來源：意法半導體

帶有微加工熱敏晶體管的高集成度、超低功耗傳感器可取代傳統的被動紅外探測器

近日，服務多重電子應用領域、全球排名前列的半導體公司意法半導體發布新型人體存在和移動檢測芯片，可提升傳統使用被動紅外(PIR)傳感技術的安保監視系統、家庭自動化設備和物聯網設備的監測性能。

傳統的PIR傳感器只有在被檢測物體移動時才能產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傳感器感知移動物體需要Fresnel透鏡，而意法半導體的新探測器則采用了一個更簡單的無透鏡的結構。

意法半導體AMS MEMS子產品部總經理Simone Ferri表示：“今天的智能家居、智能建筑和物聯網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，打造一個可持續發展的未來。ST的新型STHS34PF80是一款經濟實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，都能確保建筑自動化系統的運行始終如一，不受干擾。此外，這款新產品還創新地將CMOS芯片制造工藝、硅微加工技術和低壓電路設計能力整合在一起。”

STHS34PF80嵌入了人員存在和移動檢測智能算法，目標應用有警報安保系統、家庭自動化、智能照明、物聯網設備、智能儲物柜和智能可視對講系統。無透鏡四米檢測距離和80°視場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，適用于自動化生產線高速組裝。該傳感器的抗直射光線干擾和電磁干擾（EMI）的能力很強。

ST提供的傳感器評估板STEVAL-MKI231KA可幫用戶簡化STHS34PF80的測試開發過程。開發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行配置，開始一個簡化的測量流程。在GitHub上可以找到STHS34PF80的驅動程序。此外，X-CUBE-MEMS1軟件包中還有一個現成的軟件庫，用于補償、檢測人或物體存在。用戶可以先快速運行簡單的應用程序，用STHS34PF80測量，測試結果，然后開始創建一個新應用程序。

詳細技術信息

STHS34PF80采用意法半導體成熟可靠的絕緣體上硅(SOI) CMOS技術，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）工藝簡化了微機械加工過程，對TMOS晶體管進行熱隔離，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。在這種亞閾狀態下，漏極-源極電流高度依賴溫度，能夠對極低的紅外輻射做出反應，產生可以準確測量的電壓信號。這個物理特性使傳感器能夠通過紅外輻射檢測人的存在，與人是在移動還是靜止無關。

亞閾工作模式的另一個好處是晶體管的功耗很低，基于STHS34PF80的傳感器的電池續航時間更長，因此需要的充電次數或電池數量更少。此外，標準CMOS制造技術能夠確保晶圓成本效益和良率，同時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，無需外加模擬前端電路。

STHS34PF80現已量產，采用10引腳柵格陣列(LGA)封裝。

審核編輯 黃宇