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LTC2631

器件型号:LTC2631
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厂商名称:LINER [Linear Technology]
厂商官网:http://www.linear-tech.com/
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LTC2631器件文档内容

FEATURES                                                                                                      LTC2631

n Integrated Precision Reference                                                        Single 12-/10-/8-Bit I2C
   2.5V Full-Scale 10ppm/C (LTC2631-L)                                                           VOUT DACs with
   4.096V Full-Scale 10ppm/C (LTC2631-H)
                                                                                        10ppm/C Reference
n Maximum INL Error: 1LSB (LTC2631A-12)                                          DESCRIPTION
n Bidirectional Reference: Input or 10ppm/C Output
n 400kHz I2CTM Interface                                                         The LTC2631 is a family of 12-, 10-, and 8-bit voltage-
n Nine Selectable Addresses (LTC2631-Z)                                          output DACs with an integrated, high accuracy, low-drift
n Low Noise (0.7mVP-P, 0.1Hz to 200kHz)                                          reference in an 8-lead TSOT-23 package. It has a rail-to-rail
n Guaranteed Monotonic Over Temperature                                          output buffer that is guaranteed monotonic.
n 2.7V to 5.5V Supply Range (LTC2631-L)
n Low Power Operation: 180A at 3V                                                The LTC2631-L has a full-scale output of 2.5V, and oper-
n Power Down to 1.8A Maximum (C and I Grades)                                    ates from a single 2.7V to 5.5V supply. The LTC2631-H
n Power-On Reset to Zero or Mid-Scale Options                                    has a full-scale output of 4.096V, and operates from a 4.5V
n Double-Buffered Data Latches                                                   to 5.5V supply. A 10ppm/C reference output is available
n Guaranteed Operation From 40C to 125C (H-Grade)                             at the REF pin.
n 8-Lead TSOT-23 (ThinSOTTM) Package
                                                                                 Each DAC can also operate in External Reference mode,
APPLICATIONS                                                                     in which a voltage supplied to the REF pin sets the full-
                                                                                 scale output.
n Mobile Communications
n Process Control and Industrial Automation                                      The LTC2631 DACs use a 2-wire, I2C-compatible serial
n Automatic Test Equipment                                                       interface. The LTC2631 operates in both the standard
n Portable Equipment                                                             mode (clock rate of 100kHz) and the fast mode (clock
n Automotive                                                                     rate of 400kHz).
n Optical Networking
                                                                                 The LTC2631 incorporates a power-on reset circuit. Op-
                                                                                 tions are available for reset to zero-scale or reset to mid-
                                                                                 scale after power-up.

                                                                                 L, LT, LTC and LTM are registered trademarks of Linear Technology Corporation. I2C and
                                                                                 ThinSOT are trademarks of Linear Technology Corporation. All other trademarks are the
                                                                                 property of their respective owners. Protected by U.S. Patents including 5396245, 5859606,
                                                                                 6891433, 6937178 and 7414561.

BLOCK DIAGRAM (LTC2631-M)

                VCC                                                         REF             Integral Nonlinearity (LTC2631A-LM12)

CA0  I2C                                                                                      1.0
                                                                                                    VCC = 3V
     ADDRESS               INTERNAL                                                                 VFS = 2.5V
                          REFERENCE
     DECODE                                                            SWITCH    REF_SEL      0.5

                                                             CONTROL   RESISTOR             INL (LSB)
                                                         DECODE LOGIC   DIVIDER
SCL
                                                                        DACREF
                                                                            DAC                        0

         I2C
     INTERFACE

SDA             INPUT     DAC                                                    VOUT                  0.5

                REGISTER  REGISTER

                                                                                                       1.0     1024  2048  3072  4095
                                                                                                             0        CODE

                                                                       GND

                                                                                 2631 TA01                                        2631 TA01b

                                                                                                                                             2631fb

                                                                                                                                    1
LTC2631

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS                                                  Maximum Junction Temperature........................... 150C
                                                                          Storage Temperature Range................... 65C to 150C
(Notes 1, 2)                                                              Lead Temperature (Soldering, 10 sec) .................. 300C

Supply Voltage (VCC) ................................... 0.3V to 6V
REF_SEL, SCL, SDA..................................... 0.3V to 6V
VOUT, CA0, CA1, REF.........0.3V to Min(VCC + 0.3V, 6V)
Operating Temperature Range

   LTC2631C ................................................ 0C to 70C
   LTC2631I.............................................. 40C to 85C
   LTC2631H (Note 3) ............................ 40C to 125C

PIN CONFIGURATION

LTC2631-Z         TOP VIEW                                                LTC2631-M         TOP VIEW

           CA0 1            8 CA1                                                    CA0 1            8 REF_SEL
           SCL 2            7 VOUT                                                   SCL 2            7 VOUT
           SDA 3            6 REF                                                    SDA 3            6 REF
           GND 4            5 VCC                                                    GND 4            5 VCC

                         TS8 PACKAGE                                                              TS8 PACKAGE
                  8-LEAD PLASTIC TSOT-23                                                   8-LEAD PLASTIC TSOT-23
                                                                                     TJMAX = 150C (NOTE 6), JA = 195C/W
           TJMAX = 150C (NOTE 6), JA = 195C/W

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

2
                                                                                                 LTC2631

ORDER INFORMATION

LTC2631 A C TS8 L M 12 #TRM PBF

                                  LEAD FREE DESIGNATOR

                                  TAPE AND REEL
                                  TR = 2,500-Piece Tape and Reel
                                  TRM = 500-Piece Tape and Reel

                                  RESOLUTION
                                  12 = 12-Bit
                                  10 = 10-Bit
                                  8 = 8-Bit

                                  POWER-ON RESET
                                  M = Reset to Mid-Scale
                                  Z = Reset to Zero-Scale

                                  FULL-SCALE VOLTAGE, INTERNAL REFERENCE MODE
                                  L = 2.5V
                                  H = 4.096V

                                  PACKAGE TYPE
                                  TS8 = 8-Lead Plastic TSOT-23

                                  TEMPERATURE GRADE
                                  C = Commercial Temperature Range (0C to 70C)
                                  I = Industrial Temperature Range (40C to 85C)
                                  H = Automotive Temperature Range (40C to 125C)

                                  ELECTRICAL GRADE (OPTIONAL)
                                  A = 1LSB Maximum INL (12-Bit)

                                  PRODUCT PART NUMBER

Consult LTC Marketing for information on non-standard lead based finish parts.

For more information on lead free part marking, go to: http://www.linear.com/leadfree/
For more information on tape and reel specifications, go to: http://www.linear.com/tapeandreel/

                                                                                                 2631fb

                                                                                                 3
LTC2631

PRODUCT SELECTION GUIDE

                     VFS WITH INTERNAL POWER-ON RESET

PART NUMBER PART MARKING* REFERENCE    TO CODE                              PIN 8    RESOLUTION  VCC          MAXIMUM INL
                                                                                     12-Bit      2.7V 5.5V  1LSB
LTC2631A-LM12 LTDHF  2.5V (4095/4096) Mid-Scale                           REF_SEL  12-Bit      2.7V 5.5V  1LSB
                                                                                     12-Bit      4.5V 5.5V  1LSB
LTC2631A-LZ12 LTDHG  2.5V (4095/4096) Zero                                CA1      12-Bit      4.5V 5.5V  1LSB
                                                                                     12-Bit      2.7V 5.5V  2.5LSB
LTC2631A-HM12 LTDHH  4.096V (4095/4096) Mid-Scale                         REF_SEL  10-Bit      2.7V 5.5V  1LSB
                                                                                     8-Bit       2.7V 5.5V  0.5LSB
LTC2631A-HZ12 LTDHJ  4.096V (4095/4096) Zero                              CA1      12-Bit      2.7V 5.5V  2.5LSB
                                                                                     10-Bit      2.7V 5.5V  1LSB
LTC2631-LM12 LTDHF   2.5V (4095/4096) Mid-Scale                           REF_SEL  8-Bit       2.7V 5.5V  0.5LSB
                                                                                     12-Bit      4.5V 5.5V  2.5LSB
LTC2631-LM10 LTDHK   2.5V (1023/1024) Mid-Scale                           REF_SEL  10-Bit      4.5V 5.5V  1LSB
                                                                                     8-Bit       4.5V 5.5V  0.5LSB
LTC2631-LM8 LTDHQ    2.5V (255/256)  Mid-Scale                            REF_SEL  12-Bit      4.5V 5.5V  2.5LSB
                                                                                     10-Bit      4.5V 5.5V  1LSB
LTC2631-LZ12 LTDHG   2.5V (4095/4096) Zero                                CA1      8-Bit       4.5V 5.5V  0.5LSB

LTC2631-LZ10 LTDHM   2.5V (1023/1024) Zero                                CA1

LTC2631-LZ8 LTDHR    2.5V (255/256)  Zero                                 CA1

LTC2631-HM12 LTDHH   4.096V (4095/4096) Mid-Scale                         REF_SEL

LTC2631-HM10 LTDHN   4.096V (1023/1024) Mid-Scale                         REF_SEL

LTC2631-HM8 LTDHS    4.096V (255/256) Mid-Scale                           REF_SEL

LTC2631-HZ12 LTDHJ   4.096V (4095/4096) Zero                              CA1

LTC2631-HZ10 LTDHP   4.096V (1023/1024) Zero                              CA1

LTC2631-HZ8 LTDHT    4.096V (255/256) Zero                                CA1

*The temperature grade is identified by a label on the shipping container.

