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Hochempfindliche
Phototransistoren für sichtbares Licht lassen sich kostengünstig
und ohne zusätzliche Prozessebenen mit dem Hochvoltprozess ModuS U6
von PREMA in Mixed-Signal-ASICs integrieren. Die Phototransistoren
LS21 und LS31 bieten eine spektrale Empfindlichkeit mit einem
Maximum im sichtbaren Bereich bei etwa 610 nm. Der LS21 basiert auf
einem Super-Beta-Transistor mit hoher Verstärkung, wodurch eine
hohe Empfindlichkeit auch bei kleinsten Lichtsignalen erreicht wird.
Die spektrale Empfindlichkeit bei 610 nm beträgt etwa 540 A/W. Der
LS31 basiert auf einem Standardtransistor mit einer Empfindlichkeit
von 70 A/W. Beide Phototransistoren zeigen selbst bei kleinen zu
detektierenden Lichtstärken eine sehr gute Linearität.
Datenblatt
Phototransistoren
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Der Lichtsensor SE15L ist eine Kombination aus vier LS21 und einer
Differenzstufe. Hier werden vier Phototransistoren in einer
Quadsplitanordnung platziert, um einen optimalen Gleichlauf aller
Transistoren zu garantieren. Zwei diagonal gegenüberliegende
Transistoren sind mit Metall abgedeckt. Diese Differenzstufe
verstärkt somit den zur Lichtstärke proportionalen Strom
abzüglich des Dunkelstroms. Sehr kleine Lichtstärken von unter 1
Lux lassen sich mit dem SE15L selbst bei Chiptemperaturen von 120°C
noch sehr gut nachweisen. Mit diskreten Elementen wäre eine
Kompensation des Dunkelstroms nur begrenzt möglich, da der
Gleichlauf der einzelnen Phototransistoren in der Regel wesentlich
schlechter ist.
Im ModuS U6 Prozess für kundenspezifische Schaltkreise lassen sich
Phototransistoren kostengünstig herstellen. Denn selbst bei großen
lichtempfindlichen Flächen ist die Zahl der Defekte sehr klein und
somit die Ausbeute hoch. Durch Verwendung von
Super-Beta-Transistoren läßt sich eine hohe Empfindlichkeit mit
vergleichsweise kleiner Fläche erreichen. Die Kombination aus
Fotosensor und analog/digitaler Auswerteschaltung auf einem Chip
ermöglicht einen hohen Grad an Systemintegration und eignet sich
damit für zahlreiche Anwendungen, z.B. in Konsumeranwendungen oder
im Automotive-Bereich.
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