MLX90255-BC 线性光学阵列 特点和好处 传感器-元件放置 (1 测试像素, 128 真实像素和 1 测试像素) 传感器间距 高线性度和均匀度， 在 256 亮度色标 (8 位) 应用时 高敏感度: 2.0V @ 10µW/cm² @ 0.7ms 积分时间，开腔器件 1.7V @ 10µW/cm² @ 0.7ms 积分时间，玻璃盖器件 与单一 LED 光源使用时的专门的增益补偿 输出电压参考电压地 128 x 1 385 DPI 低图像迟滞 单一 5V 电源 TAOS 公司 TSL1301 & TSL1401 和 MLX90255BA/MLX90255BA 的替代品 工作频率 800kHz 应用 线性位置解码器 转动位置解码器 转向力矩和转角传感(EPAS, ESP) 分光仪应用 生物统计应用 OCR 识别和条形码应用 订货信息 Part No. MLX90255 MLX90255 Temperature Suffix K (-40°C to 125°C) K (-40°C to 125°C) Package Code XA (SOIC-24 without glass) UC (Die on wafer (un-sawn)) 1. 功能示意图 2. 描述 Pixel 2 4 Pixel 132 Integrator Reset 3 Analog OUT VDD Pixel 1 Sample Switching Logic Hold Q1 Q2 Q132 External Load GND SI CLK 132-Bit Shift Register 2 1 390109025504 Rev. 001 Option code -BCR -BCV MLX MLX90255BC 线性传感器阵列包含 128x1 个 光敏二极管阵列，相应的的电荷放大器电路，和 一个像素数据保持功能电路，此功能可同时提供 所有像素的积分开始和停止时间。像素尺寸 200um(H) x66um (W).内部控制逻辑只需要 SI 信 号和一个时钟，从而简化了操作使用。 这款传感器包括 142 光敏二极管，以线性阵列排 列。光子能量落在光敏二极管上产生光电流，然 后光电流被每个像素自带的有源积分电路积分。 在积分周期内，一个采样电容通过一个模拟开关 连接积分器的输出。每个像素聚集的电量直接正 比于光的强度和积分时间。积分器的输出和复位 通过一个 132 位的移位寄存器和复位逻辑来控 制。通过时钟把一个逻辑 1 命令传给传感器， (第 5 页待续) 5 Page 1 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 内容表 特点和好处..................................................................................................................................................... 1 应用 ............................................................................................................................................................... 1 订货信息 ........................................................................................................................................................ 1 1. 功能示意图 .......................................................................................................................................... 1-1 2. 描述 ..................................................................................................................................................... 2-1 3. MLX90255BC 电学规格 ........................................................................................................................ 3 4. 概述 ........................................................................................................................................................ 5 5. 绝对最大额定值 ...................................................................................................................................... 5 6. COSINE 校正 ......................................................................................................................................... 6 7. 性能图..................................................................................................................................................... 7 8. 不同焊接技术的迈来芯产品工艺的标准信息........................................................................................... 8 9. 静电保护 ................................................................................................................................................. 