采用SOT-23-6 封装、带EEPROM 存储器的12 位数模转换器.pdf

1、 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第 1 页 MCP4725 特性 12 位分辨率 片上非易失性存储器 （EEPROM） 0.2 LSB DNL （典型值） 外部 A0 地址引脚 正常或关断模式 快速的稳定时间：6 s（典型值） 外部参考电压 （V DD ） 轨到轨输出 低功耗 单电源工作：2.7V 至 5.5V I 2 C 接口： -8 个可用地址 - 标准 （100 kbps）、快速（400 kbps）和高 速（ 3.4 Mbps）模式 6 引脚小型 SOT-23 封装 扩展级温度范围：-40C 至 +125C 应用 设定点或失调微调

2、传感器校准 闭环伺服控制 低功耗便携式仪表 PC 外设 数据采集系统 框图 概述 MCP4725 是低功耗、高精度、单通道的 12 位缓冲电压 输出数模转换器（Digital-to-Analog Convertor， DAC），具有非易失性存储器（EEPROM）。 其片上精 密输出放大器使其能够达到轨到轨模拟输出摆幅。 用户可以使用 I 2 C 接口命令将 DAC 输入和配置数据烧 写到非易失性存储器（EEPROM）。 非易失性存储器功 能使得 DAC器件在断电期间仍能保持 DAC 输入代码， 且 DAC输出在上电后立即可用。当 DAC器件用作网络 中其他器件的支持器件时，此功能非常有用。 该

3、器件包括用于确保可靠上电的上电复位 （Power-On-Reset，POR）电路和用于为 EEPROM提 供编程电压的片上电荷泵。 DAC 参考电压由 VDD 直接 驱动。在关断模式下，可对输出放大器进行配置，以提 供已知的低、中和高电阻输出负载。 MCP4725具有外部 A0地址位选择引脚。 此 A0引脚可 连接用户应用电路板的 VDD或 VSS。 MCP4725 具有 2 线型 I 2 C 兼容串行接口，可用于标准 （100 kHz） 、快速（400 kHz）或高速（3.4 MHz）模 式。 MCP4725 是适用于设计简易且外形小巧的应用的理想 DAC 器件，且适合用于要求在断电期间保存

4、 DAC 器件 设置的应用。 器件采用 6引脚小型 SOT-23封装。 封装类型 电阻串 上电 复位 电荷泵 EEPROM I 2 C 接口逻辑 输入 寄存器 DAC寄存器 运放 关断控制 V DD V SS SCL SDA V OUT A0 DAC 3V DD SCL SDAV SS A0 SOT-23-6 V OUT 2 1 4 5 6 MCP4725 采用 SOT-23-6 封装、带 EEPROM 存储器的 12 位数模转换器MCP4725 DS22039D_CN 第2页 2010 Microchip Technology Inc. 注： 2010 Microchip Technolog

5、y Inc. DS22039D_CN 第3 页 MCP4725 1.0 电气特性 绝对最大额定值 V DD .6.5V 所有输入和输出相对于 V SS 的电压 0.3V 至 V DD +0.3V 输入引脚上的电流 .2 mA 电源引脚上的电流 .50 mA 输出引脚上的电流 .25 mA 存储温度. -65C至 +150C 施加电源时的环境温度 . -55C至 +125C 所有引脚上的 ESD 保护 . 6k V H B M ， 400V MM 最大结温 （ T J ） +150C 注：如果器件运行条件超过上述各项“绝对最大额定值”， 可能会对器件造成永久性损坏。 上述值仅为运行条件极大值，

6、我们不建议器件在该规范规定的范围以外运行。器件长时间工 作在最大额定值条件下，其可靠性会受到影响。 电气特性 电气规范：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：V DD= + 2.7V至 5.5V， V SS= 0V， R L= 5 k （V OUT 与 V SS 之间） ， C L= 100 pF， T A= -40C至 +125C。 典型值为 +25C 时测得。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 电源要求 工作电压 V DD 2.7 5.5 V 电源电流 I DD 210 400 A 数字输入引脚接地，输出引 脚（ V OUT ）未连接 （未加 负载） ，代码 = 000h

