29.   Kennwerte (TA = -40 °C bis 85 °C)

29.1   Grenzwerte *

Betriebstemperatur: ................. -55 °C bis +125 °C

Lagertemperatur: .................... -65 °C bis +150 °C

Spannung an jedem Pin außer RESET
bezüglich Masse: ................. -0,5 V bis UCC + 0,5 V

Spannung an RESET
bezüglich Masse: ......................... -0,5 V bis 13,0 V

Maximale Speisespannung: .......................... 6,0 V

Gleichstrom pro I/O-Pin: .......................... 40,0 mA

Gleichstrom an UCC und Massepins: .......... 200,0 mA

* Hinweis:
Das Überschreiten der Grenzwerte kann den Schaltkreis dauerhaft schädigen. Dies sind Stressgrenzwerte, und der Funktionsbereich und andere Bedingungen, die jenseits der Kennwerte liegen, sind nicht impliziert. Der Betrieb des Schaltkreises an den Grenzwerten über längere Zeit kann die Zuverlässigkeit herabsetzen.

29.2   Statische Kennwerte

29.2.1   Statische Kennwerte für ATmega48A

Tabelle 29-1: Statische Kennwerte für ATmega48A bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,20,55mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,23,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V4,012mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,030,5mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,211,5mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V0,95,5mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,75µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,9µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V3,915µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.2   Statische Kennwerte für ATmega48PA

Tabelle 29-2: Statische Kennwerte für ATmega48PA bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,20,5mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,22,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V4,09mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,030,15mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,210,7mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V0,92,7mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,75µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,9µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V3,98µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.3   Statische Kennwerte für ATmega88A

Tabelle 29-3: Statische Kennwerte für ATmega88A bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,20,55mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,23,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V4,112mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,030,5mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,181,5mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V0,85,5mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,8µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,9µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V3,915µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.4   Statische Kennwerte für ATmega88PA

Tabelle 29-4: Statische Kennwerte für ATmega88PA bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,20,5mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,22,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V4,19mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,030,15mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,180,7mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V0,82,7mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,8µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,9µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V3,98µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.5   Statische Kennwerte für ATmega168A

Tabelle 29-5: Statische Kennwerte für ATmega168A bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,20,55mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,23,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V4,212mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,030,5mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,21,5mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V0,95,5mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,75µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,83µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V4,115µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.6   Statische Kennwerte für ATmega168PA

Tabelle 29-6: Statische Kennwerte für ATmega168PA bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,20,5mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,22,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V4,29mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,030,15mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,20,7mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V0,92,7mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,75µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,83µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V4,18µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.7   Statische Kennwerte für ATmega328

Tabelle 29-7: Statische Kennwerte für ATmega328 bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,30,55mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,73,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V5,212mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,040,5mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,31,5mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V1,25,5mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,8µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,9µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V4,215µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.2.8   Statische Kennwerte für ATmega328P

Tabelle 29-8: Statische Kennwerte für ATmega328P bei TA = -40 °C bis 85 °C
SymbolParameterBedingungMin.Typ.(2)Max.Einheit
ICC Strom der Stromversorgung (1) Aktiv 1 MHz, UCC = 2 V0,30,5mA
Aktiv 4 MHz, UCC = 3 V1,72,5mA
Aktiv 8 MHz, UCC = 5 V5,29mA
Idle 1 MHz, UCC = 2 V0,40,15mA
Idle 4 MHz, UCC = 3 V0,30,7mA
Idle 8 MHz, UCC = 5 V1,22,7mA
Leistung-weg-Modus (3) 32 kHz TOSC laufend, UCC = 1,8 V0,8µA
32 kHz TOSC laufend, UCC = 3 V0,9µA
Leistung-spar-Modus (3) Watchdog ein, UCC = 3 V4,28µA
Watchdog aus, UCC = 3 V0,12µA
Hinweise:
  1. Werte bei deaktivierten I/O-Modulen, d.h. PRR = 0xFF. Siehe „Minimieren des Stromverbrauchs“
  2. Typische Werte bei 25 °C
  3. Der Stromverbrauch schließt Eingangsleckströme ein.