8 10. 封装信息 ................................................................................................................................................. 8 10.1. MLX90255KXA-BCR (SOIC-24 无玻璃)封装信息 ................................................................................8 10.2. XA (SOIC-24 无玻璃) 引脚描述 .............................................................................................................10 11. 免责声明 ............................................................................................................................................... 11 390109025504 Rev. 001 Page 2 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 3. MLX90255BC 电学规格 直流工作参数 T A = -40°C Parameter 到 125°C，V 到 = 4.5V 5.5V ( Test Conditions DD Symbol 除非另行说明) Min Typ Vdd 4.5 Input voltage Vi High-level input voltage Low-level input voltage Supply voltage Max Units 5.5 V 0 Vdd V Vih Vdd*0.7 Vdd V Vil 0 Vdd*0.3 V 0.8 V 5 Hysteresis on SI and CLK 0.2 Wavelength of light source 400 1000 nm Fclock 64 500 kHz Sensor integration time below 60°C (1) Tint 0.125 100 ms Sensor integration time (full temperature range) (2) Tint 0.125 2 ms Pixel charge transfer time (full temp range) Tqt 8 µs Setup time, serial input Tsu(SI) 350 ns Hold time, serial input (3) Th(SI) 160 ns Ta -40 Clock pulse duration (high) Tw(H) 625 ns Clock pulse duration (low) Tw(L) 625 ns Clock frequency Operating free-air temperature 0.4 125 °C 注意: 直到第 个时钟周期时复位（下降侧）.最小积分时间=(133-18) * 时钟周期 + 10µs (S&H 电容需要的时间). 在 时钟速度，最小积分时间是0.125ms。 积分时间限制在 2ms 内. 脉冲必须在下个时钟脉冲上升沿之前走低。 (1) 18 1MHz (2) 125°C, (3) SI 390109025504 Rev. 001 Page 3 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 MLX90255BC 电学规格 所有测试都是在 0.7ms 积分时间，25°C，880nm 和 500KHz 时钟输入，250kHz 输出，除非在测试条件(0) 中特别标明. 测试条件下的 100%光照是指芯片输出是 2.4V 时的光强。 Parameter Symbol Test Conditions Min Typ Max Units Sensitivity for devices with glas lid Sensitivity At 25°C 0.135 0.151 0.179 V/µW/ Sensitvity for open devices 0.14 0.16 0.19 cm2 0.14 0.176 0.21 Polyimide Wafer Illumination (1) Illum100 Average analog output (1) VaoLight At 25°C, 100% light Average analog output Average analog output Highest Dark Pixel At 25°C, 2.4V at output Initial offset At 25°C, 0% light VaoDark At 125°C, 0% light 14 µW/cm² 2.4 V 0 0.15 0.3 V 0 0.40 1.4 V 0.8 V Vaodarkmax At 125°C, 0.25ms integration time Non Linearity Nlao1 All Temp ±0.5% ±1.2% FS Pixel Response Non Uniformity (2) PRNU All Temp, 100% light ±4.0% ±8.5% FS Pixel Interaction Test (3) PIT AT 25°C 5% Noise Level (4) Vn All Temp 3 6 mV (RMS) ±4.0% ±8.5% FS 750 ns Hold spec, same as PRNU Output Settling Time Array Lag (5) Dark Signal Non Uniformity (6) PRNUH All Temp, 100% light, 62.5kHz Ts All Temp 450 Alag At 25°C 0.5% DSNU At 25°C 80 120 mV At 125°C 140 440 mV Analog Output Saturation All Temp FS 3.0 V 0.3 Change in sensitivity with Temperature at 880nm (7) Operating Free Temp Supply Current (8) FS -40 Idd 2 5 %/°C 125 °C 8 mA 上电后，第一个积分扫描不能保证是正确的。