Al posto dei rilevatori PIR, il nuovo sensore IR della ST utilizza transistor termici

STMicroelectronics ha recentemente annunciato un nuovo sensore IR che utilizza MOSFET termici (TMOS) al posto di lenti e pixel IR passivi. La ST sostiene che il risparmio di spazio offerto dalla tecnologia TMOS potrebbe aiutare i progettisti a migliorare le prestazioni e a conservare lo spazio sulla scheda per progetti densamente integrati.

I moderni rilevatori IR esistono dagli anni '60 e occupano un posto popolare tra gli hobbisti per la loro semplice implementazione come sensori di movimento. Mentre la tecnologia PIR tradizionale richiede il movimento per rilevare i bersagli, i sensori basati su TMOS possono effettuare il rilevamento della presenza anche quando i bersagli sono fermi.

Questo articolo approfondisce i dettagli tecnici del nuovo sensore IR TMOS della ST, STHS34PF80, e come può essere utilizzato in nuove applicazioni.

Il cuore dell'STHS34PF80 sono molteplici transistor TMOS per il rilevamento IR. Ogni transistor (costruito su un processo SOI) opera nella regione sottosoglia, rendendo la corrente drain-source estremamente dipendente dalla temperatura. Pertanto, qualsiasi cambiamento nella quantità di radiazione IR assorbita al gate del transistor (prodotta da qualsiasi oggetto caldo) può determinare la presenza o il movimento di un bersaglio in modo abbastanza affidabile.

Il funzionamento sottosoglia dei transistor TMOS crea una bassa corrente drain-source (rispetto ad altre regioni operative) che conserva la potenza complessiva e migliora la sensibilità. I tipici sensori PIR richiedono una lente di Fresnel per focalizzare una quantità sufficiente di radiazione IR e creare una risposta misurabile. L'STHS34PF80, invece, può funzionare senza obiettivo, dimostrando la sua sensibilità.

Oltre all'hardware di rilevamento IR, è integrato un circuito di lettura digitale che utilizza la tecnologia SOI CMOS della ST, garantendo dimensioni complessive del package estremamente ridotte. Questa fitta integrazione, combinata con il funzionamento senza lenti, rende il sensore uno strumento prezioso per rimpicciolire ulteriormente i sensori.

La ST ha identificato diverse applicazioni che potrebbero trarre vantaggio dal nuovo sensore, come allarmi di sicurezza, monitoraggio dell'occupazione, illuminazione ed elettrodomestici intelligenti.

Senza obiettivo, il campo visivo (FOV) di 80 gradi del sensore raggiunge una portata di 4 m. Un filtro ottico passa-banda all'ingresso garantisce che le condizioni di luce ambientale non influiscano sulla capacità di rilevamento.

Se i progettisti necessitano di una portata o di un FOV ancora più ampio, possono integrare lenti Fresnel personalizzate o commerciali per migliorare le prestazioni. La ST ha avviato la produzione del sensore insieme a una scheda di valutazione compatibile che i progettisti possono utilizzare per testare le prestazioni del sensore in scenari specifici dell'applicazione.