7、关断电流 I DDP 0 . 0 62 . 0 A V DD= 5.5V 上电复位阈值电压 V POR 2V 直流精度 分辨率 n1 2 位 代码范围 = 000h 至 FFFh INL 误差 INL 2 14.5 LSB 注 1 DNL DNL -0.750.20.75 LSB 注 1 失调误差 V OS0.02 0.75% FSR 代码 = 000h 失调误差漂移 V OS /C 1 ppm/C -45C 至 +25C 2 ppm/C +25C至 +85C 增益误差 G E-2 -0.1 2 % FSR 代码 = FFFh， 不包括失调误差 增益误差漂移 G E /C -3 ppm/C 输

8、出放大器 相位裕量 p M6 6 角度 （） C L= 400 pF， R L= 容性负载稳定性 C L 1000 pF R L= 5 k ，注 2 斜率 SR 0.55 V/s 短路电流 I SC1 52 4m A V DD= 5V， V OUT= 接地 输出电压稳定时间 T S6 s 注 3 注 1： 测试代码范围：100 至 4000。 2： 此参数仅为设计参数，未经 100% 测试。 3： 当代码从满量程的 1/4变化到 3/4 （400h 至 C00h）时，在最终值的 1/2 LSB 内。 4： 外部地址选择引脚 （A0 引脚）的逻辑状态。MCP4725 DS22039D_CN 第4

9、页 2010 Microchip Technology Inc. 上电时间 T PU 2 . 5 sV DD= 5V 5 sV DD= 3V 退出关断模式，从 I 2 C 命令 的 ACK 脉冲下降沿启动。 直流输出阻抗 R OUT1 正常模式（V OUT 与 V SS 之 间） 1k 关断模式 1 （V OUT 与 V SS 之间） 100 k 关断模式 2 （V OUT 与 V SS 之间） 500 k 关断模式 3 （V OUT 与 V SS 之间） 用于装载 EEPROM的电源 电压上电斜升率 V DD_RAMP 1V / m s 仅用于验证。 动态性能 主要代码跳变毛刺 4 5 n

10、V - s 在主要跳变（800h 至 7FFh）的 1 LSB 内变化（注 2） 数字馈通 1 0n V - s 注 2 数字接口 输出低电压 V OL 0.4 V I OL= 3 mA 输入高电压 （SDA 和 SCL 引脚） V IH0.7V DD V 输入低电压 （SDA 和 SCL 引脚） V IL0 . 3 V DD V 输入高电压 （A0 引脚） V A0-Hi 0.8V DD 注 4 输入低电压 （A0 引脚） V A0-IL 0.2V DD 注 4 输入漏电流 I LI 1 A SCL = SDA = A0 = V SS 或 SCL = SDA = A0 = V DD 引脚电容

11、 C PIN3p F 注 2 EEPROM EEPROM 写时间 TWRITE 2 55 0m s EEPROM 写 14个位的时间 数据保持时间 200 年在 +25C 时（注 2） 耐擦写次数 1 百万次 擦写周期 在 +25C 时（注 2） 电气特性 （续） 电气规范：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：V DD= + 2.7V 至 5.5V， V SS= 0V， R L= 5 k （V OUT 与 V SS 之间） ， C L= 100 pF， T A= -40C至 +125C。 典型值为 +25C 时测得。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 注 1： 测试代码范围：

12、100 至 4000。 2： 此参数仅为设计参数，未经 100% 测试。 3： 当代码从满量程的 1/4变化到 3/4 （400h 至 C00h）时，在最终值的 1/2 LSB 内。 4： 外部地址选择引脚 （A0 引脚）的逻辑状态。 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第5 页 MCP4725 温度特性 电气特性： 除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：V DD = +2.7V 至 +5.5V， V SS =GN D 。 参数 符号 最小值 典型值 最大值 单位 条件 温度范围 指定温度范围 T A -40 +125 C 工作温度范围 T

13、A -40 +125 C 存储温度范围 T A -65 +150 C 封装热阻 热阻， 6L-SOT-23 JA 190.5 C/WMCP4725 DS22039D_CN 第6页 2010 Microchip Technology Inc. 注： 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第7 页 MCP4725 2.0 典型性能曲线 注：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：T A= +25C， V DD= +5.0V， V SS= 0V， R L= 5 k （连接至 V SS ）， C L= 100 pF。 图2-1： DNL代码曲线 （V D

