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Oct 31, 2023

Em vez de detectores PIR, o novo sensor IR da ST usa transistores térmicos

A STMicroelectronics anunciou recentemente um novo sensor IR usando MOSFETs térmicos (TMOS) no lugar de lentes e pixels IR passivos. ST afirma que a economia de espaço proporcionada pela tecnologia TMOS pode ajudar

A STMicroelectronics anunciou recentemente um novo sensor IR usando MOSFETs térmicos (TMOS) no lugar de lentes e pixels IR passivos. A ST afirma que a economia de espaço proporcionada pela tecnologia TMOS pode ajudar os projetistas a melhorar o desempenho e conservar o espaço da placa para projetos densamente integrados.

Os detectores IR modernos existem desde a década de 1960, ocupando um lugar popular entre os amadores por sua simples implementação como sensores de movimento. Embora a tecnologia PIR tradicional exija movimento para detectar alvos, os sensores baseados em TMOS podem realizar a detecção de presença mesmo quando os alvos estão estacionários.

Este artigo se aprofunda nos detalhes técnicos do novo sensor IR TMOS da ST, o STHS34PF80, e como ele pode ser usado em novas aplicações.

No coração do STHS34PF80 estão vários transistores TMOS para detecção de IR. Cada transistor (construído em um processo SOI) opera na região sublimiar, tornando a corrente da fonte de drenagem extremamente dependente da temperatura. Como tal, qualquer alteração na quantidade de radiação IR absorvida na porta do transistor (produzida por qualquer objeto quente) pode determinar a presença ou movimento de um alvo de forma bastante confiável.

A operação sublimiar dos transistores TMOS cria uma corrente de fonte de drenagem baixa (em comparação com outras regiões de operação) que conserva a energia geral e melhora a sensibilidade. Os sensores PIR típicos requerem uma lente Fresnel para focar radiação IR suficiente e criar uma resposta mensurável. O STHS34PF80, porém, pode operar sem lente, demonstrando sua sensibilidade.

Além do hardware de detecção IR, o circuito de leitura digital é integrado usando a tecnologia SOI CMOS da ST, resultando em um tamanho geral de pacote extremamente pequeno. Essa integração densa, combinada com a operação sem lente, torna o sensor uma ferramenta valiosa para reduzir ainda mais os sensores.

A ST identificou diversas aplicações que podem se beneficiar do novo sensor, como alarmes de segurança, monitoramento de ocupação e iluminação e eletrodomésticos inteligentes.

Sem lente, o campo de visão (FOV) de 80 graus do sensor atinge um alcance de 4 m. Um filtro passa-banda óptico na entrada garante que as condições de luz ambiente não afetarão a capacidade de detecção.

Se os designers precisarem de um alcance ou FOV ainda maior, eles poderão integrar lentes Fresnel personalizadas ou comerciais para aumentar o desempenho. A ST lançou a produção do sensor junto com uma placa de avaliação compatível que os projetistas podem usar para testar o desempenho do sensor em cenários específicos de aplicação.