40.5

0 256 512 768 1024

Digital Code

INL

(LSB

)

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 100 200 300 400

I2C Bus Rate (kHz)

INL

(LSB

) Positive INL

Negative INL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20

-0.25

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

VDD (V)

INL

(LSB

) Positive INL

Negative INL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20

-0.25

-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

00.10.20.30.40.5

0 256 512 768 1024

Digital Code

INL

(LSB

)


MCP3021


図 2-7: 温度に対する INL

図 2-8: クロックレートに対する DNL

図 2-9: VDD に対する DNL - I2C 標準モード(fSCL = 100 kHz)

図 2-10: 温度に対する INL (VDD = 2.7 V)

図 2-11: クロックレートに対する DNL (VDD = 2.7 V)

図 2-12: VDD に対する DNL - I2C ファーストモード (fSCL = 400 kHz)

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

INL

(LSB

)

Positive INL

Negative INL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20

-0.25

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

0 100 200 300 400

I2C Bus Rate (kHz)

DN

L (L

SB)

Positive DNL

Negative DNL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20-0.25

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5VDD (V)

DN

L (L

SB)

Positive DNL

Negative DNL

0.250.20

0.150.10

0.005

-0.005

-0.10-0.15

-0.20

-0.25

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

INL

(LSB

)

Negative INL

Positive INL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20

-0.25

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

0 100 200 300 400

I2C Bus Rate (kHz)

DN

L (L

SB)

Negative DNL

Positive DNL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20-0.25

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

VDD (V)

DN

L (L

SB)

Positive DNL

Negative DNL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20-0.25


MCP3021


図 2-13: コードに対する DNL( 代表的な部分 )

図 2-14: 温度に対する DNL

図 2-15: VDD に対するゲイン誤差

図 2-16: コードに対する DNL( 代表的な部分、VDD = 2.7 V)

図 2-17: 温度に対する DNL (VDD = 2.7 V)

図 2-18: VDD に対するオフセット誤差

-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

00.10.20.30.40.5

0 256 512 768 1024

Digital Code

DN

L (L

SB)

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

DN

L (L

SB)

Negative DNL

Positive DNL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20-0.25

-1

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

VDD (V)

Gai

n Er

ror (

LSB

)

Fast Mode(fSCL=100 kHz) Standard Mode

(fSCL=400 kHz)

0-0.025-0.05-0.075-0.1

-0.15

-0.175-0.2-0.225-0.25

-0.125

-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1

00.10.20.30.40.5

0 256 512 768 1024

Digital Code

DN

L (L

SB)

-1-0.8-0.6-0.4-0.2

00.20.40.60.8

1

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

DN

L (L

SB)

Positive DNL

Negative DNL

0.250.200.150.10

0.005

-0.005-0.10-0.15-0.20-0.25

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5VDD (V)

Offs

et E

rror

(LSB

)

fSCL = 100 kHz & 400 kHz0.25

0.225

0.20.175

0.15

0.1

0.0750.050.025

0

0.125


MCP3021


図 2-19: 温度に対するゲイン誤差

図 2-20: 入力周波数に対する SNR

図 2-21: 入力周波数に対する THD

図 2-22: 温度に対するオフセット誤差

図 2-23: 入力周波数に対する SINAD

図 2-24: 入力信号レベルに対する SINAD

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

Gai

n Er

ror (

LSB

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

0.375

0.250

0.125

-0.125

-0.250

-0.375

12

24

36

48

60

72

84

96

1 10Input Frequency (kHz)

SNR

(dB

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

Y

84

72

60

48

36

24

12

0

-96

-84

-72

-60

-48

-36

-24

-12

1 10

Input Frequency (kHz)

THD

(dB

)

VDD = 2.7VVDD = 5V

0

-12

-24

-36

-48

-60

-72

-84

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

Offs

et E

rror

(LSB

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

0.500.450.400.350.300.25

0.150.100.05

0

0.20

12

24

36

48

60

72

84

96


SIN

AD

(dB

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

84

72

60

48

36

24

12

0

12

24

36

48

60

72

84

96

-40 -30 -20 -10 0

Input Signal Level (dB)

SIN

AD

(dB

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

84

72

60

48

36

24

12

0


MCP3021


図 2-25: VDD に対する ENOB

図 2-26: 入力周波数に対する SFDR

図 2-27: I2C ファーストモードのスペクトラム ( 代表的な部分、入力周波数 = 1 kHz)

図 2-28: 入力周波数に対する ENOB

図 2-29: I2C 標準モードのスペクトラム ( 代表的な部分、入力周波数 = 1 kHz)

図 2-30: VDD に対する IDD( 変換 )

11.5

11.55

11.6

11.65

11.7

11.75

11.8

11.85

11.9

11.95

12

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5VDD (V)

ENO

B (r

ms)

109.95

9.909.85

9.80

9.75

9.70

9.659.609.55

9.50

12

24

36

48

60

72

84

96


SFD

R (d

B) VDD = 2.7V

VDD = 5 V84

72

60

48

36

24

12

0

-130-120-110-100-90-80-70-60-50-40-30-20-10

010

0 2000 4000 6000 8000 10000

Frequency (Hz)

Am

plitu

de (d

B)

9

9.5

10

10.5

11

11.5

12


ENO

B (r

ms)

VDD = 2.7V VDD = 5V

10

9.5

9.0

8.5

8.0

7.7

7.0

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

10

0 500 1000 1500 2000 2500

Frequency (Hz)

Am

plitu

de (d

B)

0

50

100

150

200

250

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

VDD (V)

I DD

(µA

)


MCP3021


図 2-31: クロックレートに対する IDD( 変換 )

図 2-32: 温度に対する IDD( 変換 )

図 2-33: VDD に対する IDDA( アクティブバス )

図 2-34: クロックレートに対する IDDA( アクティブバス )

図 2-35: 温度に対する IDDA( アクティブバス )

図 2-36: VDD に対する IDDS( スタンバイ )

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400I2C Clock Rate (kHz)

I DD

(µA

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

0

50

100

150

200

250

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

I DD

(µA

)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

0102030405060708090

100

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

VDD (V)

I DD

A (µ

A)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 100 200 300 400I2C Clock Rate (kHz)

I DD

A (µ

A)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

0102030405060708090

100

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

I DD

A (µ

A)

