Nowa technologia fotodiod

ActLight zaprezentowała swoją najnowszą technologię Dynamic Photodiode (DPD). Ma to być przełom technologiczny związany z wykrywaniem i pomiarem światła. Łączyć ma to co najlepsze z obu powszechnie stosowanych (i starych już) technologii fotodiod: klasycznej konstrukcji fotodiody oraz fotodiod lawinowych. Tradycyjne fotodiody operować mogą przy niskim napięciu, dzięki czemu są komponentami energooszczędnymi. Jednak na wyjściu otrzymujemy również bardzo mały prąd, który wymaga odpowiedniego wzmocnienia, by był użyteczny. Jest to ponadto sytuacja bardzo podatna na zakłócenia i szumy. Zakłócenia i szumy są szczególnie niekorzystne w przypadku słabego oświetlenia, czyli wykrywania światła o bardzo małym natężeniu. Powstałe zakłócenia mogą niekorzystnie wpływać przez to na działanie końcowej aplikacji i urządzenia. Tej wady pozbawione są fotodiody lawinowe. Cechują się dużo lepszą czułością dzięki ich konstrukcji, która stanowi już sama w sobie element wzmacniający. Jednak wadą jest konieczność stosowania dużego napięcia, przez co komponenty takie nie są wykorzystywane w małych, energooszczędnych urządzeniach przenośnych. Zamiast korzystać ze stałego napięcia DC, komponenty w technologii DPD korzystają z napięcia impulsowego. Na wyjściu otrzymujemy stosunkowo wysokie, łatwo mierzalne natężenie prądu, nieco opóźnione względem impulsu napięciowego. To właśnie ten czas, czyli opóźnienie, informuje nas o wykryciu światła o danym natężeniu. Aby więc określić natężenie światła należy zmierzyć jedynie czas opóźnienia, zamiast wartości natężenia prądu. Pomiar staje się tym samym dokładniejszy i mniej wrażliwy na zakłócenia powstałe np. na skutek szumów. Z tego też względu, dzięki mocnemu sygnałowi na wyjściu, komponenty DPD nie wymagają stosowania dodatkowych wzmacniaczy operacyjnych. Mogą być bezpośrednio podpięte pod układy cyfrowe, takie jak MCU - jest to dodatkowa korzyść. Oszczędzamy na ilości komponentów, które zajmują miejsce i zużywają dodatkowe ilości energii. Fotodiody DPD produkowane mogą być z wykorzystaniem standardowych procesów CMOS. Ich budowa ma być stosunkowo prosta i mogą być wbudowane w różnego rodzaju układy i komponenty. Jak podaje producent, brak konieczności stosowania złożonych układów analogowych dodatkowo zmniejsza zajmowaną powierzchnię i pozwala zredukować BOM. Zastosowaniem mogłyby być aplikacje wykrywania gestów i biometryczne, takie jak np. pomiar tętna. Dzięki większej precyzji, w przypadku tego typu sensorów, czujniki tętna potrzebować będą 7-krotnie mniej światła, a to wpłynie na dłuższą pracę urządzenia. Technologia ta świetnie odnajdzie się także w innych, większych aplikacjach, takich jak Lidar, czy też sensory obrazu w urządzeniach mobilnych, jak również w sensorach ToF. Możliwości jest wiele. Technologia DPD ma więc sporo zalet. Może stanowić niemałą rewolucję w wielu różnych aplikacjach, zwłaszcza tych mobilnych. Technologia pozwoli oszczędzić miejsce, zmniejszyć zużycie energii, a także wyraźnie zwiększyć precyzję pomiarową.