29.3   Geschwindigkeitsbereich

Die maximale Geschwindigkeit ist abhängig von der Speisespannung UCC. Wie im Bild 1 zu sehen gibt es lineare Abschnitte zwischen 1,8 V < UCC < 2,7 V und 2,7 V < UCC < 4,5 V.
Bild 29-1: Maximale Frequenz vs. UCC

29.4   Dynamische Kennwerte

29.4.1   Genauigkeit des internen RC-Oszillators

Tabelle 29-9: Kalibriergenauigkeit des internen RC-Oszillators
FrequenzUCCTemperaturKalibriergenauigkeit
Werkskalibierung8,0 MHz3 V25 °C±10 %
Anwenderkalibrierung7,3 - 8,1 MHz1,8V - 5.5 V-40 °C - 85 °C±1 %

29.4.2   Kurvenform der Taktspeisung

Bild 29-2: Kurvenform für externen Takt

29.4.3   Externe Taktspeisung

Tabelle 29-10: Externe Taktspeisung
SymbolParameter UCC = 1,8 - 5,5 V UCC = 2,7 - 5,5 V UCC = 4,5 - 5,5 V Einheit
Min.Max.Min.Max.Min.Max.
1/tCLCLOszillatorfrequenz04010020MHz
tCLCLTaktperiode25010050ns
tCHCXHigh-Zeit1004020ns
tCLCXLow-Zeit1004020ns
tCLCHAnstiegszeit2,01,60,5µs
tCHCLAbfallzeit2,01,60,5µs
∆tCLCLWechsel der Perioden­dauer von einem Takt­zyklus zum nächsten222%

29.5   System- und Reset-Kennwerte

Tabelle 29-11: Reset-, Unterspannungsdetektor- und interne Spannungskennwerte (1)
SymbolParameterMin.Typ.Max.Einheit
UPOTSteigende Power-on-Reset-Schwellspannung1,11,41,6V
Fallende Power-on-Reset Schwellspannung (2)0,61,31,6V
SRONAnstiegsgeschwindigkeit der Speisespannung0,0110V/ms
URSTSchwellspannung am RESET-Pin0,2 UCC0,9 UCCV
tRSTMinimale Pulsbreite am RESET-Pin2,5µs
UHYSTUnterspannungsdetektor-Hysterese50mV
tBODMinimale Dauer des Spannungseinbruchs
für den Unterspannungsdetektor
2µs
UBGSpannungsreferenz: SpannungUCC = 2,7 V
TA = 25 °C
1,01,11,2V
tBGSpannungsreferenz: Hochlaufzeit4070µs
IBGSpannungsreferenz: Stromverbrauch10µA
Hinweise:
  1. Werte sind nur Richtlinien.
  2. Der Power-On-Reset funktioniert nur wenn die Speisespannung unterhalb UPOT (fallend) ist.
Tabelle 29-12: BODLEVEL-Fuse-Kodierung (1)(2)
BODLEVEL[2:0]-FusesMin. UBOTTyp. UBOTMax. UBOTEinheit
111Unterspannungsdetektor deaktiviert
1101,71,82,0V
1012,52,72,9
1004,14,34,5
011reserviert
010
001
000
Hinweise:
  1. UBOT kann niedriger als die minimale Speisespannung liegen bei einigen Chips. In solchen Fällen wird bis zu UCC = UBOT während der Produktion getestet. Das garantiert, dass der Unterspannungsdetektor anspricht, bevor UCC unter eine Spannung fällt, bei der Mikrocontroller noch korrekt arbeitet. Der Test wird bei BODLEVEL = 110, 101 und 100 ausgeführt.
  2. UBOT wird bei 25 °C und 85 °C während der Produktion getestet.