VDD = 5V

VDD = 2.7V

0

10

20

30

40

50

60

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5

VDD (V)

I DD

S (pA

)


MCP3021


図 2-37: 温度に対する IDDS( スタンバイ )

図 2-38: 温度に対するアナログ入力リーク

2.1 試験回路

図 2-39: 代表的な試験回路

0.0001

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

-50 -25 0 25 50 75 100 125

Temperature (°C)

I DD

S (nA

)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

-50 -25 0 25 50 75 100 125Temperature (°C)

Ana

log

Inpu

t Lea

kage

(nA

)

0.1 µF

AINMCP3021

VDD = 5V

VCM = 2.5V

VIN

VDD

VSS

10 µF

SDA

SCL

2 k 2 k


MCP3021

3.0 ピン機能

表 3-1: ピン機能の一覧

3.1 VDD と VSSVDD ピンは、VSS を基準として、電力をデバイスに提供します。また、変換プロセスのための参照電圧も提供します。電力供給と接地についてのヒントはセクション 6.4「デバイスへの電力供給とレイアウトに関する注意事項」を参照してください。

3.2 アナログ入力 (AIN)AIN は、逐次比較型レジスタ (SAR) コンバータのサンプルホールド回路の入力ピンです。このピンを駆動するには、注意が必要です。セクション 6.1「アナログ入力の駆動」を参照してください。適切な変換のために、このピンの電圧は VSS から VDD まで変化させる事ができます。

3.3 シリアルデータ (SDA)この双方向ピンは、デバイスのアドレスとデータの送受信に使います。このピンはオープンドレインであるため、SDA バスには VDD に対するプルアップ抵抗が必要です (SCL クロック速度が 100 kHz の場合 10 k (typ.)、400 kHzの場合2 k (typ.)を使用、セクション 6.2「I2Cバスへの接続」参照 )。通常のデータ転送の場合、SDA ピンの状態は SCL ピンが Low の時にだけ変更できます。START/STOP 条件を生成する時にだけ、SCL ピンが High の時に SDA ピンの状態を変更します (セクション 5.1「I2Cバスの特性」参照 )。

3.4 シリアルクロック (SCL)SCL は、SDA ピン上のデバイスとのデータ転送を同期するのに使う入力ピンです。このピンはオープンドレインであるため、SCL バスには VDD に対するプルアップ抵抗が必要です (SCL クロック速度が 100 kHzの場合 10 k (typ.)、400 kHz の場合 2 k (typ.) を使用、セクション 6.2「I2C バスへの接続」参照 )。通常のデータ転送の場合、SDA ピンの状態は SCL ピンが Low の時にだけ変更できます。START/STOP 条件を生成する時にだけ、SCL ピンが High の時に SDAピンの状態を変更します ( セクション 6.1「アナログ入力の駆動」参照 )。

名前機能

VDD +2.7 ～ 5.5 V 電源VSS グランドAIN アナログ入力SDA シリアルデータ入力 / 出力SCL シリアルクロック入力


MCP3021

4.0 デバイスの動作MCP3021は従来型のSARアーキテクチャを採用しています。このアーキテクチャでは、変換実行中、内蔵サンプルホールドコンデンサを使ってアナログ入力を保持します。アクイジション時間が終わるとコンバータの入力スイッチが開き、デバイスは、内蔵サンプルホールドコンデンサに収集した電荷を使ってシリアル 10 ビットデジタル出力コードを生成します。アクイジションと変換は、内部クロックを使って自己タイマで実行されます。各変換の後、いつでも読み出す事ができる 10 ビットレジスタに結果が格納されます。デバイスとの通信は、2 線 I2C インターフェイスで行います。MCP3021 を連続変換モード (SCL クロック :400 kHz) で使うと、最大 22.3 ksps のサンプリングレートを実現できます。

4.1 デジタル出力コードMCP3021 が生成するデジタル出力は、入力信号と電源電圧 (VDD) の関数です。VDD レベルが減少するのに応じて、LSb サイズは小さくなります。LSb サイズの理論値を以下に示します。

式

MCP3021 の出力コードは、ストレートバイナリフォーマットで MSb からシリアル転送されます。

4.2 変換時間 (tCONV)変換時間は、アナログ入力をホールドコンデンサから切り離してからデジタル出力を得るのに必要な時間です。MCP3021 の場合、仕様で規定された変換時間は 8.96 µs (typ.) です。この時間は内部オシレータの影響されます。SCL とは無関係です。

4.3 アクイジション時間 (tACQ)アクイジション時間とは、サンプルコンデンサアレイが電荷を収集する時間です。

アクイジション時間は 1.12 µs (typ.) です。この時間は内部オシレータに影響されます。SCLとは無関係です。

4.4 サンプリングレートサンプリングレートは、最初の変換のアクイジションから 2 番目の変換のアクイジションまでに必要な時間の逆数です。

サンプリングレートは、シングル変換と連続変換のどちらかで計測できます。シングル変換は STARTビット、1 バイトのアドレス、2 バイトのデータ、STOPビットで構成されます。このサンプリングレートは、あるSTARTビットから次のSTARTビットまでの時間として計測します。

連続変換 ( 変換後にマスタが肯定応答を発行する事で要求します ) では、最大サンプリングレートは、変換から変換までの時間 (「2 バイトのデータ + 2 ビットの肯定応答」の計 18 クロック ) で計測します。セクション 5-2「デバイスアドレスの指定」を参照してください。

図 4-1: 伝達関数

LSbのサイズVDD1024------------=

VDD: 電源電圧

AIN

00 0000 0001 (1)

00 0000 0011 (3)

11 1111 1110 (1022)

出力コード

VDD - 1.5 LSb0.5 LSB

1.5 LSBVDD - 2.5 LSb2.5 LSb

00 0000 0000 (0)

00 0000 0010 (2)

11 1111 1111 (1023)


MCP3021

4.5 微分非線形性 (DNL)理想的な ADC の伝達関数では、各コードの幅は一定です。すなわち、あるコードの遷移点と次のコードの遷移点とのアナログ入力電圧の差は一定です。DNLは、伝達関数の任意のコードが 1 LSb の理想コード幅からどの程度ずれているかを示します。DNL は、全てのゲイン誤差とオフセット誤差を補償した後で、連続するコードの遷移点の電圧の差を、理想コード幅と比較する事で求めます。正の DNL はコード幅が理想コード幅より大きい事を意味し、負の DNL はコード幅が理想コード幅よりも小さい事を意味します

