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选择光传感器要看六大指标
xiao_xiao1 发表于 2009/7/31 12:23:18 499 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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采用环境光传感器的系统产品能够提供更舒适的显示质量。这对于某些应用非常重要。例如，汽车仪表盘要求在所有环境光条件下都能达到清晰的显示效果。在白天，用户需要最大的亮度来实现最佳的可见度，但是这种亮度在夜间则显得太刺眼了。
光传感器给便携式应用带来了很多好处。带有光传感器的系统，能够自动检测条件变化并调节显示器的设置，以保证显示器处于最佳的亮度，进而降低总体功耗。例如，移动电话、笔记本电脑以及数码相机，通过采用环境光传感器可以自动进行显示器的亮度控制，从而延长电池的寿命。
光电二极管是最佳实现方式
光传感器包括光敏电阻、光电晶体管或光电二极管等几种。其中，最简单的光传感器是光敏电阻。低端光敏电阻由CdS(硫化镉)材料制造，而比较昂贵的光敏电阻由GaAs材料制造。GaAs的能带间隙较小。它能够吸收红外光中的低能光子，并使电子跃迁到传导带。其照度范围从1勒克斯～100勒克斯。
光电二极管的复杂性要高一些。光子轰击半导体结，产生电流。要给光电二极管施加反向偏压。较大的反向偏压可以提高传感器的感应速度和线性度，但也提高了传感器的暗电流和散粒噪声(shotnoise)。光子轰击半导体结，将产生正向电流，降低反向偏压电流。在设计中，可以为光电二极管增加外部电路，使I-V曲线线性化。
光电晶体管的一般特点与光电二极管一样，但增加了放大功能。它需要更大的偏置电流，但与电流相伴的噪声迫使传感器的灵敏度转向更高的勒克斯范围，即1000勒克斯～10万勒克斯。光电晶体管的检测响应时间与光电二极管相似，并可以利用偏置电流进行调整。偏置电流也可以随探测到的信号水平进行变化。光电晶体管能够粗略地确定环境光线水平，如室内/室外、白天/夜间以及明亮光线/阴影等状态，因此，需要外部电路对输出信号进行校准。
目前，基于IC的单片光电二极管是光传感器最好的实现方式之一。光电二极管由单晶硅制造而成。一个典型的传感器应用组件包括一个光电二极管、一个电流放大器和一个无源低通滤波器。对于终端用户来说，能够将所有这些器件集成到一个小型封装中非常重要。
光传感器六大指标
选择光传感器时，最重要的一点是理解哪项规格参数是最为关键的。一般来说，在选择一个光传感器时，需要着重考虑的因素包括光谱响应/IR抑制、最大勒克斯数、光敏度、集成的信号调节功能、功耗以及封装大小等6个重要规格。这6个规格的具体描述如下：
1、光谱响应/IR抑制：环境光传感器应该仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。
2、最大勒克斯数：大多数应用为1万勒克斯。
3、光敏度：根据光传感器的镜片类别，光线通过镜片后，光衰减可以在25%-50%之间。低光敏度非常关键(<5勒克斯)，必须选择可以在这个范围内工作的光传感器。
4、集成的信号调节功能(即放大器和ADC)：一些传感器可能提供非常小的封装，但是却需要一个外部放大器或无源元件来获取所需的输出信号。具有更高集成度的光传感器省去了外部元件(ADC、放大器、电阻器、电容器等)，具有更多的优势。
5、功耗：对于要承受高勒克斯(>1万勒克斯)的光传感器来说，最好采用非线性模拟输出或数字输出。
6、封装大小：对于大多数应用来说，封装都是越小越好。现在可提供的较小封装尺寸约为2.0mm×2.1mm。而尺寸为1.3mm×1.5mm的4引脚封装则是下一代封装。
一旦确定了上述重要规格参数，下一个需要考虑的问题就是哪类输出信号有助于目标应用的实现。
对于大多数光传感器来说，最常见的输出为线性模拟输出。虽然这一输出对于一些应用非常适合，但现在产品提供更多的输出选项，包括线性电压输出、数字输出(通过I2C接口)或者非线性电流或电压输出。每种输出都具有一定的优势。