意法 | ST TMOS熱敏紅外傳感器: 精準檢測人員存在和移動(dòng)

芻狗

意法半導發(fā)布新型人體存在和移動(dòng)檢測芯片。STHS34PF80是一款帶有微加工熱敏晶體管（TMOS）的高集成度、超低功耗的紅外（IR）傳感器，可取代傳統的被動(dòng)紅外（PIR）傳感技術(shù)，提升安保監視系統、家庭自動(dòng)化設備和物聯(lián)網(wǎng)設備等場(chǎng)景的的監測性能。

傳統的PIR傳感器只有在被檢測物體移動(dòng)時(shí)才能產(chǎn)生可測量的響應信號。而STHS34PF80傳感器內置熱敏晶體管，因此能夠檢測到靜止物體。此外，PIR傳感器感知移動(dòng)物體需要Fresnel透鏡，而意法半導體的新探測器則采用了一個(gè)更簡(jiǎn)單的無(wú)透鏡的結構。

意法半導體AMS MEMS子產(chǎn)品部總經(jīng)理Simone Ferri表示：“今天的智能家居、智能建筑和物聯(lián)網(wǎng)需要精確的人員存在檢測功能，以提升照明、供暖、安保、安全監控等系統的控制能力，打造一個(gè)可持續發(fā)展的未來(lái)。ST的新型STHS34PF80是一款經(jīng)濟實(shí)惠的超低功耗傳感器，不管被檢測到的人員是否在建筑內移動(dòng)，都能確保建筑自動(dòng)化系統的運行始終如一，不受干擾。此外，這款新產(chǎn)品還創(chuàng )新地將CMOS芯片制造工藝、硅微加工技術(shù)和低壓電路設計能力整合在一起�！辟I(mǎi)元器件現貨上唯樣商城！

STHS34PF80嵌入了人員存在和移動(dòng)檢測智能算法，目標應用有警報安保系統、家庭自動(dòng)化、智能照明、物聯(lián)網(wǎng)設備、智能儲物柜和智能可視對講系統。無(wú)透鏡四米檢測距離和80°視場(chǎng)角可覆蓋傳感器前方大部分區域。工作電流為10µA，功耗低于傳統PIR，以3.2mm x 4.2mm x 1.455mm貼裝封裝，結構緊湊，適用于自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)高速組裝。該傳感器的抗直射光線(xiàn)干擾和電磁干擾（EMI）的能力很強。

ST提供的傳感器評估板STEVAL-MKI231KA可幫用戶(hù)簡(jiǎn)化STHS34PF80的測試開(kāi)發(fā)過(guò)程。開(kāi)發(fā)人員只需把這塊子板插接到X-NUCLEO-IKS01A3或STEVAL-MKI109V3主板上，就可以用意法半導體的Unico-GUI圖形界面軟件對這款紅外傳感器進(jìn)行配置，開(kāi)始一個(gè)簡(jiǎn)化的測量流程。在GitHub上可以找到STHS34PF80的驅動(dòng)程序。此外，X-CUBE-MEMS1軟件包中還有一個(gè)現成的軟件庫，用于補償、檢測人或物體存在。用戶(hù)可以先快速運行簡(jiǎn)單的應用程序，用STHS34PF80測量，測試結果，然后開(kāi)始創(chuàng )建一個(gè)新應用程序。

詳細技術(shù)信息STHS34PF80采用意法半導體成熟可靠的絕緣體上硅（SOI）CMOS技術(shù)，在同一芯片上高效集成熱敏MOSFET（TMOS）晶體管以及數字讀出電路。TMOS熱敏器件對入射到晶體管柵極的紅外輻射的加熱效應很敏感。SOI的架構利用意法半導體成熟的MEMS（微機電系統）工藝簡(jiǎn)化了微機械加工過(guò)程，對TMOS晶體管進(jìn)行熱隔離，確保溫度感測的準確度。
  TMOS的電源電壓低于使晶體管完全導通所需的閾值電壓。在這種亞閾狀態(tài)下，漏極-源極電流高度依賴(lài)溫度，能夠對極低的紅外輻射做出反應，產(chǎn)生可以準確測量的電壓信號。這個(gè)物理特性使傳感器能夠通過(guò)紅外輻射檢測人的存在，與人是在移動(dòng)還是靜止無(wú)關(guān)。  
亞閾工作模式的另一個(gè)好處是晶體管的功耗很低，基于STHS34PF80的傳感器的電池續航時(shí)間更長(cháng)，因此需要的充電次數或電池數量更少。此外，標準CMOS制造技術(shù)能夠確保晶圓成本效益和良率，同時(shí)利用亞微米晶體管可以降低傳感器的尺寸。這與PIR傳感器不同，PIR傳感器的靈敏度可能取決于熱電像素的大小。此外，片上集成的數字接口可以直接連接主機，無(wú)需外加模擬前端電路。  
STHS34PF80現已量產(chǎn)，采用10引腳柵格陣列（LGA）封裝。