4.6 積分非直線性 (INL)INL は DNL 誤差の累積結果であり、伝達関数全体が線形応答からどの程度ずれているかを示します。MCP3021 ADC が INL を求めるのに使う計測方法は「エンドポイント」法です。

4.7 オフセット誤差オフセット誤差は、全ての出力コードに存在する、コードの遷移点の偏差として定義されます。これは、A/D 伝達関数全体をシフトさせる効果を持っています。オフセット誤差は、最初のコードの実際の遷移点と理想的な遷移点との差を求める事で計測します。最初のコードの理想的な遷移点は、VSS+1/2 LSb に位置します。

4.8 ゲイン誤差ゲイン誤差は、ADC 伝達関数の理想的な傾きからの偏差の量を決定します。ゲイン誤差を決定する前に、オフセット誤差を計測し変換結果から減算します。次に、最後のコードの遷移点を求め、理想的な遷移点と比較する事でゲイン誤差を求められます。最後のコードの理想的な遷移点は、「フルスケール (VDD)-1.5 LSb」に位置します。

4.9 変換電流 (IDD)10 ビットの変換の実行中の平均電流です。

4.10 アクティブバス電流 (IDDA)I2C バス監視中の平均電流です。デバイスがアドレス指定されていない時に消費する全ての電流をアクティブバス電流と呼びます。

4.11 スタンバイ電流 (IDDS)変換が発生しておらず、データを出力していない (SCLラインと SDA ラインが静止 ) 時の平均電流です。

4.12 I2C 標準モードのタイミングSCL 周波数が 100 kHz の場合の I2C 仕様です。

4.13 I2C ファーストモードのタイミングSCL 周波数が 400 kHz の場合の I2C 仕様です。


MCP3021

5.0 シリアル通信

5.1 I2C バスの特性以下のバスプロトコルが定義されています。

• データ転送はバスがビジー状態ではない時にのみ開始できる

• データ転送中、クロックラインが High の時にデータラインの状態は変化してはならない ( クロックラインが High の時にデータラインの状態が変化した場合、START 条件または STOP 条件とみなす )

上記に従う各種バス条件を、図 5-1を使って説明します。

5.1.1 バスはビジーではない (A)データラインとクロックラインが両方とも High の状態です。

5.1.2 データ転送の開始 (B)クロック (SCL) が High を維持したまま SDA ラインがHighから Lowに遷移すると、START条件が発生します。全てのデータ転送を開始する前に START 条件が必要です。

5.1.3 データ転送の停止 (C)クロック (SCL) が High を維持したまま SDA ラインがLowからHighに遷移するとSTOP条件が発生します。全ての動作は STOP 条件で終了する必要があります。

5.1.4 データ有効 (D)START 条件の後、クロック信号の High 期間中にデータラインの状態が遷移しなければ、その時のデータラインの状態が有効データとみなされます。

データラインの状態は、クロック信号の Low 期間中に変更する必要があります。1 ビットのデータにつき 1クロックパルスです。

データ転送は START 条件で始まり、STOP 条件で終わります。START 条件から STOP 条件までの間に転送するデータのバイト数は、マスタデバイスが決定し制限はありません。

5.1.5 肯定応答レシーバとして動作する各デバイスは、アドレス指定されている場合、1 バイトを受信するたびに肯定応答ビットを返す必要があります。マスタデバイスは、この肯定応答ビットの転送用に 1 周期のクロックパルスを生成する必要があります。

肯定応答を返すデバイスは、肯定応答クロックパルスの間、SDA ラインをプルダウンする必要があります。具体的には、肯定応答関連のクロックパルスの High 期間に、SDA ラインを安定して Low に維持する必要があるという事です。セットアップおよびホールド時間も考慮する必要があります。読み出しの場合、マスタデバイスはスレーブからの最終バイトに対して肯定応答ビットを返さずに、データ受信終了信号 (NAK) をスレーブへ送る必要があります。この場合、スレーブ(MCP3021) はバスを解放し、マスタデバイスは STOP条件を生成する事ができます。

MCP3021 は双方向 2 線バスとデータ転送プロトコルをサポートします。バスへデータを送信するデバイスは「トランスミッタ」、バスからデータを受信するデバイスは「レシーバ」です。マスタデバイスがバスを制御します。MCP3021 がスレーブデバイスとして動作する一方で、マスタデバイスはシリアルクロック(SCL) の生成、バスアクセスの制御、START およびSTOP 条件の生成を行います。マスタデバイスとスレーブデバイスは、どちら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が、どちらのモードで動作するかはマスタデバイスが決定します。

図 5-1: シリアルバス上のデータ転送シーケンス

SCL

SDA

(A) (B) (D) (D) (A)(C)

STARTCONDITION

ADDRESS ORACKNOWLEDGE

VALID

DATAALLOWED

TO CHANGE

STOPCONDITION


MCP3021

5.2 デバイスアドレスの指定アドレスバイトは、マスタデバイスが START 条件に続いて送信する最初のバイトです。制御バイトの先頭には 4 ビットのデバイスコードがあり、MCP3021 に対応する値は 1001 です。デバイスコードの後に3 ビットのアドレス (A2, A1, A0) が続きます。既定値のアドレスビットは 101 です ( 他のアドレスビットオプションについては Microchip 社までお問い合わせください )。このアドレスビットを使う事で、同一バス上に最大 8 個の MCP3021 デバイスを接続でき、アクセスするデバイスを決定できます。

スレーブアドレス 8 ビットは、マスタデバイスがこれから実行する操作が変換データの読み出しなのかMCP3021 への書き込みなのかを決定します。「1」にセットした場合、読み出し動作が選択されます。「0」にクリアした場合、書き込み動作が選択されます。MCP3021 は書き込み可能なレジスタを備えていません。従って、変換を開始するにはこのビットを「1」にセットする必要があります。 MCP3021 は、2 線 I2C シリアルインターフェイスプロトコル互換のスレーブデバイスです。図 6-2 に、ハードウェア接続図を示します。マイクロコントローラ( マスタデバイス ) が START ビットに続けてアドレスバイトを送信する事によって通信が始まります。