这个扫描用来初始化芯片的数字电平。一个 SI 和 133 个时钟信号过后，系统完全初始化，所有后面的扫 描有效。下一个 SI 将提供一个有效的扫描。 (1)绝对光强测量非常的依赖测试装置，应该慎重。相对测量可能在±1%的精度。 (2) PRNU 定义为任何 像素值（像素 3 到 130）离平均光强值的最差情况下的偏离。(像素值= 100%光强时像素的 Vout-0%光强时相同像素的 Vout.) MLX90255BA 有 cosine 型的增益，周边像素比中间像素多 15%的增益。 0) (3) PIT = (Vout of pixel 132 @ 10µW – Vout of pixel 132 @0µW) / (Vaverage @10µW – Vaverage @10µW) 噪声: 5 次不同的测量值，归一化后，取 RMS 值。 (5)阵列滞后定义为(Vaverage 0µW1 Vaverage 0µW2) / ((Vaverage 10µW Vaverage 0µW2). 其中，0µW1 是。（此时可能还有些光效应）。0µW2 是 100%光强水平 10ms 后的 0%光强水平，此时可以作为真正的暗参考值。 (6) DSNU 定义为: 像素 3 到 130 的 (max Vout of pixel I @ 0% light) - (min Vout of pixel j @ 0% light) (7)灵敏度总是随着温度升高而升高。 (8) Idd 是在 Rload 在与输出引脚断开时测量出来的。 (4) 390109025504 Rev. 001 Page 4 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 5. 绝对最大额定值 4. 概述 接第 1 页) 这导致所有 132 个采样电容从对应的积分器上断 开，然后开始一个积分复位周期。因为 SI 脉冲是 通过时钟移位到寄存器，储存在采样电容上的电 荷被依次连接到电荷耦合输出放大器，在输出上 产生一个电压。两个 dummy 像素位先被传出， 然后是 128 实际像素位，最后是两个 dummy 像 素位，一共 132 个数据位。尽管只有 132 个像 素，却需要 133 个时钟脉冲来完成一个完整的数 据读出。最后一个脉冲用来重新初始化移位寄存 器。 积分器复位周期在 SI 脉冲上传后 18 个时钟周期 后结束。因此光积分在第 18 个时钟周期后开始。 光积分在下一个 SI 脉冲的时候结束。在第 133 个 时钟周期结束和下一个 SI 命令之间，最少需要 10us 来 保 持 一 个 有 效 的 S&H 功 能 。 因 此 MLX90255BC 最少的积分时间是 is (133 -18) * Ts + 10µs ，从而取决于时钟速度。(Ts = 时钟周 期)。 132 个数据位都被传出来以后，输出变成高 阻状态。（一般 330 欧姆）。无光时输出一般是 125mv,正常全程输出是 2.4V。边缘的像素增益比 中间的高 15%（cosine 校正）,这样在只有单一 LED 光源照亮器件的时候，有一个平滑的输出。 （参见第 6 部分） ( 电源电压, Vdd 数字输入电流范围 无空气工作温度范围, Ta +7V -20 to 20 mA -40°C to 125°C (automotive compliant optical package) -40°C to 125°C 存储温度范围, Tstg ESD 灵敏度 (根据 CDF-AEC- 2kV Q100-002 的人体模型) 应力超出了绝对最大额定值会导致对器件的永久 伤害。 这些只是应力等级，器件的功能性运作的这些或 者别的条件超出了推荐工作条件没有包含。 长时间在绝对最大额定等级的条件下工作，会影 响器件的稳定性。 MLX90255BC 打算用在很多方面，包括 图像扫 描，标记和代码阅读，光学字符识别和接触式图 像传感，边缘检测，和定位，和光学线性和转动 编 码 器 。 MLX90255BC 是 TI TSL1301 和 TSL1401 的理想替代品。 390109025504 Rev. 001 Page 5 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 6. Cosine 校正 当使用单一的 LED 光源时，LED 被放在 die 中间的上方，外围像素上的光强比中间像素上的光强弱（因为 die-LED 的距离，LED 光发射的形状和像素的敏感度对光入射角）。为了补偿这些因素，阵列的每个像素 有个稍微不同的相对于中心的增益校正。一个光源对光敏二极管阵列的距离是 15mm,像素相对灵敏度在以 下表中列出。 Pixel number Relative Pixel Sensitivity Pixel number Relative Pixel Sensitivity Pixel number Relative Pixel Sensitivity 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1.1703 1.1649 1.1596 1.1544 1.1493 1.1442 1.1393 1.1345 1.1298 1.1251 1.1206 1.1161 1.1117 1.1074 1.1032 1.0991 1.0951 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 1.0912 1.0874 1.0836 1.0799 1.0764 1.0729 1.0695 1.0661 1.0629 1.0598 1.0567 1.0537 1.0508 1.0480 1.0453 1.0426 1.0400 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 1.0376 1.0352 1.0328 1.0306 1.0284 1.0263 1.0243 1.0224 1.0206 1.0188 1.0171 1.0155 1.0140 1.0126 1.0112 1.0099 1.0087 132 131 130 129 128 127 126 125 124 123 122 121 120 119 118 117 116 390109025504 Rev. 001 115 114 113 112 111 110 109 108 107 106 105 104 103 102 101 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 90 89 88 87 86 85 84 83 82 Page 6 of 11 Pixel number Relative Pixel Sensitivity 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 1.0076 1.0066 1.0056 1.0047 1.0039 1.0031 1.0025 1.0019 1.0014 1.0010 1.0006 1.0003 1.0002 1.0000 1.0000 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 7. 