采用小型封裝的光傳感器多種多樣,而且價格合理。數(shù)十年來,無源器件一直活躍市場,隨著光敏電阻、光電二極管及光電晶體管等變得越來越普通和便宜,它們被從夜間照明燈到數(shù)碼相機的眾多消費產(chǎn)品廣泛采用。而登場不久的集成器件把一個光電晶體管或光電二極管與電流放大器集成起來,以實現(xiàn)片上校準(zhǔn)、過濾和更高的分辨率。當(dāng)分辨率較高時,低光能力、電源抑制等功能發(fā)揮作用,這類器件正在擴大環(huán)境光傳感器的應(yīng)用范圍和有效性。
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#jQFyOh V)$!WPL@ 光傳感器類型
y_X6{}Ke yF)o_OA[uR 最簡單的光傳感器是光敏電阻,可以通過兩個終端之間的通道來對其鑒別。低端版本使用CdS(硫化鎘)制造,而比較昂貴的類型則使用GaAs制造。GaAs的能帶隙較小,使其能夠吸收紅外光中的低能光子,使電子躍遷到傳導(dǎo)帶。參考元件的數(shù)據(jù)顯示,其照度范圍是1~100lux,但具有各種阻值。
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Kkpp- ~Ntk-p 各種可用傳感器提供了多種性價比選擇。
$|$@?H>K >S5J^c 光電二極管的復(fù)雜性更高一些。光子轟擊半導(dǎo)體結(jié),產(chǎn)生電流。為了充分發(fā)揮作用,光電二極管應(yīng)該反偏壓。偏壓直接轉(zhuǎn)化成操作質(zhì)量,因較大的反偏壓可以提高速度和線性度,同時還可以提高暗電流和散粒噪聲(shotnoise)。光將產(chǎn)生正向電流,降低反偏電流。可以為光電二極管增加外部電路,使I-V曲線線性化,以放大信號和允許實現(xiàn)失效功能。
y0%@^^-Ru d4y#n=HnnV 光電晶體管的一般特點與光電二極管一樣,增加了放大特點。它要求更大的偏流,但與電流相伴的噪聲迫使傳感器的靈敏度轉(zhuǎn)向更高的lux范圍,即1k~100klux(而不是7k~50klux)。響應(yīng)時間與光電二極管相似,可以利用偏流進(jìn)行調(diào)整。電流也可以隨探測到的信號水平進(jìn)行變化。光電晶體管能夠粗糙地確定環(huán)境光線水平,如室內(nèi)/室外、白天/夜間和明亮光線/陰影,這類器件也需要外部電路以校準(zhǔn)輸出信號,并包括一個啟用功能。
:H}iL* 9*" 元件尺寸的不斷縮小,使得人們能夠設(shè)計出集成式器件,如EL7900。該器件將一個光敏電阻和一個互阻放大器放置在一個封裝之中。采用這種組合可以縮短引線長度,并使放大器輸入中的寄生電容最小,這是實現(xiàn)噪聲最小、頻率響應(yīng)高和方便性的理想條件。低噪聲特性可以把傳感器的靈敏度擴展到1lux,同時保持上限在100lux。功耗仍然取決于感應(yīng)到的光量,1,000lux時電流為0.9mA。為了節(jié)省電力,采用了一個省電(power-down)引腳。除數(shù)碼相機外,該器件適用于許多場合。
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