LMP91000传感器模拟前端系统：可配置AFE恒电位为低功耗化学传感
应用
2012年2月6日
LMP91000
传感器模拟前端系统：可配置AFE的恒电位
低功耗化学传感应用
概述
该LMP91000是一个可编程的模拟前端（ AFE ）
在微功耗电化学传感应用。
它提供了一个传感器之间的完整信号路径溶液
和一个微控制器，其产生的输出电压亲
portional到电池的电流。该LMP91000的可编程性
使它能够支持多种电化学传感器等
作为3导有毒气体传感器和2极原电池传感器
以相对于所述多个离散的所谓单一设计
决方案。该LMP91000支持气敏特性研究过
范围为0.5 nA的/ ppm至9500 nA的/ ppm的。它也允许对
轻松转换电流范围从5μA到750μA满
的规模。
该LMP91000的可调节细胞的偏见和阻
放大器（ TIA ）增益均通过了我
2
IN-
terface 。在我
2
C接口也可用于传感器diag-
维护功能。一个集成的温度传感器可以通过读取
用户通过VOUT引脚和用于提供额外
在μC信号修正或监控，以验证温度
在传感器的条件。
该LMP91000是微功率应用进行了优化，并
工作在2.7V至5.25V的电压范围。总电流
租消耗可以小于10μA 。而且功率储蓄
英格斯是可能通过切断的TIA放大器和
短路参比电极与工作电极
内部开关。
特点
典型值，T
A
= 25°C
2.7 V至5.25 V
■
电源电压
<10 μA
■
电源电流（平均值随着时间的推移）
10毫安
■
细胞调节电流可达
900pA （最大值）
■
参比电极偏置电流（ 85°C ）
输出驱动电流
750A
■
■
完整的恒电位仪电路接口到大多数化学
细胞
■
可编程单元偏置电压
■
低偏置电压漂移
2.75kΩ欧姆-350千欧姆
■
可编程增益TIA
■
库和源能力
■
I
2
C兼容数字接口
-40 ° C至85°C
■
工作环境温度
14引脚的LLP
■
包
■
支持WEBENCH传感器模拟前端电路设计
应用
■
化学物质鉴别
■
安培的应用
■
电化学法血糖仪
典型用途
30132505
AFE气体检测仪
2012德州仪器
301325 SNAS506G
www.ti.com
LMP91000
绝对最大额定值
（注
1)
如果是用于军事/航空航天特定网络版设备是必需的，
请联系销售办事处/
经销商咨询具体可用性和规格。
ESD容差（注
2)
人体模型
充电设备型号
机器型号
之间的任何两个引脚电压
电流通过VDD和VSS
目前沉没和采购通过CE引脚
当期开出的其他引脚（注
3)
存储温度范围
结温（注
4)
2kV
1kV
200V
6.0V
50mA
10mA
5mA
-65 ℃150 ℃的
150°C
（注
5)
焊接规格：
看产品文件夹在www.national.com和
www.national.com/ms/MS/MS-SOLDERING.pdf
工作额定值
（注
1)
2.7V至5.25V
-40 ° C至85°C
44 ° C / W
电源电压V
S
= （ VDD - AGND ）
温度范围（注
4)
封装热阻（注
4)
14引脚LLP （ θ
JA
)
电气特性
除非另有说明，所有参数保证对于T
A
= 25 ° C，V
S
= （ VDD - AGND ） ，V
S
= 3.3V和AGND = DGND = 0V ，
VREF = 2.5V ，内部零= 20 ％ VREF 。
粗体
限制适用于极端温度。
符号
参数
条件
民
典型值
最大
（注
7)
（注
6)
（注
7)
15
13.5
10
8
15
13.5
20
18
9
8
1
0.85
A
单位
电源规格
I
S
电源电流
3导安培电池模式
MODECN = 0×03
待机模式
MODECN = 0×02
温度测量模式TIA关闭
MODECN = 0×06
温度测量模式TIA ON
MODECN = 0×07