29.6   SPI-Kennwerte

Tabelle 29-13: SPI-Kennwerte
Nr.BeschreibungModusMin.Typ.Max.Einheit
1SCK-PeriodendauerMasterSiehe Tabelle 19-5ns
2SCK high/lowMaster50 % Tastverhältnis
3Anstiegs- und AbfallzeitMaster3,6
4VorhaltezeitMaster10
5NachhaltezeitMaster10
6Out to SCKMaster0,5 • tsck
7SCK to outMaster10
8SCK to out highMaster10
9SS low to outSlave15
10SCK-PeriodendauerSlave4 • tck
11SCK high/low(1)Slave2 • tck
12Rise/Fall timeSlave1600
13SetupSlave10
14HoldSlavetck
15SCK to outSlave15
16SCK to SS highSlave20
17SS high to tri-stateSlave10
18SS low to SCKSlave20
Hinweis:
  1. Im SPI-Programmiermodus beträgt die minimale SCK-High/Low-Zeit:
    • 2 tCLCL für fCK < 12 MHz
    • 3 tCLCL für fCK > 12 MHz
Bild 29-3: SPI-Timing-Erfordernisse (Master-Modus)
Bild 29-4: SPI-Timing-Erfordernisse (Slave-Modus)

29.7   TWI-Kennwerte

Tabelle 29-14: TWI-Kennwerte
SymbolParameterBedingungMin.Max.Einheit
UILInput Low-voltage-0,50,3 UCCV
UIHInput High-voltage0,7 UCCUCC + 0,5V
Uhys(1)Hysteresis of Schmitt Trigger Inputs0,05 UCC (2)V
UOL(1)Output Low-voltage3 mA sink current00,4V
tr(1)Rise Time for both SDA and SCL20 + 0,1 Cb(3)(2)300ns
tof(1)Output Fall Time from VIHmin to VILmax10 pF < Cb < 400 pF (3)20 + 0,1 Cb(3)(2)250ns
tSP(1)Spikes Suppressed by Input Filter050 (2)ns
IiInput Current each I/O Pin0,1 UCC < Vi < 0,9 UCC-1010µA
Ci(1)Capacitance for each I/O Pin10pF
fSCLSCL Clock FrequencyfCK(4) > max(16 fSCL, 250 kHz) (5)0400kHz
RpValue of Pull-up resistor fSCL ≤ 100 kHz
UCC – 0,4 V
3 mA
1000 ns
Cb
fSCL > 100 kHz
UCC – 0,4 V
3 mA
300 ns
Cb
tHD;STAHold Time (repeated) START Bedingung fSCL ≤ 100 kHz4,0µs
fSCL > 100 kHz0,6µs
tLOWLow Period of the SCL Clock fSCL ≤ 100 kHz4,7µs
fSCL > 100 kHz1,3µs
tHIGHHigh period of the SCL clock fSCL ≤ 100 kHz4,0µs
fSCL > 100 kHz0,6µs
tSU;STASet-up time for a repeated START condition fSCL ≤ 100 kHz4,7µs
fSCL > 100 kHz0,6µs
tHD;DATData hold time fSCL ≤ 100 kHz03,45µs
fSCL > 100 kHz00,9µs
tSU;DATData setup time fSCL ≤ 100 kHz250ns
fSCL > 100 kHz100ns
tSU;STOSetup time for STOP condition fSCL ≤ 100 kHz4,0µs
fSCL > 100 kHz0,6µs
tBUFBus free time between a STOP and START condition fSCL ≤ 100 kHz4,7µs
fSCL > 100 kHz1,3µs
Hinweise:
  1. This parameter is characterized and not 100% tested.
  2. Required only for fSCL > 100kHz.
  3. Cb = capacitance of one bus line in pF.
  4. fCK = CPU clock frequency
  5. This requirement applies to all 2-wire Serial Interface operation. Other devices connected to the 2-wire Serial Bus need only obey the general fSCL requirement.
Bild 29-5: Zweidraht-Bus-Zeitverhalten