14、D= 5.5V）图2-2： DNL代码和温度曲线 （TA = -40C 至 +125C） 图2-3： DNL代码曲线 （V DD= 2.7V） 图2-4： DNL代码和温度曲线 （T A= -40C 至 +125C） 图2-5： INL代码曲线 图2-6： INL代码和温度曲线 （V DD= 5.5V） 注： 此 “注”后的图表为基于有限数量样本的统计结果，仅供参考。 所列出的性能特性未经测试，不做任何保 证。 一些图表中列出的数据可能超出规定的工作范围（如 ：超出了规定的电源范围） ，因此不在担保范围内。 -0.04 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0 1024 2048 307

15、2 4096 Code DNL (LSB) -0.1 0 0.1 0.2 0.3 0 1024 2048 3072 4096 Code DNL (LSB) V DD= 5.5V -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0 1024 2048 3072 4096 Code DNL (LSB) -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 1024 2048 3072 4096 Code DNL (LSB) V DD= 2.7V -4 -3 -2 -1 0 1 2 0 1024 2048 3072 4096 Code INL(LSB) 2.7V 5.5V -4 -3 -2 -1 0 1

16、2 0 1024 2048 3072 4096 Code INL(LSB) +25C +125C - 40C +85CMCP4725 DS22039D_CN 第8页 2010 Microchip Technology Inc. 注：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：T A= +25C， V DD= +5.0V， V SS= 0V， R L= 5 k （连接至 V SS ）， C L= 100 pF。 图2-7： INL代码和温度曲线 （V DD= 2.7V） 图2-8： 零量程误差 温度曲线 （代码 = 000d） 图2-9： 满量程误差 温度曲线 （代码 = 4095d） 图2-10：

17、 输出误差 温度曲线 （代码 = 4000d） 图2-11： I DD 温度曲线 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 0 1024 2048 3072 4096 Code INL(LSB)TA = -40 C TA = 25 C TA = 85 C TA = 125 C +125 C - 40 C +85 C +25 C -1 0 1 2 3 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 Temperature ( 癈) Zero Scale Error (mV) V DD= 5.5V V DD= 2.7V C -60 -50 -40 -30 -20 -

18、10 0 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 Temperature ( 癈) Full-Scale Error (mV) V DD= 2.7V V DD= 5.5V C -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 Temperature ( 癈) Output Error (mV) V DD= 2.7V V DD= 5.5V C 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 80 95 1

19、10 125 Temperature( 癈) I DD (uA) V DD= 2.7V V DD= 5V C 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第9 页 MCP4725 注：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：T A= +25C， V DD= +5.0V， V SS= 0V， R L= 5 k （连接至 V SS ）， C L= 100 pF。 图2-12： I DD 直方图 图2-13： I DD 直方图 图2-14： 失调误差 温度和 V DD 曲线 图2-15： V OUT 阻性负载曲线 图2-16： 灌拉电流能力曲线 图2-17：

20、 V IN 高电平阈值 温度和 V DD 曲线 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 180 184 188 192 196 200 204 208 212 216 220 224 228 232 236 Current ( 礎 ) Occurance V DD= 5V A V DD= 2.7V 0 10 20 30 40 50 60 70 80 163 165 167 169 171 173 175 177 179 181 183 185 187 189 191 193 Current ( 礎 ) Occurance A 0.00 0.50 1.00 1.50 2

21、.00 2.50 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 Temperature ( 癈) Offset Error (mV) 2.7V 5.5V C 0 1 2 3 4 5 6 012345 Load Resistance (k ) V OUT(V) V DD= 5V Code = FFFh 0 1 2 3 4 5 6 0481 21 6 I SOURCE/SINK (mA) V OUT (V) Code = FFFh Code = 000h V DD= 5V 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 -40 -25 -10 5 20

22、 35 50 65 80 95 110 125 Temperature ( 癈) V IHThreshold (V) V DD= 5.5V V DD= 5.0V V DD= 2.7V CMCP4725 DS22039D_CN 第10页 2010 Microchip Technology Inc. 注：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：T A= +25C， V DD= +5.0V， V SS= 0V， R L= 5 k （连接至 V SS ）， C L= 100 pF。 图2-18： V IN 低电平阈值 温度和 V DD 曲线 图2-19： 满量程稳定时间 图2-20： 满量程稳定时间

23、图2-21： 半量程稳定时间 图2-22： 半量程稳定时间 图2-23： 代码变化毛刺 0.50 0.70 0.90 1.10 1.30 1.50 1.70 1.90 2.10 2.30 2.50 -40 -25 -10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 V I L T h r e s h o l d( V ) Temperature (C) V DD = 5.5V V DD = 5.0V V DD = 2.7V Full-Scale Code Change: 000h to FFFh V OUT (2V/Div) CLK Time (2s/Div) Full-Scale