性能图 Typical Photodiode Spectral Response Curve (%), without Anti Reflection Coating* *There is also an option for an Anti Reflection Coating. This will remove the interference ripples in the figure above. With this special Anti Reflection Coating, the sensitivity curve in function of wavelength will be somewhat lower (typically 4%) but will no longer display interference ripples. MLX90255 Timing Diagram High impedance 390109025504 Rev. 001 Page 7 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 8. 不同焊接技术的迈来芯产品工艺的标准信息 根据以下测试方法,我们的产品已经在焊接工艺中、可焊性和湿度敏感级别被分类并且合格。 回流焊接SMD（表面安装器件） • • IPC/JEDEC J-STD-020 Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices (classification reflow profiles according to table 5-2) EIA/JEDEC JESD22-A113 Preconditioning of Nonhermetic Surface Mount Devices Prior to Reliability Testing (reflow profiles according to table 2) 波峰焊接 SMD（表面安装器件）和 THD’s (通孔型器件) • • EN60749-20 Resistance of plastic- encapsulated SMD’s to combined effect of moisture and soldering heat EIA/JEDEC JESD22-B106 and EN60749-15 Resistance to soldering temperature for through-hole mounted devices 铁焊 THD’s (通孔型器件) • EN60749-15 Resistance to soldering temperature for through-hole mounted devices 可焊性 SMD (表面安装器件) 和 THD’s (通孔型器件) • EIA/JEDEC JESD22-B102 and EN60749-21 Solderability 所有的从上面标准中衍生出来的技术，额外的分类和资格评定测试都要跟迈利芯一致 只有在咨询过迈来芯确定器件和板子之间的粘合力足够时，才可以用波峰焊接技术。 迈来芯通过促进无铅解决方案，为世界的环境保护贡献了力量。更多关于适应RoHS （关于限制某些有毒物质使用的欧洲协议） 的产品请登陆我们网页上 的质量页面。http://www.melexis.com/quality.asp 9. 静电保护 半导体电子产品对静电放电(ESD)很敏感。 在操作半导体产品的时候一定要仔细观察静电放电的控制步骤。 10. 封装信息 10.1. MLX90255KXA-BCR (SOIC-24 390109025504 Rev. 001 无玻璃)封装信息 Page 8 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 390109025504 Rev. 001 Page 9 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 10.2. XA (SOIC-24 无玻璃) 引脚描述 Pin Sym bol Description 5 SI Serial Input. Si defines the start of the data-out sequence 6 CLK Clock. CLK controls the charge transfer, pixel output and reset (together with SI) 7 A0 Analog Output 8 Vdd Supply voltage, for both analog and digital circuits 3,4,9,10, Vss Ground (substrate). All Vss Pins are referenced to the substrate. 15,16,21,22 390109025504 Rev. 001 Page 10 of 11 Nov/07 MLX90255-BC 线性光学阵列 11. 免责声明 迈来芯所销售的器件受到授权和专利保护条款的保护。迈来芯不对所列信息做任何明示的、 暗示的、或者法定的保证。迈来芯保留随时可以改变产品规格和产品价格的权利。所以在 使用本产品之前，有必要联系迈来芯以获得最新的产品信息。本产品用于一般商业用途。 对于超出正常温度范围、在异常环境下、或者对可靠性要求极高的应用领域，如军事、生命 维持设备等，不建议使用本产品，除非经过迈来芯对产品进行特别处理。 迈来芯提供的产品信息是正确和精准的。但是，迈来芯不对任何使用者或第三方的损失负 法律责任，包括个人伤害、财产损失、利润下滑、业务中断、其它偶然或间接的损失。迈来芯 没有责任为使用者或第三方的损失提供技术或其它方面的服务。 © 2005 Melexis NV. 版权所有 需要更多信息直接联系迈来芯: Europe, Africa, Asia: Phone: +32 1367 0495 E-mail: [email protected] ISO/TS 16949 390109025504 Rev. 001 America: Phone: +1 603 223 2362 E-mail: [email protected] 和 ISO14001 认证 Page 11 of 11 Nov/07