MCP3021 が実行した変換が完了すると、マイクロコントローラは通信を終了するためにSTOPビットを送る必要があります。

デバイスのアドレスバイトの最後のビットは R/Wビットです。このビットが論理「1」の場合、変換が実行されます。このビットを論理「0」に設定した場合も MCP3021 は「肯定応答」(ACK) を返します。これはデバイスのポーリングに使えます ( セクション 6.3「デバイスのポーリング」参照 )。

図 5-2: デバイスアドレスの指定

5.3 変換の実行本セクションでは、MCP3021 との通信の詳細を説明します。サンプルホールドの開始、変換データの読み出し、複数の変換の実行について説明します。

5.3.1 サンプルホールドの開始入力信号の収集と変換は、アドレスバイトの R/Wビットの立ち下がりエッジで開始します。この時点で、内蔵クロックはサンプル、ホールド、変換のサイクル( 全て ADC の内部 ) を開始します。

図 5-3: 変換の開始、アドレスバイト

図 5-4: 変換の開始、連続変換

START READ/WRITE

SLAVE ADDRESS R/W A

1 0 0 1 1 0 1

Address Bits1

1: 他のアドレスビットについては Microchip 社まで

Device Code

お問い合わせください。

1 2 3 4 5 6 7 8 9SCL

SDA 1 0 0 1 A2 A1 A0 R/W ACK

StartBit

Address Byte

Address bits Device bits

tACQ + tCONV isinitiated here

SCL

SDA D1 D0 X ACK

Lower Data Byte (n)


D4 D3 D2 XD5ACK

D6

17 18 19 20 21 22 23 24 25 26


MCP3021

入力信号は、論理 High の R/W ビットの転送の後のクロックの最初の立ち下がりエッジで最初にサンプリングされます。また、SCL の立ち上がりエッジでADC は肯定応答ビット (ACK = 0) を送ります。MCP3021 がラインを Low にプルできるように、マスタはこのクロックパルスの間にデータバスを解放する必要があります ( 図 5-3 参照 )。連続してサンプリングするために、下位データバイトの最後のビットでサンプリングを開始します。タイミング図は図 5-6 を参照してください。

5.3.2 変換データの読み出しMCP3021 がアドレスバイトを肯定応答した後、本デバイスは 4 つの「0」ビットに続けて変換データの上位 4 ビットを送ります。するとマスタデバイスは、このバイトに対して ACK = Low で肯定応答します。後続の 6 クロックパルスで、MCP3021 は変換データの下位 6 ビットを送ります。末尾の 2 ビットは「ドントケア」であり、有効なデータを含みません。次にマスタは ACK = High を送り、これ以上データを要求していない事を MCP3021 に示します。これでマスタは、STOP ビットを送る事で転送を終了できます。

図 5-5: 変換の実行

5.3.3 連続変換連続してサンプリングするために、下位データバイトの最後のビットの立ち下がりエッジでサンプリングを開始します。タイミングは図 5-6を参照してください。

図 5-6: 連続変換

SDA

START

STOPA

CK


Address Byte


1 0 0 1 A R/W

UPPER DATA BYTE

0 0 0 0 D D DACK

Lower Data Byte

NAK

S P9 82A1

A0 7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0 X X

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27SCL

SDA

fSAMP = 22.3 ksps (fCLK = 400 kHz)

ACK


Address Byte


1 0 0 1 A2 A1 A0 R/W

UPPER DATA BYTE (N)

ACK

Lower Data Byte (n)

ACKS


0 0 0 0 D D D9 8 7D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0 X X

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27SCL

START

0

28


MCP3021

6.0 応用に関する情報

6.1 アナログ入力の駆動MCP3021 はシングルエンドのアナログ入力 (AIN) を備えています。正しい変換結果を得るために、AINピンの電圧は VSS と VDD の間に保つ必要があります。コンバータがオフセット誤差、ゲイン誤差、INL/DNL誤差を持たず、AIN の電圧レベルが「VSS + 1/2 LSb」以下の場合、結果として出力されるコードは000hです。また、AIN の電圧が「VDD - 1.5 LSb」以上の場合、出力コードは 1FFhです。

図 6-1 に、アナログ入力モデルを示します。この図で、ソースインピーダンス (RSS) と内部サンプリングスイッチのインピーダンス (RS) の和は、コンデンサ(CSAMPLE) の充電時間に直接影響します。従って、ソースインピーダンスが大きくなると、変換のオフセット誤差、ゲイン誤差、積分直線性誤差が増加します。信号源インピーダンスはゼロに近い事が理想的です。これは、数十 Ω の閉ループ出力インピーダンスを備えた MCP6022 等のオペアンプで解決できます。

図 6-1: アナログ入力 (AIN) のモデル

6.2 I2C バスへの接続I2C バスはオープンドレインのバスのため、SCL ラインと SDA ラインにプルアップ抵抗を接続する必要があります。図 6-2 に、この構成を示します。

図 6-2: I2C バスのプルアップ抵抗

最大バス容量 400 pF の範囲内であれば、バスに接続できるデバイスの数に制限はありません。図 6-3 に、複数のデバイスを使った構成例を示します。

図 6-3: I2C バスに接続した複数のデバイス

CPINVA

RSS

AIN

7 pF

VT = 0.6 V

VT = 0.6 VILEAKAGE

SamplingSwitch

SS RS = 1 k

CSAMPLE= DAC capacitance

VSS

VDD

= 20 pF±1 nA

凡例

VA : 信号源RSS : ソースインピーダンスAIN : アナログ入力ピン

CPIN : アナログ入力ピンの静電容量VT : しきい値電圧

ILEAKAGE : 各種接合によるピン部位のリーク電流SS : サンプリングスイッチRS : サンプリングスイッチ抵抗

CSAMPLE : サンプル / ホールドコンデンサ容量

PIC

® SDASCL

VDD

RPURPU

RPU is typically: 10 k for fSCL = 100 kHz2 k for fSCL = 400 kHz

MCP3021

AnalogInput SignalM

icro

cont

rolle

r

AIN

SDA SCL

PIC16F876Microcontroller

MCP302110-bit ADC

TC74Temperature

Sensor

24LC01EEPROM


MCP3021

6.3 デバイスのポーリング場合によっては、変換の実行ではなく、I2C バスにMCP3021 が存在するかどうかのテストが必要な事があります ( 図 6-4 参照 )。その場合、アドレスバイトのR/W ビットをゼロに設定します。MCP3021 は、ACKクロック中にSDAをLowにプルする事で肯定応答し、次に I2C マスタにバスを解放します。マスタは STOPまたは反復スタートビットを発行でき、I2C 通信は継続できます。