24、 Code Change: FFFh to 000h V OUT (2V/Div) CLK Time (2s/Div) Half-Scale Code Change: 000h to 7FFh V OUT (2V/Div) CLK Time (2s/Div) V OUT (2V/Div) CLK Time (2s/Div) Half-Scale Code Change: 7FFh to 000h Code Change: 800h to 7FFh V OUT (20 mV/Div) Time (1s/Div) 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN

25、 第11 页 MCP4725 注：除非另外声明，否则所有参数符合以下条件：T A= +25C， V DD= +5.0V， V SS= 0V， R L= 5 k （连接至 V SS ）， C L= 100 pF。 图2-24： 退出关断模式 V OUT (2V/Div) CLK Time (2s/Div)MCP4725 DS22039D_CN 第12页 2010 Microchip Technology Inc. 注： 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第13 页 MCP4725 3.0 引脚说明 表 3-1中列出了引脚说明。 3.1 模拟输出

26、电压 （V OUT ） V OUT 是 DAC器件的模拟输出电压。 DAC输出放大器在 V SS至 V DD 的范围内驱动此引脚。 3.2 电源电压 （V DD 或 V SS ） V DD 是该器件的电源引脚。 V DD 引脚上的电压可用作电 源输入以及 DAC 参考输入。 V DD 引脚上的电源应尽可 能干净，以提供好的 DAC性能。 该引脚需要一个大约为 0.1 F的旁路陶瓷电容接地。还 推荐并联一个 10 F的钽电容，以进一步削弱应用电路 板中的高频噪声。 电源电压（V DD ）必须保持在 2.7V至 5.5V 的范围内，以进行正常操作。 V SS 为地引脚，是器件的电流返回路径。 用户

27、必须通过 低阻抗走线将V SS 引脚连接至地平面。 如果在应用PCB （印刷电路板）中提供了模拟地路径，强烈推荐将 V SS 引脚连接到模拟地路径或用电路板上的模拟地平面进行 隔离。 3.3 串行数据引脚 （SDA） SDA 是 I 2 C 接口的串行数据引脚。 SDA 引脚用于读写 DAC 寄存器和 EEPROM 数据。 SDA 引脚是开漏 N 通 道驱动器。 因此，它需要一个从 V DD 线到 SDA 引脚的 上拉电阻。 除了在启动和停止条件下以外， SDA引脚上 的数据在时钟信号的高电平期间必须稳定。 SDA 引脚 的高或低电平状态仅在SCL引脚上的时钟信号为低电平 时改变。 请参见第

28、7.0节“ I 2 C 串行接口通信”，以了 解 I 2 C串行接口通信的更多信息。 3.4 串行时钟引脚 （SCL） SCL 是 I 2 C 接口的串行时钟引脚。 MCP4725 仅用作从 器件， SCL 引脚仅接受外部串行时钟。 来自主器件的输 入数据在 SCL 时钟的上升沿移入 SDA 引脚，而 MCP4725的输出发生在 SCL时钟的下降沿。 SCL引脚 是开漏 N 通道驱动器。 因此，它需要一个从 V DD 线到 SCL 引脚的上拉电阻。 请参见第 7.0节“ I 2 C 串行接口 通信”，以了解 I 2 C 串行接口通信的更多详细信息。 3.5 器件地址选择引脚 （A0） 用户使用

29、该引脚选择 A0 地址位。 用户可将此引脚连接 到 V SS （逻辑0）或 V DD （逻辑1），或由数字逻辑电平 （例如 I 2 C主器件输出）有效驱动。 请参见第 7.2节 “器 件寻址”，以了解地址位的更多详细信息。 表 3-1： 引脚功能表 MCP4725 名称 说明 SOT-23 1V OUT 模拟输出电压 2V SS 参考地 3V DD 电源电压 4S D A I 2 C 串行数据 5S C L I 2 C 串行时钟输入 6A 0 I 2 C 地址位选择引脚 （A0 位）。 该引脚可连接到 V SS或 V DD ，或由数字逻辑电平有 效驱动。 该引脚的逻辑状态决定了 I 2 C 地

