光传感器类型
最简单的光传感器是光敏电阻,可以通过两个终端之间的通道来对其鉴别。低端版本使用CdS(硫化镉)制造,而比较昂贵的类型则使用GaAs制造。GaAs 的能带隙较小,使其能够吸收红外光中的低能光子,使电子跃迁到传导带。参考元件的数据显示,其照度范围是1~100lux,但具有各种阻值。
各种可用传感器提供了多种性价比选择。
光电二极管的复杂性更高一些。光子轰击半导体结,产生电流。为了充分发挥作用,光电二极管应该反偏压。偏压直接转化成操作质量,因较大的反偏压可以提高速度和线性度,同时还可以提高暗电流和散粒噪声(shotnoise)。光将产生正向电流,降低反偏电流。可以为光电二极管增加外部电路,使I-V曲线线性化,以放大信号和允许实现失效功能。
光电晶体管的一般特点与光电二极管一样,增加了放大特点。它要求更大的偏流,但与电流相伴的噪声迫使传感器的灵敏度转向更高的lux范围,即1k~100klux(而不是7k~50klux)。响应时间与光电二极管相似,可以利用偏流进行调整。电流也可以随探测到的信号水平进行变化。光电晶体管能够粗糙地确定环境光线水平,如室内/室外、白天/夜间和明亮光线/阴影,这类器件也需要外部电路以校准输出信号,并包括一个启用功能。
元件尺寸的不断缩小,使得人们能够设计出集成式器件,如EL7900。该器件将一个光敏电阻和一个互阻放大器放置在一个封装之中。采用这种组合可以缩短引线长度,并使放大器输入中的寄生电容最小,这是实现噪声最小、频率响应高和方便性的理想条件。低噪声特性可以把传感器的灵敏度扩展到1lux,同时保持上限在100lux。功耗仍然取决于感应到的光量,1,000lux时电流为 0.9mA。为了节省电力,采用了一个省电(power-down)引脚。除数码相机外,该器件适用于许多场合。
更进一步的集成体现在ISL29001这样的器件上,它是面向光感应和校准的套装解决方案。这种温度补偿光传感器是一种PIN二极管。在进入一个高通滤波器之前,该传感器的输出经过校准并送入一个放大器之中,以消除60Hz噪声。在经过滤波器之后,一个模数转换器(ADC)和I2C接口提供输出信号。
利用ADC具有两个好处,一是功耗可以保持不变,二是能达到15bit的分辨率。实际上,其电流消耗低于表中所有其它的有源器件。ADC具有一个内部 327.6kHz时钟,把该器件的响应时间设定在100ms。甚至在延迟增加的情况下,串行15bit输出信号也使得该传感器适用于比较广泛的应用。
光传感器类型
最简单的光传感器是光敏电阻,可以通过两个终端之间的通道来对其鉴别。低端版本使用CdS(硫化镉)制造,而比较昂贵的类型则使用GaAs制造。GaAs 的能带隙较小,使其能够吸收红外光中的低能光子,使电子跃迁到传导带。参考元件的数据显示,其照度范围是1~100lux,但具有各种阻值。
各种可用传感器提供了多种性价比选择。
光电二极管的复杂性更高一些。光子轰击半导体结,产生电流。为了充分发挥作用,光电二极管应该反偏压。偏压直接转化成操作质量,因较大的反偏压可以提高速度和线性度,同时还可以提高暗电流和散粒噪声(shotnoise)。光将产生正向电流,降低反偏电流。可以为光电二极管增加外部电路,使I-V曲线线性化,以放大信号和允许实现失效功能。
光电晶体管的一般特点与光电二极管一样,增加了放大特点。它要求更大的偏流,但与电流相伴的噪声迫使传感器的灵敏度转向更高的lux范围,即1k~100klux(而不是7k~50klux)。响应时间与光电二极管相似,可以利用偏流进行调整。电流也可以随探测到的信号水平进行变化。光电晶体管能够粗糙地确定环境光线水平,如室内/室外、白天/夜间和明亮光线/阴影,这类器件也需要外部电路以校准输出信号,并包括一个启用功能。
元件尺寸的不断缩小,使得人们能够设计出集成式器件,如EL7900。该器件将一个光敏电阻和一个互阻放大器放置在一个封装之中。采用这种组合可以缩短引线长度,并使放大器输入中的寄生电容最小,这是实现噪声最小、频率响应高和方便性的理想条件。低噪声特性可以把传感器的灵敏度扩展到1lux,同时保持上限在100lux。功耗仍然取决于感应到的光量,1,000lux时电流为 0.9mA。为了节省电力,采用了一个省电(power-down)引脚。除数码相机外,该器件适用于许多场合。
更进一步的集成体现在ISL29001这样的器件上,它是面向光感应和校准的套装解决方案。这种温度补偿光传感器是一种PIN二极管。在进入一个高通滤波器之前,该传感器的输出经过校准并送入一个放大器之中,以消除60Hz噪声。在经过滤波器之后,一个模数转换器(ADC)和I2C接口提供输出信号。
利用ADC具有两个好处,一是功耗可以保持不变,二是能达到15bit的分辨率。实际上,其电流消耗低于表中所有其它的有源器件。ADC具有一个内部 327.6kHz时钟,把该器件的响应时间设定在100ms。甚至在延迟增加的情况下,串行15bit输出信号也使得该传感器适用于比较广泛的应用。
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