図 6-4: デバイスのポーリング

6.4 デバイスへの電力供給とレイアウトに関する注意事項

6.4.1 MCP3021 への電力供給 VDD は、デバイスに電力と参照電圧を供給します。バイパスコンデンサの推奨値は 10 µF です。一部のシステムに存在する高周波ノイズを減衰させるために、0.1 µF のコンデンサを並列に追加する事を推奨します。

図 6-5: MCP3021 への電力供給

6.4.2 レイアウトに関する考慮事項アナログ部品を使ったプリント基板をレイアウトする場合、ノイズを低減させるように常に注意が必要です。このデバイスには VDD からグランドへのバイパスコンデンサを常に使い、デバイスピンのできるだけ近くに配置する必要があります。バイパスコンデンサの推奨値は 0.1 µF です。デジタルトレースとアナログトレースはできるだけ離します。また、デバイスとバイパスコンデンサの下にはトレースを配置しないようにします。さらに、高周

波信号のトレース ( クロックライン等 ) をアナログトレースからできるだけ遠ざけるように配慮する必要があります。

MCP3021 は、アナロググランドプレーンとアナログ電源トレースに完全に接続する必要があります。プルアップ抵抗は、マイクロコントローラの近くに配置し、デジタル電源 (VCC) に接続します。基板上の全てのデバイスのグランド電位を同一に保つために、アナロググランドプレーンを使う事を推奨します。「スター」構成でデバイスに VDD を接続する事で、電流の戻り経路に関連する誤差を除去でき、ノイズも低減できます ( 図 6-6)。MCP3021 または他の ADCデバイスを使う際のレイアウトのヒントは AN688

『Layout Tips for 12-Bit A/D Converter Application』を参照してください。

図 6-6: 電流の戻り経路で生じる誤差を低減するために「スター」構成で接続したVDD トレース

6.4.3 電源としての参照電圧の使用MCP3021 は、VDD を電力供給としても参照電圧としても使います。アプリケーションによっては、必要な精度を得るために安定した参照電圧を使う必要があります。図 6-7 に、4.096 V (2%) の参照電圧としてMCP1541 を使う例を示します。

図 6-7: 安定化した電源と参照電圧の構成

1 2 3 4 5 6 7 8 9SCL

SDA 1 0 0 1 A2 A1 A0 0 ACK

StartBit

Address Byte

Address bits Device bits R/W StartBit

MCP3021 の応答

VDD

VDD

AINSCL

SDAToMicrocontroller

10 µF

MCP3021

0.1 µF

VCC

RPURPU

VDDConnection

Device 1

Device 2

Device 3

Device 4

VDD

VDD4.096V

Reference

1 µF0.1 µFMCP1541

CL

AIN

ToM

icro

cont

rolle

r

MCP3021

VCC

RPU

SCLSDA


MCP3021

7.0 パッケージ情報

7.1 パッケージのマーキング情報

2 13

54

5 ピン SOT-23A (EIAJ SC-74) デバイス

製品番号アドレスオプション SOT-23

MCP3021A0T-E/OT 000 GP

MCP3021A1T-E/OT 001 GS

MCP3021A2T-E/OT 010 GK

MCP3021A3T-E/OT 011 GL

MCP3021A4T-E/OT 100 GM

MCP3021A5T-E/OT 101 GJ *

MCP3021A6T-E/OT 110 GQ

MCP3021A7T-E/OT 111 GR

* 既定値オプション。他のアドレスオプションについてはMicrochip 社までお問い合わせください。

凡例 : XX...X お客様固有情報Y 年コード ( 西暦の下 1 桁 )YY 年コード ( 西暦の下 2 桁 )WW 週コード (1 月 1 日の週が「01」)NNN 英数字のトレーサビリティコード無光沢スズ (Sn) めっきを示す鉛フリーの JEDEC マーク* 本パッケージは鉛フリーです。鉛フリー JEDEC マーク ( ) は

外箱に表記しています。

Note: Microchip 社の製品番号が 1 行に収まりきらない場合、複数行を使います。この場合、お客様固有情報に使える文字数が制限されます。

3e

3e


MCP3021

5 ピンプラスチックスモールアウトライントランジスタ (OT) (SOT23)

* 管理値§ 重要な特性です。Note:

D と E1 の寸法はバリを含みません。モールドフラッシュまたは突出部は各側で 0.010" (0.254 mm) 以下とします。JEDEC 準拠 : MO-178図面番号 : C04-091

Note: 最新のパッケージ図面については、以下のウェブページにある「Microchip Packaging Specification (Microchip 社パッケージ仕様 )」を参照してください。http://www.microchip.com/packaging

1

p

DB

n

E

E1

L

c

A2A

A1

p1

単位インチ * ミリメートル寸法 MIN NOM MAX MIN NOM MAX

ピン数 n 5 5

ピッチ p 0.038 0.95

外側ピンピッチ ( 基本寸法 ) p1 0.075 1.90

全高 A 0.035 0.046 0.057 0.90 1.18 1.45

モールドパッケージ厚 A2 0.035 0.043 0.051 0.90 1.10 1.30

スタンドオフ § A1 0.000 0.003 0.006 0.00 0.08 0.15

全幅 E 0.102 0.110 0.118 2.60 2.80 3.00

モールドパッケージ幅 E1 0.059 0.064 0.069 1.50 1.63 1.75

全長 D 0.110 0.116 0.122 2.80 2.95 3.10

足長 L 0.014 0.018 0.022 0.35 0.45 0.55

足角 0 5 10 0 5 10

ピン厚 c 0.004 0.006 0.008 0.09 0.15 0.20

ピン幅 B 0.014 0.017 0.020 0.35 0.43 0.50

モールドドラフト角トップ α 0 5 10 0 5 10

モールドドラフト角ボトム β 0 5 10 0 5 10


http://www.microchip.com/packaging

MCP3021

8.0 改訂履歴リビジョン B (2013 年 1 月 )各パッケージのアウトライン図面に Note を追加しました。


MCP3021

製品識別システム

ご注文や製品の価格、納期につきましては、弊社または販売代理店にお問い合わせください。

営業とサポート

デバイス : MCP3021T: 10 ビット 2 線シリアル A/D コンバータ( テープ & リール )