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

4
                                                                                                                            LTC2631

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 2.7V to 5.5V, VOUT unloaded unless otherwise specified.

LTC2631-LM12/-LM10/-LM8/-LZ12/-LZ10/-LZ8, LTC2631A-LM12/-LZ12 (VFS = 2.5V)

                                                                LTC2631-8              LTC2631-10      LTC2631-12      LTC2631A-12

SYMBOL PARAMETER        CONDITIONS                             MIN TYP MAX MIN TYP MAX MIN TYP MAX MIN TYP MAX UNITS
DC Performance
                                                            l8                 10                      12              12               Bits
            Resolution

       Monotonicity VCC = 3V, Internal Ref. (Note 4) l 8                       10                      12              12               Bits

DNL    Differential     VCC = 3V, Internal Ref. (Note 4) l           0.5                      0.5             1                    1 LSB
INL
ZSE    Nonlinearity
VOS
VOSTC  Integral         VCC = 3V, Internal Ref. (Note 4) l      0.05 0.5                0.2 1          1 2.5          0.5 1 LSB
FSE    Nonlinearity
VFSTC
       Zero-Scale Error VCC = 3V, Internal Ref.,            l   0.5 5                     0.5 5            0.5 5            0.5 5       mV
ROUT                        Code = 0

       Offset Error     VCC = 3V, Internal Ref.             l   0.5 5                   0.5 5          0.5 5          0.5 5     mV
                        (Note 5)

       VOS Temperature VCC = 3V, Internal Ref.                  10                       10              10              10         V/C

       Coefficient      (Note 5)

       Full-Scale Error VCC = 3V, Internal Ref.             l   0.08 0.4                0.08 0.4       0.08 0.4       0.08 0.4 %FSR
                            (Note 15)

       Full-Scale       VCC = 3V, Internal Ref. (Note 10)

       Voltage          C-Grade                                 10                       10              10              10         ppm/C

       Temperature      I-Grade                                 10                       10              10              10         ppm/C

       Coefficient      H-Grade                                 10                       10              10              10         ppm/C

       Load Regulation  Internal Ref., Mid-Scale,           l   0.009 0.016               0.035 0.064      0.14 0.256       0.14 0.256 LSB/mA

       DC Output        VCC = 3V 10%,                      l   0.009 0.016               0.035 0.064      0.14 0.256       0.14 0.256 LSB/mA
       Impedance        5mA  IOUT  5mA,
                        VCC = 5V 10%,                      l   0.09 0.156                0.09 0.156       0.09 0.156       0.09 0.156  
                        10mA  IOUT  10mA
                                                            l   0.09 0.156                0.09 0.156       0.09 0.156       0.09 0.156  
                        Internal Ref., Mid-Scale,

                        VCC = 3V 10%,
                        5mA  IOUT  5mA,
                        VCC = 5V 10%,
                        10mA  IOUT  10mA

SYMBOL               PARAMETER                              CONDITIONS                                     MIN TYP MAX                  UNITS
VOUT                 DAC Output Span
PSR                                                         External Reference                                      0 to VREF                V
ISC                  Power Supply Rejection                 Internal Reference                                       0 to 2.5                V
                     Short-Circuit Output Current (Note 6)
Power Supply                                                VCC = 3V 10% or 5V 10%                                   80                  dB
VCC                    Sinking
ICC                    Sourcing                             VFS = VCC = 5.5V                           l               27        48     mA
                                                              Zero-Scale; VOUT shorted to VCC
ISD                                                           Full-Scale; VOUT shorted to GND          l               28       48    mA

                     Positive Supply Voltage                For Specified Performance                  l 2.7                     5.5    V

                     Supply Current (Note 7)                VCC = 3V, VREF = 2.5V, External Reference l                150       200    A

                     Supply Current in Power-Down Mode      VCC = 3V, Internal Reference               l               180       240    A
                     (Note 7)
                                                            VCC = 5V, VREF = 2.5V, External Reference l                160       210    A

                                                            VCC = 5V, Internal Reference               l               190       260    A

                                                            VCC = 5V, C-Grade, I-Grade                 l               0.6       1.8    A

                                                            VCC = 5V, H-Grade                          l               0.6       4      A

                                                                                                                                        2631fb

                                                                                                                                        5
LTC2631

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 2.7V to 5.5V, VOUT unloaded unless otherwise specified.

LTC2631-LM12/-LM10/-LM8/-LZ12/-LZ10/-LZ8, LTC2631A-LM12/-LZ12 (VFS = 2.5V)

SYMBOL            PARAMETER                            CONDITIONS                          MIN        TYP MAX UNITS
Reference Input
                  Input Voltage Range                                                   l  0                 VCC             V
IREF              Resistance
Reference Output  Capacitance                                                           l 160         190    220             k
                  Reference Current, Power-Down Mode
Digital I/O                                                                                           7.5                    pF
VIL
VIH                                                    DAC Powered Down                 l             0.005 0.1              A
VIL(CAn)
VIH(CAn)          Output Voltage                                                        l 1.240       1.250  1.260           V
RINH              Reference Temperature Coefficient                                                    10
RINL              Output Impedance                                                                     0.5                   ppm/C
RINF              Capacitive Load Driving                                                              10
VOL               Short-Circuit Current                                                                2.5                   k
tOF
tSP                                                                                                                          F
IIN
CIN                                                    VCC = 5.5V; REF Shorted to GND                                        mA
CB
CCAn              Low Level Input Voltage (SDA and SCL) (Note 14)                       l 0.5               0.3VCC          V
                                                                                        l 0.7VCC
                  High Level Input Voltage (SDA and SCL) (Note 11)                      l                                    V

                  Low Level Input Voltage on CAn       See Test Circuit 1                                    0.15VCC         V
                  (n = 0, 1)

                  High Level Input Voltage on CAn      See Test Circuit 1               l 0.85VCC                            V
                  (n = 0, 1)                                                            l

                  Resistance from CAn (n = 0, 1)       See Test Circuit 2                                    10              k
                  to VCC to Set CAn = VCC              See Test Circuit 2
                                                                                        l                    10              k
                  Resistance from CAn (n = 0, 1)
                  to GND to Set CAn = GND

                  Resistance from CAn (n = 0, 1)       See Test Circuit 2               l  2                                 M
                  to VCC or GND to Set CAn = Float     Sink Current = 3mA
                                                                                        l  0                 0.4             V
                  Low Level Output Voltage

                  Output Fall Time                     VO = VIH(MIN) to VO = VIL(MAX),  l 20 + 0.1CB         250             ns
                                                       CB = 10pF to 400pF (Note 12)
                  Pulse Width of Spikes Suppressed by
                  Input Filter                                                          l  0                 50              ns

                  Input Leakage                        0.1VCC  VIN  0.9VCC              l                    1              A
                  I/O Pin Capacitance                  (Note 8)                         l
                                                                                        l                    10              pF
                                                                                        l
                  Capacitive Load for Each Bus Line                                                          400             pF

                  External Capacitive Load on Address                                                        10              pF
                  Pin CAn (n = 0, 1)

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

6
                                                                                                                    LTC2631

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 2.7V to 5.5V, VOUT unloaded unless otherwise specified.

LTC2631-LM12/-LM10/-LM8/-LZ12/-LZ10/-LZ8, LTC2631A-LM12/-LZ12 (VFS = 2.5V)

SYMBOL          PARAMETER                                   CONDITIONS                               MIN        TYP MAX UNITS
AC Performance  Settling Time
tS                                                          VCC = 3V (Note 9)
                                                            0.39% (1LSB at 8-Bits)
                                                            0.098% (1LSB at 10-Bits)                          3.2          s
                                                            0.024% (1LSB at 12-Bits)
                                                                                                                3.8          s
                                                            At Mid-Scale Transition
                                                            External Reference                                  4.1          s
                                                            At f = 1kHz, External Reference
                Voltage-Output Slew Rate                    At f = 10kHz, External Reference                    1            V/s
                                                            At f = 1kHz, Internal Reference
                Capacitance Load Driving                    At f = 10kHz, Internal Reference                    500          pF
                                                            0.1Hz to 10Hz, External Reference
                Glitch Impulse                              0.1Hz to 10Hz, Internal Reference                   2.1          nVs
                                                            0.1Hz to 200kHz, External Reference
                Multiplying Bandwidth                       0.1Hz to 200kHz, Internal Reference,                300          kHz
                                                            CREF = 0.33F
en              Output Voltage Noise Density                                                                    140          nVHz
                                                                                                                             nVHz
                                                                                                                130          nVHz

                                                                                                                160          nVHz

                                                                                                                150

                Output Voltage Noise                                                                            20           VP-P

                                                                                                                20           VP-P

                                                                                                                650          VP-P

                                                                                                                670          VP-P

TIMING CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating temperature

range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 2.7V to 5.5V. (See Figure 1) (Note 13).