30、址位的 A0 位。MCP4725 DS22039D_CN 第14页 2010 Microchip Technology Inc. 注： 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第15 页 MCP4725 4.0 术语 4.1 分辨率 分辨率就是划分满量程范围的 DAC 输出状态数。 对于 12位DAC，分辨率为2 12 或DAC代码范围为0至4095。 4.2 LSB 最低有效位或两个连续代码之间的理想电压差。 公式 4-1： 4.3 积分非线性性 （Integral Nonlinearity， INL）或相对精度 INL 误差是实际代码跳变点及其

31、相应的理想跳变点（直 线）之间的最大偏差。图 2-5 显示了 MCP4725 的 INL 曲线。 使用端点法进行计算。 给定输入 DAC 代码处的 INL 误差按如下公式计算： 公式 4-2：图4-1： INL 精度 4.4 微分非线性 （Differential Nonlinearity， DNL） 微分非线性误差 （图 4-2）是实际传递函数的代码之间 步长大小的测量值。 代码间的理想步长大小为 1 LSB。 DNL 误差为零意味着每个代码正好是 1L S B宽。 如果 DNL 误差小于 1 LSB，那么 DAC 可保证单调性输出且 不会丢失代码。 任何两个邻近代码之间的 DNL 误差按

32、如下公式计算： 公式 4-3： LSB Ideal V REF 2 n - V Ful l Scal e V Zero Scal e 2 n 1 - = = 其中： V REF = 参考电压 = V DD （在 MCP4725 中）。 V REF 为理想的满量程电压范 围 n= 数字输入位数。 （对于 MCP4725， n = 12） IN L V OUT V Ideal LSB - = 其中： V Ideal = 代码 *LSB V OUT =在给定输入代码处测得的输出电压 010 001 000 模拟 输出 （LSB） DAC 输入代码 011 111 100 101 1 2 3 4 5

33、6 0 7 110 理想传递函数 实际传递函数 INL = -1 LSB INL = 0.5 LSB INL = - 1 LSB DN L V OUT LSB LSB - = 其中： V OUT = 在两个邻近输入代码之间测得的 DAC输出电压差。MCP4725 DS22039D_CN 第16页 2010 Microchip Technology Inc. 图4-2： DNL精度 4.5 失调误差 失调误差 （图 4-3）是数字输入代码为零时输出电压与 零电压之间的偏差。 此误差对所有代码的影响是一样大 的。 在 MCP4725中，失调误差在出厂时未经微调。 但 是，可以通过软件在应用电路中对

34、它进行校准。 图4-3： 失调误差 4.6 增益误差 增益误差 （见图 4-4）是传递曲线上实际满量程输出电 压与理想输出电压之差。 增益误差是在消除失调误差 （即满量程误差减去失调误差）后计算得到的。 增益误差表示实际传递函数斜率与理想传递函数斜率的 匹配程度。增益误差通常用满量程的百分比（% FSR ） 或 LSB表示。 在 MCP4725 中，增益误差在出厂时未经校准，且大部 分增益误差是由代码范围超过 4000 的输出运算放大器 饱和所产生的。对于需要增益误差规格小于 1% 最大值 的应用而言，用户可以考虑使用 100 至 4000 之间的 DAC代码， 而不是使用整个代码范围（代码0

35、至4095）。 代码范围在 100至 4000之间的 DAC输出比满量程范围 （0至 4095）的线性度更好。 可以通过软件在应用中校 准增益误差。 4.7 满量程误差 （Full-Scale Error， FSE） 满量程误差（图 4-4）是失调误差与增益误差的总和。 它是在所有位均设置为 1 （DAC 输入代码 = FFFh）时 的理想 DAC输出电压和测得的 DAC 输出电压之差。 公式 4-4： 图4-4： 增益误差和满量程误差 4.8 增益误差漂移 增益误差漂移是由于环境温度的变化而引起的增益误差 变化。 增益误差漂移通常用 ppm/ o C 表示。 010 001 000 模拟 输

36、出 （LSB）DAC输入代码 011 111 100 101 1 2 3 4 5 6 0 7 DNL = 2LSB DNL = 0.5 LSB 110 理想传递函数 实际传递函数 模拟 输出 理想传递函数 实际传递函数 DAC输入代码 0 失调 误差 FS E V OUT V Ideal LSB - = 其中： V Ideal =( V REF ) (1 - 2 -n ) - V OFFSETV REF = 参考电压。 在 MCP4725 中， V REF= V DD 模拟 输出 消除失调误差后 实际传递函数 DAC 输入代码 0 增益误差 理想传递函数 满量程误差 的实际传递函数 2010