温度レンジ : E = -40 ～ +125 ℃

アドレスオプション : XX A2 A1 A0

A0 = 0 0 0

A1 = 0 0 1

A2 = 0 1 0

A3 = 0 1 1

A4 = 1 0 0

A5 * = 1 0 1

A6 = 1 1 0

A7 = 1 1 1

* 既定値オプション。他のアドレスオプションについてはMicrochip 社までお問い合わせください。

パッケージ : OT = SOT-23、5 ピン ( テープ & リール )

製品番号 XXX

アドレス温度レンジデバイス

例 :

a) MCP3021A0T-E/OT: 拡張温度レンジ、A0 アドレス、テープ＆リール

b) MCP3021A1T-E/OT: 拡張温度レンジ、A1 アドレス、テープ＆リール

c) MCP3021A2T-E/OT: 拡張温度レンジ、A2 アドレス、テープ＆リール

d) MCP3021A3T-E/OT: 拡張温度レンジ、A3 アドレス、テープ＆リール

e) MCP3021A4T-E/OT: 拡張温度レンジ、A4 アドレス、テープ＆リール

f) MCP3021A5T-E/OT: 拡張温度レンジ、A5 アドレス、テープ＆リール

g) MCP3021A6T-E/OT: 拡張温度レンジ、A6 アドレス、テープ＆リール

h) MCP3021A7T-IE/OT: 拡張温度レンジ、A7 アドレス、テープ＆リール

/XX

パッケージオプション

データシート暫定版のデータシートでサポートしている製品には、微細な動作上の相違点と推奨対応策を記載したエラッタシートを発行している場合があります。お使いのデバイス向けにエラッタシートが発行されているかどうかは以下で確認できます。

1. 最寄りの Microchip 社営業所2. Microchip 社のウェブサイト (www.microchip.com)

お使いのデバイス、シリコンとデータシートのリビジョン ( 文書番号含む ) をお知らせください。

お客様向け通知システム弊社ウェブサイト (www.microchip.com) でご登録頂いたお客様には、弊社の製品に関する最新情報をお届けします。


www.microchip.comwww.microchip.com

MCP3021

NOTE:


Microchip 社製デバイスのコード保護機能に関して以下の点にご注意ください。• Microchip 社製品は、該当する Microchip 社データシートに記載の仕様を満たしています。

• Microchip 社では、通常の条件ならびに仕様に従って使用した場合、Microchip 社製品のセキュリティレベルは、現在市場に流通している同種製品の中でも最も高度であると考えています。

• しかし、コード保護機能を解除するための不正かつ違法な方法が存在する事もまた事実です。弊社の理解では、こうした手法は Microchip 社データシートにある動作仕様書以外の方法で Microchip 社製品を使用する事になります。このような行為は知的所有権の侵害に該当する可能性が非常に高いと言えます。

• Microchip 社は、コードの保全性に懸念を抱いているお客様と連携し、対応策に取り組んでいきます。

• Microchip 社を含む全ての半導体メーカーで、自社のコードのセキュリティを完全に保証できる企業はありません。コード保護機能とは、Microchip 社が製品を「解読不能」として保証するものではありません。

コード保護機能は常に進歩しています。Microchip 社では、常に製品のコード保護機能の改善に取り組んでいます。Microchip 社のコード保護機能の侵害は、デジタルミレニアム著作権法に違反します。そのような行為によってソフトウェアまたはその他の著作物に不正なアクセスを受けた場合、デジタルミレニアム著作権法の定めるところにより損害賠償訴訟を起こす権利があります。

本書に記載されているデバイスアプリケーション等に関する情報は、ユーザの便宜のためにのみ提供されているものであ

り、更新によって無効とされる事があります。お客様のアプ

リケーションが仕様を満たす事を保証する責任は、お客様に

あります。Microchip 社は、明示的、暗黙的、書面、口頭、法定のいずれであるかを問わず、本書に記載されている情報に

関して、状態、品質、性能、商品性、特定目的への適合性を

はじめとする、いかなる類の表明も保証も行いません。

Microchip 社は、本書の情報およびその使用に起因する一切の責任を否認します。生命維持装置あるいは生命安全用途に

Microchip 社の製品を使用する事は全て購入者のリスクとし、また購入者はこれによって発生したあらゆる損害、クレーム、

訴訟、費用に関して、Microchip 社は擁護され、免責され、損害を受けない事に同意するものとします。暗黙的あるいは明

示的を問わず、Microchip 社が知的財産権を保有しているライセンスは一切譲渡されません。

2016 Microchip Technology Inc.

商標

Microchip 社の名称とロゴ、Microchip ロゴ、dsPIC、FlashFlex、flexPWR、JukeBlox、KEELOQ、KEELOQlogo、Kleer、LANCheck、MediaLB、MOST、MOST logo、MPLAB、OptoLyzer、PIC、PICSTART、PIC32　logo、RightTouch、SpyNIC、SST、SSTLogo、SuperFlash および UNI/O は米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です。

Embedded Control Solutions Company、mTouch は米国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です。

Analog-for-the-Digital Age、BodyCom、chipKIT、chipKIT logo、CodeGuard、dsPICDEM、dsPICDEM.net、ECAN、In-Circuit SerialProgramming、ICSP、Inter-Chip Connectivity、KleerNet、KleerNetlogo、MiWi、motorBench、MPASM、MPF、MPLAB Certified logo、MPLIB、MPLINK、MultiTRAK、NetDetach、Omniscient CodeGeneration、PICDEM、PICDEM.net、PICkit、PICtail、RightTouchlogo、REAL ICE、SQI、Serial Quad I/O、Total Endurance、TSHARC、USBCheck、VariSense、ViewSpan、WiperLock、Wireless DNA、および ZENA は米国およびその他の MicrochipTechnology Incorporated の商標です。

SQTP は米国における Microchip Technology Incorporated のサービスマークです。

Silicon Storage Technology は他の国における MicrochipTechnology Inc. の登録商標です。

GestIC は Microchip Technology Inc. の子会社である MicrochipTechnology Germany II GmbH & Co. & KG 社の他の国における登録商標です。

その他本書に記載されている商標は各社に帰属します。

© 2016, Microchip Technology Incorporated, All Rights Reserved.