LTC2631-LM12/-LM10/-LM8/-LZ12/-LZ10/-LZ8, LTC2631A-LM12/-LZ12 (VFS = 2.5V)

SYMBOL          PARAMETER                                         CONDITIONS                         MIN        TYP  MAX UNITS
fSCL
tHD(STA)        SCL Clock Frequency                                                               l  0               400     kHz
tLOW
tHIGH           Hold Time (Repeated) Start Condition                                              l 0.6                      s
tSU(STA)
tHD(DAT)        Low Period of the SCL Clock Pin                                                   l 1.3                      s
tSU(DAT)
tr              High Period of the SCL Clock Pin                                                  l 0.6                      s
tf
tSU(STO)        Set-Up Time for a Repeated Start Condition                                        l 0.6                      s
tBUF
                Data Hold Time                                                                    l  0               0.9     s

                Data Set-Up Time                                                                  l 100                      ns

                Rise Time of Both SDA and SCL Signals             (Note 12)                       l 20 + 0.1CB       300     ns
                                                                                                  l 20 + 0.1CB
                Fall Time of Both SDA and SCL Signals             (Note 12)                       l 0.6              300     ns

                Set-Up Time for Stop Condition                                                                               s

                Bus Free Time Between a Stop and Start Condition                                  l 1.3                      s

                                                                                                                             2631fb

                                                                                                                             7
LTC2631

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 4.5V to 5.5V, VOUT unloaded unless otherwise specified.

LTC2631-HM12/-HM10/-HM8/-HZ12/-HZ10/-HZ8, LTC2631A-HM12/-HZ12 (VFS = 4.096V)

                                                                  LTC2631-8                 LTC2631-10   LTC2631-12 LTC2631A-12

SYMBOL PARAMETER CONDITIONS                                   MIN TYP MAX MIN TYP MAX MIN TYP MAX MIN TYP MAX UNITS

DC Performance

       Resolution                                             l8                         10              12              12               Bits

       Monotonicity VCC = 5V, Internal Ref. (Note 4) l 8                                 10              12              12               Bits

DNL Differential         VCC = 5V, Internal Ref. (Note 4) l                      0.5            0.5             1               1 LSB

       Nonlinearity

INL    Integral          VCC = 5V, Internal Ref. (Note 4) l       0.05 0.5                 0.2 1         1 2.5          0.5 1 LSB

       Nonlinearity

ZSE    Zero-Scale Error VCC = 5V, Internal Ref., Code = 0 l       0.5 5                      0.5 5           0.5 5            0.5 5         mV
VOS                                                               0.5 5                    0.5 5         0.5 5          0.5 5       mV
VOSTC  Offset Error      VCC = 5V, Internal Ref. (Note 5) l       10                        10             10              10         V/C

       VOS Temperature VCC = 5V, Internal Ref. (Note 5)
       Coefficient

FSE    Full-Scale Error  VCC = 5V, Internal Ref. (Note 15) l      0.08 0.4                 0.08 0.4      0.08 0.4       0.08 0.4 %FSR
VFSTC
       Full-Scale        VCC = 5V, Internal Ref. (Note 10)         10                        10             10
       Voltage             C-Grade                                 10                        10             10             10         ppm/C
       Temperature         I-Grade                                 10                        10             10
       Coefficient         H-Grade                                                                                            10         ppm/C

                                                                                                                              10         ppm/C

       Load Regulation VCC = 5V 10%, Internal Ref. l             0.006 0.01                 0.022 0.04      0.09 0.16        0.09 0.16 LSB/mA
                            Mid-Scale, 10mA  IOUT  10mA          0.09 0.156                 0.09 0.156      0.09 0.156

ROUT DC Output           VCC = 5V 10%, Internal Ref. l                                                                       0.09 0.156  
            Impedance    Mid-Scale, 10mA  IOUT  10mA

SYMBOL                 PARAMETER                              CONDITIONS                                     MIN         TYP       MAX    UNITS
VOUT                   DAC Output Span
                                                              External Reference                                      0 to VREF                V
PSR                    Power Supply Rejection                 Internal Reference                                      0 to 4.096               V
ISC                    Short-Circuit Output Current (Note 6)
                                                              VCC = 5V 10%                                              80                  dB
Power Supply             Sinking
VCC                      Sourcing                             VFS = VCC = 5.5V                           l               27        48     mA
ICC                                                             Zero-Scale; VOUT shorted to VCC
                                                                Full-Scale; VOUT shorted to GND          l               28       48    mA
ISD
                       Positive Supply Voltage                For Specified Performance                  l 4.5                     5.5    V

                       Supply Current (Note 7)                VCC = 5V, VREF = 4.096V, External Reference l              160       220    A

                                                              VCC = 5V, Internal Reference               l               200       270    A

                       Supply Current in Power-Down Mode VCC = 5V, C-Grade, I-Grade                      l               0.6       1.8    A

                       (Note 7)                               VCC = 5V, H-Grade                          l               0.6       4      A

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

8
                                                                                                      LTC2631

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 4.5V to 5.5V, VOUT unloaded unless otherwise specified.

LTC2631-HM12/-HM10/-HM8/-HZ12/-HZ10/-HZ8, LTC2631A-HM12/-HZ12 (VFS = 4.096V)

SYMBOL            PARAMETER                            CONDITIONS                          MIN        TYP MAX UNITS
Reference Input
                  Input Voltage Range                                                   l  0                 VCC             V
IREF              Resistance
Reference Output  Capacitance                                                           l 160         190    220             k
                  Reference Current, Power-Down Mode
Digital I/O                                                                                           7.5                    pF
VIL
VIH                                                    DAC Powered Down                 l             0.005 0.1              A
VIL(CAn)
VIH(CAn)          Output Voltage                                                        l 2.032       2.048  2.064           V
RINH              Reference Temperature Coefficient                                                    10
RINL              Output Impedance                                                                     0.5                   ppm/C
RINF              Capacitive Load Driving                                                              10
VOL               Short-Circuit Current                                                                4.3                   k
tOF
tSP                                                                                                                          F
IIN
CIN                                                    VCC = 5.5V; REF Shorted to GND                                        mA
CB
CCAn              Low Level Input Voltage (SDA and SCL) (Note 14)                       l 0.5               0.3VCC          V
                                                                                        l 0.7VCC
                  High Level Input Voltage (SDA and SCL) (Note 11)                      l                                    V

                  Low Level Input Voltage on CAn       See Test Circuit 1                                    0.15VCC         V
                  (n = 0, 1)

                  High Level Input Voltage on CAn      See Test Circuit 1               l 0.85VCC                            V
                  (n = 0, 1)                                                            l

                  Resistance from CAn (n = 0, 1)       See Test Circuit 2                                    10              k
                  to VCC to Set CAn = VCC              See Test Circuit 2
                                                                                        l                    10              k
                  Resistance from CAn (n = 0, 1)
                  to GND to Set CAn = GND

                  Resistance from CAn (n = 0, 1)       See Test Circuit 2               l  2                                 M
                  to VCC or GND to Set CAn = Float     Sink Current = 3mA
                                                                                        l  0                 0.4             V
                  Low Level Output Voltage

                  Output Fall Time                     VO = VIH(MIN) to VO = VIL(MAX),  l 20 + 0.1CB         250             ns
                                                       CB = 10pF to 400pF (Note 12)
                  Pulse Width of Spikes Suppressed by
                  Input Filter                                                          l  0                 50              ns

                  Input Leakage                        0.1VCC  VIN  0.9VCC              l                    1              A
                  I/O Pin Capacitance                  (Note 8)                         l
                                                                                        l                    10              pF
                                                                                        l
                  Capacitive Load for Each Bus Line                                                          400             pF

                  External Capacitive Load on Address                                                        10              pF
                  Pin CAn (n = 0, 1)

                                                                                                                             2631fb

                                                                                                                             9
LTC2631

ELECTRICAL CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating

temperature range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 4.5V to 5.5V, VOUT unloaded unless otherwise specified.