2导地线称为原电池模式
VREF=1.5V
MODECN = 0×01
深度休眠模式
MODECN = 0×00
恒电位仪
Bias_RW
偏向编程范围
电压的百分比称为VREF或VDD
（ RE之间的电压差
引脚和WE引脚）
偏向编程分辨率
前两个最小步长
所有其它的步骤
VDD=2.7V;
内部零50 ％ VDD
VDD=5.25V;
内部零50 ％ VDD
SINK
来源
SINK
来源
300mV
≤
VCE
≤
Vs-300mV;
-750A
≤
ICE
≤
750A
104
-90
-800
-90
-900
750
750
10
10
120
3.4
μVpp
5.1
±24
±1
±2
90
800
90
900
%
10
6.5
11.4
14.9
6.2
0.6
%
I
RE
输入偏置电流RE引脚
pA
I
CE
最小工作电流
能力
最小的充电能力
（注
9)
A
mA
dB
AOL_A1
en_RW
开环电压增益
控制回路运算放大器（ A1 ）
低频噪音的综合0.1Hz至10Hz的，零偏置
RE引脚与WE引脚之间
（注
10)
为0.1Hz至10Hz ，与偏置
（注
10 ，注11 ）
3
www.ti.com
LMP91000
符号
TIA_ZV
参数
内部零电压
条件
VREF 3个可编程的百分比
民
典型值
最大
（注
7)
（注
6)
（注
7)
20
50
67
20
50
67
±0.04
10
33
50
100
5
单位
VDD的3个可编程的百分比
%
内部零电压精度
RL
可编程负载
4个可编程电阻负载
%
%
dB
负荷精度
PSRR
电源抑制比在
RE针
2.7
≤
VDD
≤
5.25V
内部零20 ％ VREF
内部零50 ％ VREF
内部零67 ％ VREF
TA = -40 ° C至85°C
TA = -40 ° C至85°C
-3
80
110
温度传感器规格
（参照
温度传感器转移表
在对细节的功能说明部分）
温度误差
灵敏度
开机时间
外部参考规范
VREF
外部参考电压
范围
输入阻抗
1.5
10
VDD
V
M
3
-8.2
1.9
°C
毫伏/°C的
ms
I
2
C接口
符号
V
IH
V
IL
V
OL
C
IN
（注
5)
除非另有说明，所有参数保证在T
A
= 25 ° C，V
S
= （ VDD - AGND ） ， 2.7V <V
S
< 5.25V和AGND = DGND = 0V ，
VREF = 2.5V 。
粗体
限制适用于在极端温度
参数
输入高电压
输入低电压
输出低电压
迟滞（注
14)
所有数字引脚输入电容
（注
5)
I
OUT
=3mA
0.1*VDD
0.5
条件
民
（注
7)
0.7*VDD
0.3*VDD
0.4
典型值
（注
6)
最大
（注
7)
单位
V
V
V
V
pF
时序特性
符号
f
SCL
t
低
t
高
t
HD ; STA
t
SU ; STA
t
HD ; DAT
t
SU ; DAT
t
f
t
SU ; STO
参数
时钟频率
时钟低电平时间
时钟高电平时间
数据有效
除非另有说明，所有参数保证对于T
A
= 25 ° C，V
S
= （ VDD - AGND ） ，V
S
= 3.3V和AGND = DGND = 0V ， VREF =
2.5V ，内部零= 20 ％ VREF 。
粗体
限制适用于极端温度。请参考时序图
图1 。
条件
民
10
4.7
4.0
在此期间后，第一时钟
产生的脉冲
4.0
4.7
0
250
IL
≤
3mA;
CL
≤
400pF
4.0
5
典型值
最大
100
单位
千赫
s
s
s
s
ns
ns
建立时间重复起始条件
数据保持时间（注
13)
数据建立时间
SDA下降时间（注
14)
建立时间为停止条件
250
ns
s
www.ti.com
LMP91000传感器模拟前端系统：可配置AFE恒电位为低功耗化学传感