37、Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第17 页 MCP4725 4.9 失调误差漂移 失调误差漂移是由于环境温度的变化而引起的失调误差 变化。 失调误差漂移通常用 ppm/ o C 表示。 4.10 稳定时间 稳定时间指在规定的精度范围内， DAC输出从代码跳变 开始到其新的输出值稳定所需的时间延迟。在 MCP4725 中，稳定时间是从 DAC 代码从 400h 变为 C00h开始直到 DAC 输出到达其最终值 （在 0.5 LSB 范 围内）的时间延迟的测量值。 4.11 主要代码跳变毛刺 主要代码跳变毛刺是 DAC 寄存器中的代码改变状态时 注入到

38、DAC模拟输出的脉冲能量。 它通常是指以 nV-S 为单位的毛刺区，且在数字代码在主要跳变（例如： 011.111至 100. 000，或 100. 000 至 011 . 111） 内 发生 1 LSB的变化时测得。 4.12 数字馈通 数字馈通指由于器件的数字输入引脚耦合到输出导致 模拟输出中出现的毛刺。 以 nV-S 为单位来指定其值， 在数字输入引脚上发生满量程变化（例如：000. 000 至 111. 111，或 111. 111 至 000. 000）时测得。 数 字馈通在 DAC未写入寄存器时测得。MCP4725 DS22039D_CN 第18页 2010 Microchip T

39、echnology Inc. 注： 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第19 页 MCP4725 5.0 概述 MCP4725是具有非易失性存储器（EEPROM）的单通 道 12位缓冲电压输出 DAC。 用户可将配置寄存器位（2 位） 和DAC输入数据（12位） 存储到非易失性EEPROM （14位）存储器中。 当器件上电时， 它从 EEPROM中载入 DAC代码并根据 编程好的设置输出模拟输出信号。 用户可以随时对 EEPROM 或 DAC 寄存器重新编程。 器件可使用电阻串结构。 DAC 的输出通过一个低功耗 精密放大器进行缓冲。 此输出

40、放大器可提供低失调电压 和低噪声以及轨到轨输出。 该放大器还可以提供高拉电 流（ V OUT 引脚到 V SS ） 。 通过设置配置寄存器位可以把 DAC 配置成正常模式或 节省功耗的关断模式。 器件可以使用 2 线 I 2 C 兼容串行接口，且由电压范围为 2.7V 至 5.5V 的单电源供电。 5.1 输出电压 到 MCP4725 器件的输入代码为无符号的二进制值。 输 出电压范围为 0V至 V DD 。 公式 5-1 给出了输出电压： 公式 5-1： 5.1.1 输出放大器 DAC 输出通过低功耗的精密 CMOS 放大器进行缓冲。 此放大器提供了低失调电压和低噪声。 输出级使得器件 能够

41、在接近于电源轨的输出电压下工作。 请参见第 1.0 节“电气特性”，以了解输出电压范围和负载条件。 该输出放大器可驱动阻性负载，还可驱动高容性负载而 不致产生振荡。 该放大器可提供高达25 mA的最大负载 电流，该电流对于大部分可编程参考电压应用来说已经 足够了。 5.1.2 驱动阻性和容性负载 MCP4725 输出级能够驱动高达 1000 pF 的容性负载和 与之并联的5k 阻性负载。图 2-15 给出了 V OUT 阻 性负载曲线。在大约 3.5 k 之后， V OUT 随着阻性负载 的下降而缓慢下降。 5.2 LSB 大小 1 LSB 定义为两个连续代码之间的理想电压差。 （见公 式 4

42、-1）。表 5-1 给出了一个满量程范围（V DD ）内的 LSB 大小的示例。 表 5-1： MCP4725的 LSB大小 （示例） 5.3 参考电压 MCP4725器件将 V DD 用作其参考电压。 V DD 线上的任 何变化或噪声都会对 DAC 输出产生直接影响。 V DD 应 尽可能的干净，以保证精确的 DAC性能。 5.4 复位条件 在复位条件下，器件上传 EEPROM数据到 DAC寄存器 中。 器件可通过两个独立的事件复位：(a) 通过 POR 或 (b) 通过 I 2 C 广播呼叫复位命令。 EEPROM在交付之前的出厂默认设置如表 5-4所示 （设 置为中等量程输出）。 在上电