LTC2631-HM12/-HM10/-HM8/-HZ12/-HZ10/-HZ8, LTC2631A-HM12/-HZ12 (VFS = 4.096V)

SYMBOL          PARAMETER                     CONDITIONS                            MIN  TYP MAX UNITS
AC Performance  Settling Time
tS                                            VCC = 5V (Note 9)
                                              0.39% (1LSB at 8-Bits)
                                              0.098% (1LSB at 10-Bits)                 3.7                                 s
                                              0.024% (1LSB at 12-Bits)
                                                                                         4.2                                 s
                                              At Mid-Scale Transition
                                              External Reference                         4.6                                 s
                                              At f = 1kHz, External Reference
                Voltage-Output Slew Rate      At f = 10kHz, External Reference           1                                   V/s
                                              At f = 1kHz, Internal Reference
                Capacitance Load Driving      At f = 10kHz, Internal Reference           500                                 pF
                                              0.1Hz to 10Hz, External Reference
                Glitch Impulse                0.1Hz to 10Hz, Internal Reference          3.0                                 nVs
                                              0.1Hz to 200kHz, External Reference
                Multiplying Bandwidth         0.1Hz to 200kHz, Internal Reference,       300                                 kHz
                                              CREF = 0.33F
en              Output Voltage Noise Density                                             140                                 nVHz
                                                                                                                             nVHz
                                                                                         130                                 nVHz

                                                                                         210                                 nVHz

                                                                                         200

                Output Voltage Noise                                                     20                                  VP-P

                                                                                         20                                  VP-P

                                                                                         650                                 VP-P

                                                                                         670                                 VP-P

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

10
                                                                                            LTC2631

TIMING CHARACTERISTICS The l denotes the specifications which apply over the full operating temperature

range, otherwise specifications are at TA = 25C. VCC = 4.5V to 5.5V. (See Figure 1) (Note 13).

LTC2631-HM12/-HM10/-HM8/-HZ12/-HZ10/-HZ8, LTC2631A-HM12/-HZ12 (VFS = 4.096V)

SYMBOL    PARAMETER                                         CONDITIONS           MIN        TYP  MAX UNITS
fSCL
tHD(STA)  SCL Clock Frequency                                                 l  0               400  kHz
tLOW
tHIGH     Hold Time (Repeated) Start Condition                                l 0.6                                                                   s
tSU(STA)
tHD(DAT)  Low Period of the SCL Clock Pin                                     l 1.3                                                                   s
tSU(DAT)
tr        High Period of the SCL Clock Pin                                    l 0.6                                                                   s
tf
tSU(STO)  Set-Up Time for a Repeated Start Condition                          l 0.6                                                                   s
tBUF
          Data Hold Time                                                      l  0               0.9                                                  s

          Data Set-Up Time                                                    l 100                                                                   ns

          Rise Time of Both SDA and SCL Signals             (Note 12)         l 20 + 0.1CB       300                                                  ns
                                                                              l 20 + 0.1CB
          Fall Time of Both SDA and SCL Signals             (Note 12)         l 0.6              300                                                  ns

          Set-Up Time for Stop Condition                                                                                                              s

          Bus Free Time Between a Stop and Start Condition                    l 1.3                                                                   s

Note 1: Stresses beyond those listed under Absolute Maximum Ratings           Note 7: Digital inputs at 0V or VCC.
may cause permanent damage to the device. Exposure to any Absolute            Note 8: Guaranteed by design and not production tested.
Maximum Rating condition for extended periods may affect device
reliability and lifetime.                                                     Note 9: Internal Reference mode. DAC is stepped 1/4 scale to 3/4 scale
                                                                              and 3/4 scale to 1/4 scale. Load is 2k in parallel with 100pF to GND.
Note 2: All voltages are with respect to GND.
                                                                              Note 10: Temperature coefficient is calculated by dividing the maximum
Note 3: High temperatures degrade operating lifetimes. Operating lifetime     change in output voltage by the specified temperature range.
is derated at temperatures greater than 105C.
                                                                              Note 11: Maximum VIH = VCC(MAX) + 0.5V
Note 4: Linearity and monotonicity are defined from code kL to code           Note 12: CB = capacitance of one bus line in pF
2N 1, where N is the resolution and kL is given by kL = 0.016 (2N/ VFS),  Note 13: All values refer to VIH = VIH(MIN) and VIL = VIL(MAX) levels.
rounded to the nearest whole code. For VFS = 2.5V and N = 12, kL = 26 and     Note 14: Minimum VIL exceeds the Absolute Maximum rating. This
linearity is defined from code 26 to code 4,095. For VFS = 4.096V and         condition won't damage the IC, but could degrade performance.
N = 12, kL = 16 and linearity is defined from code 16 to code 4,095.
Note 5: Inferred from measurement at code 16 (LTC2631-12), code 4             Note 15: Full-scale error is determined using the reference voltage
(LTC2631-10) or code 1 (LTC2631-8), and at full-scale.                        measured at the REF pin.

Note 6: This IC includes current limiting that is intended to protect the
device during momentary overload conditions. Junction temperature can
exceed the rated maximum during current limiting. Continuous operation
above the specified maximum operating junction temperature may impair
device reliability.

                                                                                                             2631fb

                                                                                                      11
LTC2631

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS TA = 25C, unless otherwise noted.

LTC2631-L12 (Internal Reference, VFS = 2.5V)

              Integral Nonlinearity (INL)                                                                       Differential Nonlinearity (DNL)                                                                          Reference Output Voltage
                                                                                                                                                                                                                         vs Temperature
           1.0                                                                                               1.0
                  VCC = 3V                                                                                          VCC = 3V                                                                                        1.260
                                                                                                                                                                                                                              VCC = 3V

           0.5                                                                                               0.5                                                                                                    1.255

INL (LSB)  0                                                                                      DNL (LSB)  0                                                                                            VREF (V)  1.250

           0.5                                                                                              0.5                                                                                                   1.245

           1.0         1024  2048    3072  4095                                                             1.0               1024       2048       3072        4095                                              1.240                     0 25 50 75 100 125 150
                 0            CODE                                                                                 0                       CODE                                                                           50 25                TEMPERATURE (C)

                                            2631 G01                                                                                                        2631 G02                                                                                                                                          2631 G03

               INL vs Temperature                                                                               DNL vs Temperature                                                                                                   Full-Scale Output Voltage
                                                                                                                                                                                                                                     vs Temperature
            1.0                                                                                              1.0
                   VCC = 3V                                                                                         VCC = 3V                                                                                                     2.52
                                                                                                                                                                                                                                         VCC = 3V
            0.5
                         INL (POS)                                                                           0.5                                                                                          FS OUTPUT VOLTAGE (V)  2.51

INL (LSB)     0                                                                                   DNL (LSB)                     DNL (POS)

                         INL (NEG)                                                                           0                                                                                                                   2.50
           0.5
                                                                                                                                DNL (NEG)

                                                                                                             0.5                                                                                                                2.49

           1.0         0 25 50 75 100 125 150                                                               1.0               0 25 50 75 100 125 150                                                                           2.48         0 25 50 75 100 125 150
               50 25     TEMPERATURE (C)                                                                      50 25           TEMPERATURE (C)                                                                                  50 25     TEMPERATURE (C)

                                                                                        2631 G04                                                                                                2631 G05                                                                                                      2631 G06

                                      Settling to 1LSB                                                                                               Settling to 1LSB

                                 SCL  9th CLOCK OF                                                                                                                    3/4 SCALE TO 1/4 SCALE STEP
                              2V/DIV  3rd DATA BYTE
                                                                                                                                                                      VCC = 3V, VFS = 2.5V
                                                                                                                                                VOUT                  RL = 2k, CL = 100pF
                                                                                                                                           1LSB/DIV                   AVERAGE OF 256 EVENTS

                                                                                                                                                            4.1s

                                      3.6s

                             VOUT                                                                                                                           9th CLOCK OF
                        1LSB/DIV                                                                                                                            3rd DATA BYTE

                                            1/4 SCALE TO 3/4 SCALE STEP                                                                       SCL                        2s/DIV
                                                                                                                                           2V/DIV
                                            VCC = 3V, VFS = 2.5V
                                            RL = 2k, CL = 100pF
                                            AVERAGE OF 256 EVENTS

                                            2s/DIV

                                                                                                                      2631 G07                                                                                                                2631 G08

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

12
                                                                                                                                                                                                                                                       LTC2631

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS TA = 25C, unless otherwise noted.