29.8   ADU-Kennwerte

Tabelle 29-15: Kennwerte des Analog-Digital-Wandlers
SymbolParameterBedingungMin.Typ.MaxEinheit
Auflösung10Bits
Absolute accuracy
(Including INL, DNL,
quantization error,
gain and offset error)
UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 200kHz2LSB
UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 1MHz4.5LSB
UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 200kHz
Noise Reduction Mode
2LSB
UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 1MHz
Noise Reduction Mode
4.5LSB
Integral Non-Linearity (INL) UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 200kHz0.5LSB
Differential Non-Linearity (DNL) UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 200kHz0.25LSB
Gain Error UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 200kHz2LSB
Offset Error UREF = 4V, VCC = 4V, ADC clock = 200kHz2LSB
Conversion Time Free Running Conversion13260µs
Clock Frequency501000kHz
AUCC(1) Analog Supply VoltageUCC - 0.3UCC + 0.3V
UREFReference Voltage1.0AUCCV
UINInput VoltageGNDUREFV
Eingangsbandbreite38.5kHz
UINTInternal Voltage Reference1.01.11.2V
RREFReference Input Resistance32kΩ
RAINAnalog Input Resistance100MΩ
Hinweis:
  1. AUCC absolute min./max: 1.8V/5.5V

28.9   Kennwerte bei Paralleler Programmierung

Tabelle 29-16: Kennwerte der Parallelen Programmierung, UCC = 5 V ± 10 %
SymbolParameterMin.Typ.Max.Einheit
UPPSpannung zur Programmierfreigabe11.512.5V
IPPStrom der Programmierfreigabe250μA
tDVXHVorhaltezeit Daten und Steuersignale vor XTAL1 High67ns
tXLXHVorhaltezeit XTAL1 Low bis XTAL1 High200ns
tXHXLPulsbreite XTAL1 High150ns
tXLDXNachhaltezeit Daten und Steuersignale nach XTAL1 Low67ns
tXLWLVorhaltezeit XTAL1 Low bis WR Low0ns
tXLPHVorhaltezeit XTAL1 Low bis PAGEL high0ns
tPLXHVorhaltezeit PAGEL low bis XTAL1 high150ns
tBVPHVorhaltezeit BS1 Valid bis PAGEL High67ns
tPHPLPulsbreite PAGEL High150ns
tPLBXNachhaltezeit BS1 nach PAGEL Low67ns
tWLBXNachhaltezeit BS2/1 nach WR Low67ns
tPLWLVorhaltezeit PAGEL Low bis WR Low67ns
tBVWLVorhaltezeit BS1 Valid bis WR Low67ns
tWLWHPulsbreite WR Low150ns
tWLRLReaktionszeit WR Low bis RDY/BSY Low01μs
tWLRHReaktionszeit WR Low bis RDY/BSY High(1)3,74,5ms
tWLRH_CEVorhaltezeit WR Low bis RDY/BSY High für Chip Löschen(2)7,59ms
tXLOLVorhaltezeit XTAL1 Low bis OE Low0ns
tBVDVReaktionszeit BS1 gültig bis DATA gültig0250ns
tOLDVReaktionszeit OE Low bis DATA gültig250ns
tOHDZReaktionszeit OE High bis DATA hochohmig250ns
Hinweise:
  1. tWLRH gilt für die Kommandos Flash schreiben, EEPROM schreiben, Fusebits schreiben und Sperrbits schreiben.
  2. tWLRH_CE gilt für das Kommando Chip Löschen.
Bild 29-6: Zeiten der Parallelen Programmierung, inklusive einiger allgemeiner Zeitgrenzen
Bild 29-7: Zeiten der Parallelen Programmierung, Ladesequenz mit Zeitgrenzen(1)
Hinweis:
  1. Die Zeitgrenzen im Bild 29-6 (bspw. tDVXH, tXHXL und tXLDX) gelten auch für die Ladesequenz.
Bild 29-8: Zeiten der Parallelen Programmierung, Lesesequenz (innerhalb einer Seite) mit Zeitgrenzen(1)
Hinweis:
  1. Die Zeitgrenzen im Bild 29-6 (bspw. tDVXH, tXHXL und tXLDX) gelten auch für die Lesesequenz.