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확인 감사합니다. 질문 주신 내용이 맞습니다.
현재 강의 코드에서는 부호 비트만 제거하는 단순화된 방식으로 처리되고 있어, 설명드린 내용과 완전히 일치하지 않는 부분이 있습니다.

정확히 확인하지 못한 채 설명드려 혼란을 드린 점 죄송합니다. 좋은 지적 감사합니다.
LM75A의 음수 온도 데이터는 단순히 부호 비트만 제외하는 방식이 아니라, 전체 값을 기준으로 2의 보수 처리해야 하기 때문에 아래와 같이 수정하면 영하 데이터도 올바르게 처리할 수 있습니다.

int isNeg = 0;

if (raw[0] & 0x80)
{
    isNeg = 1;
}

int16_t data = (raw[0] << 8 | raw[1]) >> 5;
float temperature;

if (isNeg)
{
    data |= 0xF800; //음수의 경우 상위 비트를 1로 채워 sign extension 진행
    data = ~data + 1; //2의 보수 처리 : 비트를 반전(~)하고 1을 더해서 절대값으로 변환
    temperature = data * -0.125; // 최종 온도값은 음수이므로 -0.125를 곱해서 적용
}
else
{
    temperature = data * 0.125; // 최종 온도값이 양수이므로 0.125를 곱해서 적용
}

printf("Temperature : %f\n", temperature);

강의 내용도 해당 부분을 수정해서 다 업로드 하겠습니다.