LTC2631-H12 (Internal Reference, VFS = 4.096V)

              Integral Nonlinearity (INL)                                                                       Differential Nonlinearity (DNL)                                                                                    Reference Output Voltage
                                                                                                                                                                                                                                   vs Temperature
           1.0                                                                                               1.0
                  VCC = 5V                                                                                          VCC = 5V                                                                                                  2.068
                                                                                                                                                                                                                                        VCC = 5V

           0.5                                                                                               0.5                                                                                                              2.058

INL (LSB)  0                                                                                      DNL (LSB)  0                                                                                         VREF (V)               2.048

           0.5                                                                                              0.5                                                                                                             2.038

           1.0         1024  2048    3072  4095                                                             1.0            1024     2048       3072  4095                                                                   2.028          0 25 50 75 100 125 150
                 0            CODE                                                                                 0                  CODE                                                                                          50 25     TEMPERATURE (C)

                                            2631 G09                                                                                                   2631 G10                                                                                                                                              2631 G11

               INL vs Temperature                                                                               DNL vs Temperature                                                                                                 Full-Scale Output Voltage
                                                                                                                                                                                                                                   vs Temperature
            1.0                                                                                              1.0
                   VCC = 5V                                                                                         VCC = 5V                                                                                                  4.115
                                                                                                                                                                                                                                        VCC = 5V
            0.5
INL (LSB)                INL (POS)                                                                DNL (LSB)   0.5                                                                                      FS OUTPUT VOLTAGE (V)  4.105
                                                                                                                           DNL (POS)                                                                                          4.095
              0                                                                                                                                                                                                               4.085
                                                                                                                0
                         INL (NEG)                                                                                         DNL (NEG)
           0.5
                                                                                                             0.5

           1.0         0 25 50 75 100 125 150                                                               1.0            0 25 50 75 100 125 150                                                                           4.075          0 25 50 75 100 125 150
               50 25     TEMPERATURE (C)                                                                      50 25        TEMPERATURE (C)                                                                                    50 25     TEMPERATURE (C)

                                                                                        2631 G12                                                                                             2631 G13                                                                                                        2631 G14

                                      Settling to 1LSB                                                                                          Settling to 1LSB

                                 SCL  9th CLOCK OF                                                                                                               3/4 SCALE TO 1/4 SCALE STEP
                              5V/DIV  3rd DATA BYTE
                                                                                                                                                                 VCC = 5V, VFS = 4.095V
                                                                                                                                           VOUT                  RL = 2k, CL = 100pF
                                                                                                                                      1LSB/DIV                   AVERAGE OF 256 EVENTS

                                                                                                                                                       4.6s

                             VOUT     3.9s
                        1LSB/DIV

                                            1/4 SCALE TO 3/4 SCALE STEP                                                                  SCL           9th CLOCK OF
                                                                                                                                      5V/DIV           3rd DATA BYTE
                                            VCC = 5V, VFS = 4.095V
                                            RL = 2k, CL = 100pF                                                                                                    2s/DIV
                                            AVERAGE OF 256 EVENTS

                                            2s/DIV

                                                                                                                                                                                                                                             2631 G16

                                                                                                                   2631 G15

                                                                                                                                                                                                                                                                     2631fb

                                                                                                                                                                                                                                                              13
LTC2631

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS TA = 25C, unless otherwise noted.

LTC2631-10

                         Integral Nonlinearity (INL)                           Differential Nonlinearity (DNL)

                      1.0                                                   1.0
                             VCC = 5V                                              VCC = 5V
                             VFS = 4.096V                                          VFS = 4.096V
                             INTERNAL REF.                                         INTERNAL REF.

                      0.5                                                   0.5

           INL (LSB)  0                                          DNL (LSB)  0

                      0.5                                                  0.5

                      1.0     256    512         768  1023                 1.0     256  512             768    1023
                            0                                                     0

                                      CODE                                                CODE

                                                       2631 G17                                                2631 G18

LTC2631-8

                         Integral Nonlinearity (INL)                            Differential Nonlinearity (DNL)

                      1.0                                                   0.50
                             VCC = 3V                                               VCC = 3V
                             VFS = 2.5V                                             VFS = 2.5V
                             INTERNAL REF.                                          INTERNAL REF.

                      0.5                                                   0.25

           INL (LSB)  0                                          DNL (LSB)  0

                      0.5                                       0.25

                      1.0     64     128         192  255       0.50               64   128             192    255
                            0                                           0

                                      CODE                                                CODE

                                                       2631 G19                                                2631 G20

LTC2631

                         Load Regulation                                        Current Limiting

                      10                                                    0.20
                            VCC = 5V (LTC2631-H)                                    VCC = 5V (LTC2631-H)

                       8 VCC = 5V (LTC2631-L)                               0.15 VCC = 5V (LTC2631-L)
                       6 VCC = 3V (LTC2631-L)                                       VCC = 3V (LTC2631-L)

                      4                                                     0.10

           VOUT (mV)  2                                          $VOUT (V)  0.05

                      0                                                     0

                      2                                         0.05

                      4                                         0.10

                       6                 INTERNAL REF.          0.15                        INTERNAL REF.
                       8                 CODE = MIDSCALE        0.20                        CODE = MIDSCALE
                      10
                                      0 10 20 30                       30 20 10        0 10 20 30
                         30 20 10

                                      IOUT (mA)                                           IOUT (mA)

                                                       2631 G21                                                2631 G22

                                                                                                                         2631fb

14
                                                                          LTC2631

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS TA = 25C, unless otherwise noted.

LTC2631

  Offset Error vs Temperature                                                           Gain Error vs VCC                                                                                                    Gain Error vs Temperature

3                                                                                    0.4                                            EXTERNAL REF.                                                  0.4                                           EXTERNAL REF.
                                                                                                                                        VREF = 2.5V
                                                                                     0.3                                                                                                           0.3                                           VREF = 2.5V

2

                                                                                     0.2                                                                                                           0.2
OFFSET ERROR (mV)
                                                                            GAIN ERROR (%FSR)10.1                                                                                                  0.1
                                                                                                                                                         GAIN ERROR (%FSR)
0                                                                                    0.0                                                                                                           0.0

1                                                                                   0.1                                                                                                          0.1

                                                                                     0.2                                                                                                          0.2

2                                                                                   0.3                                                                                                          0.3

3         0 25 50 75 100 125 150                                                    0.4                                                                                                          0.4         0 25 50 75 100 125 150
  50 25    TEMPERATURE (C)                                                             2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5                                                                                        50 25    TEMPERATURE (C)
                                                                                                                    VCC (V)
                                                                           2631 G23                                                                                                                                                                                             2631 G25
                                                                                                                                                                                         2631 G24

        Large-Signal Response                                                                  Mid-Scale-Glitch Impulse                                                                                   Power-On Reset Glitch

    VOUT                                                                                  SCL                                 9th CLOCK OF                                                                     LTC2631-L
0.5V/DIV                                                                               5V/DIV                                 3rd DATA BYTE
                                                                                                                                                                                                      VCC
              VFS = VCC = 5V                                                             VOUT                               LTC2631-H12, VCC = 5V:                                                 2V/DIV
              1/4 SCALE TO 3/4 SCALE                                                 5mV/DIV                                3.0nV-s TYP
                                                                                                                                                                                                                                       ZERO-SCALE
                                    2s/DIV                                                                                  LTC2631-L12, VCC = 3V:
                                                                                                                            2.1nV-s TYP                                                                VOUT
                                                                                                                                                                                                   2mV/DIV

                                                                                                                            2s/DIV                                                                                                     200s/DIV

                                            2631 G26                                                                                  2631 G27                                                                                                     2631 G28

                        Headroom at Rails                                                                                          Exiting Power-Down to Mid-Scale
                        vs Output Current
                                                                                                                            CS/LD
                     5.0                                                                                                    2V/DIV

                     4.5 5V SOURCING

                     4.0

           VOUT (V)  3.5
                     3.0 3V (LTC2631-L) SOURCING

                     2.5

                     2.0                                                                                                        VOUT
                                                                                                                            0.5V/DIV
                     1.5

                     1.0                    5V SINKING

                     0.5 3V (LTC2631-L) SINKING                                                                                                                                                              LTC2631-H

                     0                                                                                                                                                                             4s/DIV                    2631 G30
                       0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
                                              IOUT (mA)

                                                                                                                  2631 G29

                                                                                                                                                                                                                                                        2631fb

                                                                                                                                                                                                                                                 15
LTC2631

TYPICAL PERFORMANCE CHARACTERISTICS TA = 25C, unless otherwise noted.