应用
2011年9月12日
LMP91000
传感器模拟前端系统：可配置AFE的恒电位
低功耗化学传感应用
概述
该LMP91000是一个可编程的模拟前端（ AFE ）
在微功耗电化学传感应用。
它提供了一个传感器之间的完整信号路径溶液
和一个微控制器，其产生的输出电压亲
portional到电池的电流。该LMP91000的可编程性
使它能够支持多种电化学传感器等
作为3导有毒气体传感器和2极原电池传感器
以相对于所述多个离散的所谓单一设计
决方案。该LMP91000支持气敏特性研究过
范围为0.5 nA的/ ppm至9500 nA的/ ppm的。它也允许对
轻松转换电流范围从5μA到750μA满
的规模。
该LMP91000的可调节细胞的偏见和阻
放大器（ TIA ）增益均通过了我
2
IN-
terface 。在我
2
C接口也可用于传感器diag-
维护功能。一个集成的温度传感器可以通过读取
用户通过VOUT引脚和用于提供额外
在μC信号修正或监控，以验证温度
在传感器的条件。
该LMP91000是微功率应用进行了优化，并
工作在2.7V至5.25V的电压范围。总电流
租消耗可以小于10μA 。而且功率储蓄
英格斯是可能通过切断的TIA放大器和
短路参比电极与工作电极
内部开关。
特点
典型值，T
A
= 25°C
2.7 V至5.25 V
■
电源电压
<10 μA
■
电源电流（平均值随着时间的推移）
10毫安
■
细胞调节电流可达
参比电极偏置电流（ 85°C ）
900pA （最大值）
■
750A
■
输出驱动电流
■
完整的恒电位仪电路接口到大多数化学
细胞
■
可编程单元偏置电压
■
低偏置电压漂移
2.75kΩ欧姆-350千欧姆
■
可编程增益TIA
库和源能力
■
■
I
2
C兼容数字接口
-40 ° C至85°C
■
工作环境温度
14引脚的LLP
■
包
■
支持WEBENCH传感器模拟前端电路设计
应用
■
化学物质鉴别
■
安培的应用
■
电化学法血糖仪
典型用途
30132505
AFE气体检测仪
2011美国国家半导体公司
301325
www.national.com
LMP91000
绝对最大额定值
（注
1)
如果是用于军事/航空航天特定网络版设备是必需的，
请向美国国家半导体销售办事处/
经销商咨询具体可用性和规格。
ESD容差（注
2)
人体模型
充电设备型号
机器型号
之间的任何两个引脚电压
电流通过VDD和VSS
目前沉没和采购通过CE引脚
当期开出的其他引脚（注
3)
存储温度范围
结温（注
4)
2kV
1kV
200V
6.0V
50mA
10mA
5mA
-65 ℃150 ℃的
150°C
（注
5)
焊接规格：
看产品文件夹在www.national.com和
www.national.com/ms/MS/MS-SOLDERING.pdf
工作额定值
（注
1)
2.7V至5.25V
-40 ° C至85°C
44 ° C / W
电源电压V
S
= （ VDD - AGND ）
温度范围（注
4)
封装热阻（注
4)
14引脚LLP （ θ
JA
)
电气特性
除非另有说明，所有参数保证对于T
A
= 25 ° C，V
S
= （ VDD - AGND ） ，V
S
= 3.3V和AGND = DGND = 0V ，
VREF = 2.5V ，内部零= 20 ％ VREF 。
粗体
限制适用于极端温度。
符号
参数
条件
民
典型值
最大
（注
7)
（注
6)
（注
7)
15
13.5
10
8
15
13.5
20
18
9
8
1
0.85
A
单位
电源规格
I
S
电源电流
3导安培电池模式
MODECN = 0×03
待机模式
MODECN = 0×02
温度测量模式TIA关闭
MODECN = 0×06
温度测量模式TIA ON
MODECN = 0×07
2导地线称为原电池模式