ISBN: 978-1-5224-0245-9

DS21805B_JP - p. 25

Microchip 社では、Chandler および Tempe ( アリゾナ州 )、Gresham ( オレゴン州 ) の本部、設計部およびウェハー製造工場そしてカリフォルニア州とインドのデザインセンターが ISO/TS-16949:2009 認証を取得しています。Microchip 社の品質システムプロセスおよび手順は、PIC® MCU および dsPIC® DSC、KEELOQ® コードホッピングデバイス、シリアル EEPROM、マイクロペリフェラル、不揮発性メモリ、アナログ製品に採用されています。さらに、開発システムの設計と製造に関する Microchip 社の品質システムは ISO 9001:2000 認証を取得しています。

DS21805B_JP - p.26 DS21805B_JP Microchip Technology Inc.

北米本社2355 West Chandler Blvd.Chandler, AZ 85224-6199Tel: 480-792-7200 Fax: 480-792-7277技術サポート : http://www.microchip.com/supportURL: www.microchip.comアトランタDuluth, GA Tel: 678-957-9614 Fax: 678-957-1455オースティン、TXTel: 512-257-3370 ボストンWestborough, MATel: 774-760-0087 Fax: 774-760-0088シカゴItasca, ILTel: 630-285-0071 Fax: 630-285-0075クリーブランドIndependence, OHTel: 216-447-0464Fax: 216-447-0643ダラスAddison, TXTel: 972-818-7423 Fax: 972-818-2924デトロイトNovi, MI Tel: 248-848-4000ヒューストン、TXTel: 281-894-5983インディアナポリスNoblesville, INTel: 317-773-8323Fax: 317-773-5453ロサンゼルスMission Viejo, CATel: 949-462-9523 Fax: 949-462-9608ニューヨーク、NY Tel: 631-435-6000サンノゼ、CATel: 408-735-9110カナダ - トロントTel: 905-673-0699 Fax: 905-673-6509

アジア / 太平洋アジア太平洋支社Suites 3707-14, 37th FloorTower 6, The GatewayHarbour City, KowloonHong KongTel: 852-2943-5100Fax: 852-2401-3431オーストラリア - シドニーTel: 61-2-9868-6733Fax: 61-2-9868-6755中国 - 北京Tel: 86-10-8569-7000Fax: 86-10-8528-2104中国 - 成都Tel: 86-28-8665-5511Fax: 86-28-8665-7889中国 - 重慶Tel: 86-23-8980-9588Fax: 86-23-8980-9500中国 - 東莞Tel: 86-769-8702-9880中国 - 杭州Tel: 86-571-8792-8115Fax: 86-571-8792-8116中国 - 香港 SARTel: 852-2943-5100 Fax: 852-2401-3431中国 - 南京Tel: 86-25-8473-2460Fax: 86-25-8473-2470中国 - 青島Tel: 86-532-8502-7355Fax: 86-532-8502-7205中国 - 上海Tel: 86-21-5407-5533Fax: 86-21-5407-5066中国 - 瀋陽Tel: 86-24-2334-2829Fax: 86-24-2334-2393中国 - 深圳Tel: 86-755-8864-2200 Fax: 86-755-8203-1760中国 - 武漢Tel: 86-27-5980-5300Fax: 86-27-5980-5118中国 - 西安Tel: 86-29-8833-7252Fax: 86-29-8833-7256

アジア / 太平洋中国 - 厦門Tel: 86-592-2388138 Fax: 86-592-2388130中国 - 珠海Tel: 86-756-3210040 Fax: 86-756-3210049インド - バンガロールTel: 91-80-3090-4444 Fax: 91-80-3090-4123インド - ニューデリーTel: 91-11-4160-8631Fax: 91-11-4160-8632インド - プネTel: 91-20-3019-1500日本 - 大阪Tel: 81-6-6152-7160Fax: 81-6-6152-9310日本 - 東京Tel: 81-3-6880-3770 Fax: 81-3-6880-3771韓国 - 大邱Tel: 82-53-744-4301Fax: 82-53-744-4302韓国 - ソウルTel: 82-2-554-7200Fax: 82-2-558-5932 または82-2-558-5934マレーシア - クアラルンプールTel: 60-3-6201-9857Fax: 60-3-6201-9859マレーシア - ペナンTel: 60-4-227-8870Fax: 60-4-227-4068フィリピン - マニラTel: 63-2-634-9065Fax: 63-2-634-9069シンガポールTel: 65-6334-8870Fax: 65-6334-8850台湾 - 新竹Tel: 886-3-5778-366Fax: 886-3-5770-955台湾 - 高雄Tel: 886-7-213-7830台湾 - 台北Tel: 886-2-2508-8600 Fax: 886-2-2508-0102タイ - バンコクTel: 66-2-694-1351Fax: 66-2-694-1350

ヨーロッパオーストリア - ヴェルスTel: 43-7242-2244-39Fax: 43-7242-2244-393デンマーク - コペンハーゲンTel: 45-4450-2828 Fax: 45-4485-2829フランス - パリTel: 33-1-69-53-63-20 Fax: 33-1-69-30-90-79ドイツ - デュッセルドルフTel: 49-2129-3766400 ドイツ - カールスルーエTel: 49-721-625370ドイツ - ミュンヘンTel: 49-89-627-144-0 Fax: 49-89-627-144-44イタリア - ミラノ Tel: 39-0331-742611 Fax: 39-0331-466781イタリア - ヴェニスTel: 39-049-7625286 オランダ - ドリューネンTel: 31-416-690399 Fax: 31-416-690340ポーランド - ワルシャワTel: 48-22-3325737 スペイン - マドリッドTel: 34-91-708-08-90Fax: 34-91-708-08-91スウェーデン - ストックホルムTel: 46-8-5090-4654イギリス - ウォーキンガムTel: 44-118-921-5800Fax: 44-118-921-5820