LTC2631

            Supply Current vs Logic Voltage                                                              Supply Current
                                                                                                         vs REF_SEL Voltage
         1.2
                                           SWEEP SCL AND SDA                                          0.5
                                           BETWEEN 0V AND VCC                                                                                 SWEEP REF_SEL

         1.0                                                                                                                            BETWEEN 0V AND VCC

         0.8                                                                                          0.4

    ICC (mA)                                                                                                              VCC = 5V
                                                                                            ICC (mA)
         0.6                         VCC = 5V                                                         0.3

         0.4                                                                                                           VCC = 3V

                        VCC = 3V                                                                      0.2              (LTC2631-L)

         0.2            (LTC2631-L)

         0.0     1      2         3                      4       5                                    0.1    1         2          3  4      5
             0                                                                                            0
                                                             2631 G31                                                                   2631 G32
                        LOGIC VOLTAGE (V)                                                                       REF_SEL VOLTAGE (V)

                                                      Multiplying Bandwidth

                                                    0

                                                    2

                                                    4

                                                    6

    NOISE VOLTAGE (nV/Hz)                           8
                                                dB
                                                    10

                                                    12

                                                    14 VCC = 5V

                                                         VREF(DC) = 2V
                                                    16 VREF(AC) = 0.2VP-P

                                                    18  CODE = FULL SCALE

                                                         1k            10k  100k                              1000k

                                                                        FREQUENCY (Hz)                       2631 G33

             Noise Voltage vs Frequency                                              0.1Hz to 10Hz Voltage Noise

         500                                                                              LTC2631-L, VCC = 4V
                INTERNAL REF.                                                             INTERNAL REF.
                CODE = MIDSCALE                                                           CODE = MIDSCALE

         400                                                                10V/DIV

         300            LTC2631-H
         200            (VCC = 5V)
         100
                        LTC2631-L
            0           (VCC = 4V)
            100
                    1k     10k                      100k         1M                                                       1s/DIV

                        FREQUENCY (Hz)                       2631 G34                                                                   2631 G35

                                                                                                                                                             2631fb

16
                                                             LTC2631

PIN FUNCTIONS                                                REF (Pin 6): Reference Voltage Input or Output. When
                                                             External Reference mode is selected, REF is an input (0V
CA0 (Pin 1): Chip Address Bit 0. Tie this pin to VCC, GND     VREF  VCC) where the voltage supplied sets the full-
or leave it floating to select an I2C slave address for the  scale voltage. When Internal Reference is selected, the
part (see Tables 1 and 2).                                   10ppm/C 1.25V (LTC2631-L) or 2.048V (LTC2631-H)
                                                             internal reference is available at the pin. This output may
SCL (Pin 2): Serial Clock Input Pin. Data is shifted into    be bypassed to GND with up to 10F (0.33F is recom-
the SDA pin at the rising edges of the clock. This high      mended), and must be buffered when driving external DC
impedance pin requires a pull-up resistor or current         load current.
source to VCC.
                                                             VOUT (Pin 7): DAC Analog Voltage Output.
SDA (Pin 3): Serial Data Bidirectional Pin. Data is shifted
into the SDA pin and acknowledged by the SDA pin. This       CA1 (Pin 8, LTC2631-Z): Chip Address Bit 1. Tie this pin
pin is high impedance while data is shifted in. Open-drain   to VCC, GND or leave it floating to select an I2C slave ad-
N-channel output during acknowledgment. SDA requires         dress for the part (see Table 1).
a pull-up resistor or current source to VCC.
                                                             REF_SEL (Pin 8, LTC2631-M): Selects default Reference
GND (Pin 4): Ground.                                         at power up. Tie to VCC to select the Internal Reference,
                                                             or GND to select an External Reference. After power-up,
VCC (Pin 5): Supply Voltage Input. 2.7V  VCC  5.5V           the logic state at this pin is ignored and the reference may
(LTC2631-L) or 4.5V  VCC  5.5V (LTC2631-H). Bypass           be changed only by software command.
to GND with a 0.1F capacitor.

                                                                    2631fb

                                                             17
LTC2631
BLOCK DIAGRAMS

CA1             I2C         LTC2631-Z                                          REF
                                                                       SWITCH
CA0             ADDRESS    VCC
                                         INTERNAL
                DECODE                  REFERENCE

                                                             CONTROL   RESISTOR
                                                         DECODE LOGIC   DIVIDER
SCL

                    I2C                                                DACREF
                INTERFACE                                                 DAC

SDA                        INPUT           DAC                                      VOUT

                           REGISTER  REGISTER

                                                                       GND

                           LTC2631-M

                           VCC                                              REF

CA0             I2C

                ADDRESS               INTERNAL
                                     REFERENCE
                DECODE                                                 SWITCH       REF_SEL

                                  CONTROL

                           DECODE LOGIC                                RESISTOR

SCL                                                                    DIVIDER

                    I2C                                                DACREF
                INTERFACE

SDA                          INPUT      DAC                                                 VOUT
                           REGISTER  REGISTER                          DAC

                                                                       GND

                                                                                    2631 BD

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

18
                                                                                                       LTC2631

TEST CIRCUITS

               Test Circuits for I2C Digital I/O (See Electrical Characteristics)

               Test Circuit 1  Test Circuit 2

                                                    VCC

    100                        RINH/RINL/RINF
                       CAn                         CAn

VIH(CAn)/VIL(CAn)                                                GND

                                                                                              2631 TC

                                                                                                              2631fb

                                                                                                       19
                                                                                                                       LTC2631SDAtLOWtrtSU(DAT)tftHD(STA)tSPtrtBUF
                                                                                                                  TIMING DIAGRAMStf

                   2631fb  SCL

20                                  S  tHD(STA)      tHD(DAT)  tHIGH         tSU(STA)                        tSU(STO)                     S 2631 F01
                                                                                                S                                P

                                    ALL VOLTAGE LEVELS REFER TO VIH(MIN) AND VIL(MAX) LEVELS

                                                               Figure 1. Serial Interface Timing

            SLAVE ADDRESS                            1ST DATA BYTE                                 2ND DATA BYTE                                      3RD DATA BYTE

     START

SDA         A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 W ACK C3 C2 C1 C0 X X X X ACK                                                                      ACK               X X X X ACK

SCL         123456789123456789123456789123456789

                                                                                                                                                                     2631 F02

                                                     Figure 2. Typical LTC2631 Write Transaction
                                                              LTC2631

OPERATION                                                     code, N is the resolution, and VREF is either 2.5V (LTC2631-
                                                              LM/LTC2631-LZ) or 4.096V (LTC2631-HM/LTC2631-HZ)
The LTC2631 is a family of single voltage-output DACs in      when in Internal Reference mode, and the voltage at REF
8-lead ThinSOT packages. Each DAC can operate rail-to-rail    (Pin 6) when in External Reference mode.
using an external reference, or with its full-scale voltage
set by an integrated reference. Twelve combinations of        I2C Serial Interface
accuracy (12-, 10-, and 8-bit), power-on reset value (zero
or mid-scale), and full-scale voltage (2.5V or 4.096V) are    The LTC2631 communicates with a host using the stan-
available. The LTC2631 is controlled using a 2-wire I2C       dard 2-wire I2C interface. The Timing Diagrams (Figures 1
interface.                                                    and 2) show the timing relationship of the signals on the
                                                              bus. The two bus lines, SDA and SCL, must be high when
Power-On Reset                                                the bus is not in use. External pull-up resistors or current
                                                              sources are required on these lines. The value of these
The LTC2631-HZ/LTC2631-LZ clear the output to zero-scale      pull-up resistors is dependent on the power supply and
when power is first applied, making system initialization     can be obtained from the I2C specifications. For an I2C
consistent and repeatable.                                    bus operating in the fast mode, an active pull-up will be
                                                              necessary if the bus capacitance is greater than 200pF.
For some applications, downstream circuits are active
during DAC power-up, and may be sensitive to nonzero          The LTC2631 is a receive-only (slave) device. The master
outputs from the DAC during this time. The LTC2631            can write to the LTC2631. The LTC2631 does not respond
contains circuitry to reduce the power-on glitch: the analog  to a read from the master.
output typically rises less than 5mV above zero-scale
during power on if the power supply is ramped to 5V in        START (S) and STOP (P) Conditions
1ms or more. In general, the glitch amplitude decreases as
the power supply ramp time is increased. See "Power-On        When the bus is not in use, both SCL and SDA must be
Reset Glitch" in the Typical Performance Characteristics      high. A bus master signals the beginning of a communi-
section.                                                      cation to a slave device by transmitting a START condition.
                                                              A START condition is generated by transitioning SDA from
The LTC2631-HM/LTC2631-LM provide an alternative              high to low while SCL is high.
reset, setting the output to mid-scale when power is first
applied.                                                      When the master has finished communicating with the
                                                              slave, it issues a STOP condition. A STOP condition is
Default reference mode selection is described in the Ref-     generated by transitioning SDA from low to high while
erence Modes section.                                         SCL is high. The bus is then free for communication with
                                                              another I2C device.
Power Supply Sequencing
                                                              Acknowledge
The voltage at REF (Pin 6) should be kept within the range
0.3V  VREF  VCC + 0.3V (see Absolute Maximum Rat-           The Acknowledge signal is used for handshaking between
ings). Particular care should be taken to observe these       the master and the slave. An Acknowledge (active LOW)
limits during power supply turn-on and turn-off sequences,    generated by the slave lets the master know that the
when the voltage at VCC (Pin 5) is in transition.             latest byte of information was properly received. The
                                                              Acknowledge related clock pulse is generated by the
Transfer Function                                             master. The master releases the SDA line (HIGH) during
The digital-to-analog transfer function is                    the Acknowledge clock pulse. The slave-receiver must pull
                                                              down the SDA bus line during the Acknowledge clock pulse
VOUT(IDEAL  )  =    k     VREF                                so that it remains a stable LOW during the HIGH period
                    2N                                        of this clock pulse. The LTC2631 responds to a write by a

where k is the decimal equivalent of the binary DAC input                                                                                                                           2631fb

                                                                                    21
LTC2631

OPERATION                                                        The maximum capacitive load allowed on the CA0/CA1
                                                                 address pins is 10pF, as these pins are driven during ad-
master in this manner but does not acknowledge a read            dress detection to determine if they are floating.
operation; in that case, SDA is retained HIGH during the
period of the Acknowledge clock pulse.