43、复位事件后，用户可以随 时重写或读取 DAC寄存器或 EEPROM。 5.4.1 上电复位 器件的内部上电复位（POR）电路确保器件在已定义的 状态下上电。 如果电源电压小于 POR 阈值（V POR= 2V，典型值）， 那么所有电路都被禁止，且没有 DAC输出。 当 V DD 上 升到大于V POR 时，器件进入复位状态。 在复位周期中， 器件上传 EEPROM中的所有配置以及 DAC输入代码。 DAC输出将与 EEPROM中最后存储的值相同。 这使得 器件返回到关断前最后一次写入 EEPROM 时的相同状 态。 V OUT V REF D n 4096 - = 其中： V REF =V D

44、D D n =输入代码 满量程范围 （V DD ） LSB 大小 条件 3.0V 0.73 mV 3V / 4096 5.0V 1.22 mV 5V / 4096MCP4725 DS22039D_CN 第20页 2010 Microchip Technology Inc. 5.4.2 V DD 斜升率和 EEPROM 在上电过程中， MCP4725将EEPROM数据上载到DAC 寄存器。但是，如果 V DD 斜升率太低（1 V/ms） ，器 件可能无法装载 EEPROM数据到 DAC寄存器。因此， 可能不能在输出引脚上获得与当前 EEPROM 数据对应 的 DAC 输出。强烈推荐在上电后发送一

45、个广播呼叫复 位命令 （见第 7.3.1 节 “广播呼叫复位” ）。该命令将 在稳定的 V DD 下复位器件，并使 DAC 输出立即可呈现 EEPROM 数据。 5.5 正常和关断模式 器件有两种工作模式：正常模式和关断模式。 通过对配 置寄存器中的关断位（PD1 和 PD0）编程来选择模式。 用户也可对非易失性 EEPROM 存储器中的两个关断位 进行编程。 在选择正常模式时，器件进行正常的数模转换。 如果选 择了关断模式，那么器件通过关闭大部分内部电路，进 入节省功耗的模式。 在关断模式下，除了 I 2 C 接口外的 所有内部电路都被禁止，没有数据转换事件发生，也不 提供 V OUT 。

46、器件还将输出级从放大器输出切换到已知 的阻性负载。 阻性负载的值由关断位（PD1 和 PD0） 的状态决定。表 5-2 给出了关断位和阻性负载的对应关 系。 在关断模式下，流经器件的电流大约为 60 nA （典型 值）。 尽管关断了大部分内部电路，但是为了接收 I 2 C 命令，串行接口仍会保持激活状态。 当 (a) 器件接收到新的正常模式写命令，或 (b) 接收到 I 2 C 广播呼叫唤醒命令，器件会立即退出关断模式。 当 DAC 工作模式从关断变为正常模式时，输出稳定时 间小于 10 s，但是大于标准激活模式的稳定时间（典 型值为6s ）。 表 5-2：关 断 位 图5-3： 关断模式下的

47、输出级 PD1 PD0 功能 00 正常模式 01 1k 电阻接地 (1) 10 100 k 电阻接地 (1) 11 500 k 电阻接地 (1) 注 1： 在关断模式下：V OUT 关闭，大部分内部电 路被禁止。 1k 100 k 500 k 关断控制电路 阻性 负载 V OUT 运放 电阻串型 DAC 2010 Microchip Technology Inc. DS22039D_CN 第21 页 MCP4725 5.6 非易失性 EEPROM 存储器 MCP4725器件有一个 14 位宽的 EEPROM存储器，用 来存储配置位（2 位）和 DAC 输入数据（12 位）。 使 用 I 2

48、C接口命令可读取和重写这些位。 该器件有一个片 上电荷泵电路，可在不使用外部编程电压的情况下写 EEPROM 存储器位。 在器件接收到 EEPROM 写命令（C2 = 0、 C1 = 1 和 C0 = 1）时启动 EEPROM写操作。 然后将配置和写数 据位传送到EEPROM存储器模块中。 状态位RDY/BSY 在 EEPROM 写操作期间保持低电平，在写操作完成时 变为高电平。在 RDY/BSY 位为低电平时 （EEPROM 写操作期间），忽略所有针对 EEPROM或 DAC寄存器 的新写命令。表 5-4 给出了 EEPROM 位和出厂默认设 置。表 5-5给出了 MCP4725 的 DAC 输入寄存器位。 表 5-4： EEPROM存储器和出厂默认设置（总位数：14位） 表 5-