VREF=1.5V
MODECN = 0×01
深度休眠模式
MODECN = 0×00
恒电位仪
Bias_RW
偏向编程范围
电压的百分比称为VREF或VDD
（ RE之间的电压差
引脚和WE引脚）
偏向编程分辨率
前两个最小步长
所有其它的步骤
VDD=2.7V;
内部零50 ％ VDD
VDD=5.25V;
内部零50 ％ VDD
SINK
来源
SINK
来源
300mV
≤
VCE
≤
Vs-300mV;
-750A
≤
ICE
≤
750A
104
-90
-800
-90
-900
750
750
10
10
120
3.4
μVpp
5.1
±24
±1
±2
90
800
90
900
%
10
6.5
11.4
14.9
6.2
0.6
%
I
RE
输入偏置电流RE引脚
pA
I
CE
最小工作电流
能力
最小的充电能力
（注
9)
A
mA
dB
AOL_A1
en_RW
开环电压增益
控制回路运算放大器（ A1 ）
低频噪音的综合0.1Hz至10Hz的，零偏置
RE引脚与WE引脚之间
（注
10)
为0.1Hz至10Hz ，与偏置
（注
10 ，注11 ）
3
www.national.com
LMP91000
符号
TIA_ZV
参数
内部零电压
条件
VREF 3个可编程的百分比
民
典型值
最大
（注
7)
（注
6)
（注
7)
20
50
67
20
50
67
±0.04
10
33
50
100
5
单位
VDD的3个可编程的百分比
%
内部零电压精度
RL
可编程负载
4个可编程电阻负载
%
%
dB
负荷精度
PSRR
电源抑制比在
RE针
2.7
≤
VDD
≤
5.25V
内部零20 ％ VREF
内部零50 ％ VREF
内部零67 ％ VREF
TA = -40 ° C至85°C
TA = -40 ° C至85°C
-3
80
110
温度传感器规格
（参照
温度传感器转移表
在对细节的功能说明部分）
温度误差
灵敏度
开机时间
外部参考规范
VREF
外部参考电压
范围
输入阻抗
1.5
10
VDD
V
M
3
-8.2
1.9
°C
毫伏/°C的
ms
I
2
C接口
符号
V
IH
V
IL
V
OL
C
IN
（注
5)
除非另有说明，所有参数保证在T
A
= 25 ° C，V
S
= （ VDD - AGND ） ， 2.7V <V
S
< 5.25V和AGND = DGND = 0V ，
VREF = 2.5V 。
粗体
限制适用于在极端温度
参数
输入高电压
输入低电压
输出低电压
迟滞（注
14)
所有数字引脚输入电容
（注
5)
I
OUT
=3mA
0.1*VDD
0.5
条件
民
（注
7)
0.7*VDD
0.3*VDD
0.4
典型值
（注
6)
最大
（注
7)
单位
V
V
V
V
pF
时序特性
符号
f
SCL
t
低
t
高
t
HD ; STA
t
SU ; STA
t
HD ; DAT
t
SU ; DAT
t
f
t
SU ; STO
参数
时钟频率
时钟低电平时间
时钟高电平时间
数据有效
除非另有说明，所有参数保证对于T
A
= 25 ° C，V
S
= （ VDD - AGND ） ，V
S
= 3.3V和AGND = DGND = 0V ， VREF =
2.5V ，内部零= 20 ％ VREF 。
粗体
限制适用于极端温度。请参考时序图
图1 。
条件
民
10
4.7
4.0
在此期间后，第一时钟
产生的脉冲
4.0
4.7
0
250
IL
≤
3mA;
CL
≤
400pF
4.0
5
典型值
最大
100
单位
千赫
s
s
s
s
ns
ns
建立时间重复起始条件
数据保持时间（注
13)
数据建立时间
SDA下降时间（注
14)
建立时间为停止条件
250
ns
s
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