Chip Address                                                     Write Word Protocol

The state of pins CA0 and CA1 (LTC2631-HZ/LTC2631-               The master initiates communication with the LTC2631
LZ) determines the slave address of the part. These pins         with a START condition and a 7-bit slave address followed
can each be set to any one of three states: VCC, GND or          by the Write bit (W) = 0. The LTC2631 acknowledges by
float. This results in nine (LTC2631-HZ/LTC2631-LZ) or           pulling the SDA pin low at the ninth clock if the 7-bit slave
three (LTC2631-HM/LTC2631-LM) selectable addresses               address matches the address of the part (set by CA0/CA1)
for the part. The slave address assignments are shown            or the global address. The master then transmits 3-bytes
in Tables 1 and 2.                                               of data. The LTC2631 acknowledges each byte of data by
                                                                 pulling the SDA line low at the ninth clock of each data
Table 1. Slave Address Map (LTC2631-Z)                           byte transmission. After receiving three complete bytes
                                                                 of data, the LTC2631 executes the command specified in
CA1         CA0 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0                             the 24-bit input word.

GND         GND 0 0 1 0 0 0 0                                    If more than three data bytes are transmitted after a valid
                                                                 7-bit slave address, the LTC2631 does not acknowledge the
GND         FLOAT 0 0 1 0 0 0 1                                  extra bytes of data (SDA is high during the 9th clock).

GND         VCC  0 0 1 0 0 10                                    The format of the three data bytes is shown in Figure 3. The
                                                                 first byte of the input word consists of the 4-bit command,
FLOAT       GND  0 0 1 0 0 11                                    followed by four don't-cares bits. The next two bytes
                                                                 contain the 16-bit data word, which consists of the 12-,
FLOAT FLOAT 0 1 0 0 0 0 0                                        10- or 8-bit input code, MSB to LSB, followed by 4, 6 or 8
                                                                 don't-cares bits (LTC2631-12, LTC2631-10 and LTC2631-8
FLOAT       VCC  0 1 0 0 0 01                                    respectively). A typical LTC2631 write transaction is
                                                                 shown in Figure 4.
VCC         GND 0 1 0 0 0 1 0
                                                                 The command bit assignments (C3-C0) are shown in
VCC         FLOAT 0 1 0 0 0 1 1                                  Table 3. The first four commands in the table consist of
                                                                 write and update operations. A write operation loads a
VCC         VCC  0 1 1 0 0 00                                    16-bit data word from the 32-bit shift register into the
                                                                 input register. In an update operation, the data word is
GLOBAL ADDRESS 1 1 1 0 0 1 1                                     copied from the input register to the DAC register and
                                                                 converted to an analog voltage at the DAC output. The
Table 2. Slave Address Map (LTC2631-M)                           update operation also powers up the DAC if it had been in
                                                                 power-down mode. The data path and registers are shown
       CA0       A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0                            in the Block Diagram.

       GND       0 0 1 0 0 00

     FLOAT       0 0 1 0 0 01

       VCC       0 0 1 0 0 10

GLOBAL ADDRESS 1 1 1 0 0 1 1

In addition to the address selected by the address pins, the
part also responds to a global address. This address allows
a common write to all LTC2631 parts to be accomplished
using one 3-byte write transaction on the I2C bus. The
global address, listed at the end of Tables 1 and 2, is a 7-bit
hardwired address not selectable by CA0/CA1. If another
address is required, please consult the factory.

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

22
                                                                                                    LTC2631

OPERATION

Write Word Protocol for LTC2631

S SLAVE ADDRESS W A 1ST DATA BYTE A 2ND DATA BYTE A 3RD DATA BYTE A P

Input Word (LTC2631-12)                                        INPUT WORD

C3 C2 C1 C0 X X X X D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X X X

           1ST DATA BYTE  2ND DATA BYTE                                    3RD DATA BYTE

Input Word (LTC2631-10)

C3 C2 C1 C0 X X X X D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X X X X X

           1ST DATA BYTE  2ND DATA BYTE                                    3RD DATA BYTE

Input Word (LTC2631-8)

C3 C2 C1 C0 X X X X D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X X X X X X X

           1ST DATA BYTE  2ND DATA BYTE                                    3RD DATA BYTE  2631 F03

                          Figure 3. Command and Data Input Format

Table 3. Command Codes                                         to the REF pin will improve noise performance; 0.33F
COMMAND*                                                      is recommended, and up to 10F can be driven without
                                                               oscillation. This output must be buffered when driving
  C3 C2 C1 C0                                                  external DC load current.

   0 0 0 0 Write to Input Register                             Alternatively, the DAC can operate in External Reference
                                                               mode using command 0111. In this mode, an input voltage
   0 0 0 1 Update (Power Up) DAC Register                      supplied externally to the REF pin provides the reference
                                                               (0V  VREF  VCC) and the supply current is reduced.
   0 0 1 1 Write to and Update (Power Up) DAC Register         External Reference mode is the power-on default for
                                                               LTC2631-HM/LTC2631-LM when REF_SEL is tied low.
   0 1 0 0 Power Down
                                                               The reference mode of LTC2631-HZ/LTC2631-LZ can be
   0 1 1 0 Select Internal Reference                           changed only by software command. The same is true for
                                                               LTC2631-HM/LTC2631-LM after power-on, after which the
   0 1 1 1 Select External Reference                           logic state on REF_SEL is ignored.

*Command codes not shown are reserved and should not be used.  Power-Down Mode

Reference Modes                                                For power-constrained applications, the LTC2631's power-
                                                               down mode can be used to reduce the supply current
For applications where an accurate external reference is       whenever the DAC output is not needed. When in power
not available, the LTC2631 has a user-selectable, integrated   down, the buffer amplifier, bias circuit, and reference
reference. The LTC2631-LM/LTC2631-LZ provide a full-           circuit are disabled and draw essentially zero current. The
scale output of 2.5V. The LTC2631-HM/LTC2631-HZ provide        DAC output is put into a high-impedance state, and the
a full-scale output of 4.096V. The internal reference can be   output pin is passively pulled to ground through a 200k
useful in applications where the supply voltage is poorly      resistor. Input and DAC register contents are not disturbed
regulated. Internal Reference mode can be selected by using    during power down.
command 0110, and is the power-on default for LTC2631-
HZ/LTC2631-LZ, as well as for LTC2631-HM/LTC2631-LM
when REF_SEL is tied high.

The 10ppm/C, 1.25V (LTC2631-LM/LTC2631-LZ) or
2.048V (LTC2631-HM/LTC2631-HZ) internal reference
is available at the REF pin. Adding bypass capacitance

                                                                                                           2631fb

                                                                                                    23
LTC2631

OPERATION                                                      Similarly, limiting can occur near full-scale when the REF
                                                               pin is tied to VCC. If VREF = VCC and the DAC full-scale error
The DAC can be put into power-down mode by using               (FSE) is positive, the output for the highest codes limits
command 0100. The supply current is reduced to 1.8A            at VCC, as shown in Figure 5c. No full-scale limiting can
maximum (C and I grades) and the REF pin becomes high          occur if VREF is less than VCC FSE.
impedance (typically > 1G).
                                                               Offset and linearity are defined and tested over the region
Normal operation resumes after executing any command           of the DAC transfer function where no output limiting can
that includes a DAC update, as shown in Table 3. The           occur.
DAC is powered up and its voltage output is updated.
Normal settling is delayed while the bias, reference, and      Board Layout
amplifier circuits are re-enabled. When the REF pin output
is bypassed to GND with 1nF or less, the power-up delay        The PC board should have separate areas for the analog and
time is 20s for settling to 12-bits. This delay increases      digital sections of the circuit. A single, solid ground plane
to 200s for 0.33F, and 10ms for 10F.                           should be used, with analog and digital signals carefully
                                                               routed over separate areas of the plane. This keeps digital
Voltage Output                                                 signals away from sensitive analog signals and minimizes
                                                               the interaction between digital ground currents and the
The LTC2631's integrated rail-to-rail amplifier has guar-      analog section of the ground plane. The resistance from
anteed load regulation when sourcing or sinking up to          the LTC2631 GND pin to the ground plane should be as
10mA at 5V, and 5mA at 3V.                                     low as possible. Resistance here will add directly to the
                                                               effective DC output impedance of the device (typically
Load regulation is a measure of the amplifier's ability to     0.1). Note that the LTC2631 is no more susceptible to this
maintain the rated voltage accuracy over a wide range of       effect than any other parts of this type; on the contrary, it
load current. The measured change in output voltage per        allows layout-based performance improvements to shine
change in forced load current is expressed in LSB/mA.          rather than limiting attainable performance with excessive
                                                               internal resistance.
DC output impedance is equivalent to load regulation, and
may be derived from it by simply calculating a change in       Another technique for minimizing errors is to use a sepa-
units from LSB/mA to ohms. The amplifier's DC output           rate power ground return trace on another board layer.
impedance is 0.1 when driving a load well away from            The trace should run between the point where the power
the rails.                                                     supply is connected to the board and the DAC ground pin.
                                                               Thus the DAC ground pin becomes the common point for
When drawing a load current from either rail, the output       analog ground, digital ground, and power ground. When
voltage headroom with respect to that rail is limited by       the LTC2631 is sinking large currents, this current flows
the 50 typical channel resistance of the output devices        out the ground pin and directly to the power ground trace
(e.g., when sinking 1mA, the minimum output voltage is         without affecting the analog ground plane voltage.
50 1mA, or 50mV). See the graph "Headroom at Rails
vs. Output Current" in the Typical Performance Charac-         It is sometimes necessary to interrupt the ground plane
teristics section.                                             to confine digital ground currents to the digital portion of
                                                               the plane. When doing this, make the gap in the plane only
The amplifier is stable driving capacitive loads of up to      as long as it needs to be to serve its purpose and ensure
500pF.                                                         that no traces cross over the gap.