各国の営業所とサービス

07/14/15

http://www.microchip.com/supporthttp://www.microchip.com

1.0 電気的特性DC特性 (続き)図 1-1: 標準およびファーストモード

2.0 代表性能曲線図 2-1: クロックレートに対するINL図 2-2: VDDに対するINL - I2C標準モード (fSCL = 100 kHz)図 2-3: コードに対するINL(代表的な部分)図 2-4: クロックレートに対するINL (VDD = 2.7 V)図 2-5: VDDに対するINL - I2Cファーストモード(fSCL = 400 kHz)図 2-6: コードに対するINL(代表的な部分、 VDD = 2.7 V)図 2-7: 温度に対するINL図 2-8: クロックレートに対するDNL図 2-9: VDDに対するDNL - I2C標準モード (fSCL = 100 kHz)図 2-10: 温度に対するINL (VDD = 2.7 V)図 2-11: クロックレートに対するDNL (VDD = 2.7 V)図 2-12: VDDに対するDNL - I2Cファーストモード(fSCL = 400 kHz)図 2-13: コードに対するDNL(代表的な部分)図 2-14: 温度に対するDNL図 2-15: VDDに対するゲイン誤差図 2-16: コードに対するDNL(代表的な部分、 VDD = 2.7 V)図 2-17: 温度に対するDNL (VDD = 2.7 V)図 2-18: VDDに対するオフセット誤差図 2-19: 温度に対するゲイン誤差図 2-20: 入力周波数に対するSNR図 2-21: 入力周波数に対するTHD図 2-22: 温度に対するオフセット誤差図 2-23: 入力周波数に対するSINAD図 2-24: 入力信号レベルに対するSINAD図 2-25: VDDに対するENOB図 2-26: 入力周波数に対するSFDR図 2-27: I2Cファーストモードのスペクトラム(代表的な部分、入力周波数 = 1 kHz)図 2-28: 入力周波数に対するENOB図 2-29: I2C標準モードのスペクトラム(代表的な部分、入力周波数 = 1 kHz)図 2-30: VDDに対するIDD(変換)図 2-31: クロックレートに対するIDD(変換)図 2-32: 温度に対するIDD(変換)図 2-33: VDDに対するIDDA(アクティブバス)図 2-34: クロックレートに対するIDDA (アクティブバス)図 2-35: 温度に対するIDDA(アクティブバス)図 2-36: VDDに対するIDDS(スタンバイ)図 2-37: 温度に対するIDDS(スタンバイ)図 2-38: 温度に対するアナログ入力リーク2.1 試験回路図 2-39: 代表的な試験回路

3.0 ピン機能表 3-1: ピン機能の一覧3.1 VDDとVSS3.2 アナログ入力(AIN)3.3 シリアルデータ(SDA)3.4 シリアルクロック(SCL)

4.0 デバイスの動作4.1 デジタル出力コード4.2 変換時間(tCONV)4.3 アクイジション時間(tACQ)4.4 サンプリングレート図 4-1: 伝達関数

4.5 微分非線形性(DNL)4.6 積分非直線性(INL)4.7 オフセット誤差4.8 ゲイン誤差4.9 変換電流(IDD)4.10 アクティブバス電流(IDDA)4.11 スタンバイ電流(IDDS)4.12 I2C標準モードのタイミング4.13 I2Cファーストモードのタイミング

5.0 シリアル通信5.1 I2Cバスの特性図 5-1: シリアルバス上のデータ転送シーケンス

5.2 デバイスアドレスの指定図 5-2: デバイスアドレスの指定

5.3 変換の実行図 5-3: 変換の開始、アドレスバイト図 5-4: 変換の開始、連続変換図 5-5: 変換の実行図 5-6: 連続変換

6.0 応用に関する情報6.1 アナログ入力の駆動図 6-1: アナログ入力(AIN)のモデル

6.2 I2Cバスへの接続図 6-2: I2Cバスのプルアップ抵抗図 6-3: I2Cバスに接続した複数のデバイス

6.3 デバイスのポーリング図 6-4: デバイスのポーリング

6.4 デバイスへの電力供給とレイアウトに関する注意事項図 6-5: MCP3021への電力供給図 6-6: 電流の戻り経路で生じる誤差を低減するために「スター」構成で接続した VDDトレース図 6-7: 安定化した電源と参照電圧の構成

7.0 パッケージ情報7.1 パッケージのマーキング情報

8.0 改訂履歴I2Cインターフェイスを備えた低消費電力10ビットA/Dコンバータa) MCP3021A0T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A0アドレス、テープ＆リールb) MCP3021A1T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A1アドレス、テープ＆リールc) MCP3021A2T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A2アドレス、テープ＆リールd) MCP3021A3T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A3アドレス、テープ＆リールe) MCP3021A4T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A4アドレス、テープ＆リールf) MCP3021A5T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A5アドレス、テープ＆リールg) MCP3021A6T-E/OT: 拡張温度レンジ、 A6アドレス、テープ＆リールh) MCP3021A7T-IE/OT: 拡張温度レンジ、 A7アドレス、テープ＆リール1. 最寄りのMicrochip社営業所2. Microchip社のウェブサイト(www.microchip.com)本社アトランタオースティン、TXボストンシカゴクリーブランドダラスデトロイトヒューストン、TXインディアナポリスロサンゼルスニューヨーク、NYサンノゼ、CAカナダ - トロントアジア太平洋支社オーストラリア - シドニー中国 - 北京中国 - 成都中国 - 重慶中国 - 東莞Tel: 86-769-8702-9880中国 - 杭州中国 - 香港SAR中国 - 南京中国 - 青島中国 - 上海中国 - 瀋陽中国 - 深圳中国 - 武漢中国 - 西安中国 - 厦門中国 - 珠海インド - バンガロールインド - ニューデリーインド - プネ日本 - 大阪日本 - 東京韓国 - 大邱韓国 - ソウルマレーシア - クアラルンプールマレーシア - ペナンフィリピン - マニラシンガポール台湾 - 新竹台湾 - 高雄台湾 - 台北タイ - バンコクオーストリア - ヴェルスデンマーク - コペンハーゲンフランス - パリドイツ - デュッセルドルフドイツ - カールスルーエドイツ - ミュンヘンイタリア - ミラノイタリア - ヴェニスオランダ - ドリューネンポーランド - ワルシャワスペイン - マドリッドスウェーデン - ストックホルムイギリス - ウォーキンガム

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