Rail-to-Rail Output Considerations                                                                                                                                                   2631fb

In any rail-to-rail voltage-output device, the output is lim-
ited to voltages within the supply range.

Since the analog output of the DAC cannot go below ground,
it may limit the lowest codes, as shown in Figure 5b.

24
                                                                                                                                                                        OPERATION

                                                   SLAVE ADDRESS  COMMAND                      MS DATA                                                    LS DATA

                                       A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 W     C3 C2 C1 C0 X X X X          D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4       D3 D2 D1 D0 X X X X

                                START                                                                                                                                        STOP

                           SDA         A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0       ACK C3 C2 C1 C0 X X X X ACK                             ACK                                      ACK  FULL-SCALE
                                                                                                                                                                        VOLTAGE
                           SCL         123456789123456789123456789123456789                                                                                             ZERO-SCALE
                                                                                                                                                                        VOLTAGE 2631 F04
                           VOUT
                                   X = DON'T CARE

                                                                  Figure 4. Typical LTC2631 Input Waveform--Programming 12-Bit DAC Output for Full-Scale

                   2631fb                                                                                                                                                                 LTC2631

25
LTC2631
OPERATION

                                             VREF = VCC         VREF = VCC                                    POSITIVE
                                                                                                              FSE
                               OUTPUT                                INPUT CODE
                               VOLTAGE                                     (c)                              OUTPUT
                                                                                                            VOLTAGE
                                       0V
                                          0                                                                 2631 F05

        OUTPUT                                   2,048   4,095
       VOLTAGE                               INPUT CODE

               0V                                  (a)
NEGATIVE
                   INPUT CODE
   OFFSET               (b)

                   Figure 5. Effects of Rail-to-Rail Operation on a DAC Transfer Curve (Shown for 12-Bits)
                      (a) Overall Transfer Function
                      (b) Effect of Negative Offset for Codes Near Zero
                      (c) Effect of Positive Full-Scale Error for Codes Near Full-Scale

                                                                                                                                                                                                                                                              2631fb

26
                                                                                                                                         LTC2631

PACKAGE DESCRIPTION

                                                          TS8 Package
                                                    8-Lead Plastic TSOT-23
                                                (Reference LTC DWG # 05-08-1637)

                   0.52           0.65                                                       2.90 BSC
                                                                                             (NOTE 4)
                   MAX            REF

                                                1.22 REF

3.85 MAX 2.62 REF                               1.4 MIN   2.80 BSC  1.50 1.75
                                                                     (NOTE 4)

                                                                                             PIN ONE ID

                 RECOMMENDED SOLDER PAD LAYOUT                                     0.65 BSC                                                0.22 0.36
                           PER IPC CALCULATOR                                0.80 0.90                                                   8 PLCS (NOTE 3)
                                                                    1.00 MAX
0.20 BSC                                                                                                                                  0.01 0.10
         DATUM `A'
                                                                                                                                         TS8 TSOT-23 0802
                         0.30 0.50 REF                                                     1.95 BSC

                                                0.09 0.20

NOTE:                                           (NOTE 3)

1. DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS

2. DRAWING NOT TO SCALE

3. DIMENSIONS ARE INCLUSIVE OF PLATING

4. DIMENSIONS ARE EXCLUSIVE OF MOLD FLASH AND METAL BURR

5. MOLD FLASH SHALL NOT EXCEED 0.254mm

6. JEDEC PACKAGE REFERENCE IS MO-193

                         Information furnished by Linear Technology Corporation is believed to be accurate and reliable.                        2631fb
                         However, no responsibility is assumed for its use. Linear Technology Corporation makes no representa-
                         tion that the interconnection of its circuits as described herein will not infringe on existing patent rights.  27
LTC2631
TYPICAL APPLICATION

                                                 Programmable 5V Output

                                                                          5V

                                         5V                           4 5    0.1F

                                                   0.1F                                   1         10V
                                                                          LTC2054

                                             56                       3+                     8  M9     7          0.1F
                                                                                             9  M3  VCC
                                                                          2
                                         VCC REF
           1.7k            1.7k  8  REF_SEL                                                  10 M1
I2C BUS                  CA0
                                 3                                                                  LT1991 OUT    6          VOUT = 5V
                                 2
                                    SDA  LTC2631A  VOUT            7                         1  P1        REF
                                    SCL    -LM12
                                                                                             2 P3 VEE          5

                                 1                                                           3 P9   4
                                    CA0 GND

                                             4                                                                    0.1F

                                                                                                    10V          2631 TA03

RELATED PARTS

PART NUMBER              DESCRIPTION                                          COMMENTS
LTC1663                  Single 10-Bit VOUT DAC in SOT-23
LTC1669                  Single 10-Bit VOUT DAC in SOT-23                     VCC = 2.7V to 5.5V, 60A, Internal Reference, SMBus Interface
LTC2360-LT2362/          12-Bit SAR ADCs in TSOT23-6/TSOT23-8 Packages        VCC = 2.7V to 5.5V, 60A, Internal Reference, I2C Interface
LTC2365-LTC2366                                                               100ksps/250ksps/500ksps/1Msps/3Msps Output Rates
LTC2450/LTC2452
LTC2451/LTC2453          16-Bit Single-Ended/Differential Delta Sigma ADCs    SPI Interface, Tiny DFN Packages, 60Hz Output Rate
LTC2600/LTC2610/LTC2620  16-Bit Single-Ended/Differential Delta Sigma ADCs    I2C Interface, Tiny DFN and TSOT23-8 Packages, 60Hz Output Rate
                         Octal 16-/14-/12-Bit VOUT DACs in 16-Lead SSOP
LTC2601/LTC2611/LTC2621                                                       250A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output,
                         Single 16-/14-/12-Bit VOUT DACs in 10-Lead DFN       SPI Serial Interface
LTC2602/LTC2612/LTC2622
                         Dual 16-/14-/12-Bit VOUT DACs in 8-Lead MSOP         300A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output,
LTC2604/LTC2614/LTC2624                                                       SPI Serial Interface
                         Quad 16-/14-/12-Bit VOUT DACs in 16-Lead SSOP
LTC2605/LTC2615/LTC2625                                                       300A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output,
                         Octal 16-/14-/12-Bit VOUT DACs with I2C Interface    SPI Serial Interface
LTC2606/LTC2616/LTC2626
                         Single 16-/14-/12-Bit VOUT DACs with I2C Interface   250A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output,
LTC2609/LTC2619/LTC2629                                                       SPI Serial Interface
                         Quad 16-/14-/12-Bit VOUT DACs with I2C Interface
LTC2630                                                                       250A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output,
                         Single 12-/10-/8-Bit VOUT DACs with 10ppm/C         I2C Interface
LTC2640                  Reference in SC70
                         Single 12-/10-/8-Bit SPI VOUT DACs with 10ppm/C     270A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output,
                         Reference in ThinSOT                                 I2C Interface

                                                                              250A per DAC, 2.5V to 5.5V Supply Range, Rail-to-Rail Output with
                                                                              Separate VREF Pins for Each DAC
                                                                              180A per DAC, 2.7V to 5.5V Supply Range, 10ppm/C Reference,
                                                                              Rail-to-Rail Output, SPI Interface

                                                                              180A per DAC, 2.7V to 5.5V Supply Range, 10ppm/C Reference,
                                                                              Selectable External Reference Mode, Rail-to-Rail Output, SPI Interface

28 Linear Technology Corporation                                                                                                                                         2631fb
             1630 McCarthy Blvd., Milpitas, CA 95035-7417                                                                          LT 1108 REV B PRINTED IN USA
              (408) 432-1900  FAX: (408) 434-0507  www.linear.com
                                                                                                                   LINEAR TECHNOLOGY CORPORATION 2008
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