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SM3321A
光センサ IC
■概要
SM3321A は、0.5mm2 の単一画素フォトダイオードを内蔵したイメージセンサ用 IC です。可視光から赤外光までの波長
帯域の光を一つの IC で検出する事が出来ます。フォトダイオードとオペアンプで構成された光検出回路の集積化により
耐ノイズ特性に優れた光センサです。SM3321A は外部端子の設定により内蔵アンプのゲイン設定が可能で、可視光から
赤外光までの光を高感度に検出することが出来ます。
■特長
■外形寸法図
・高感度プリアンプにより、可視光から赤外光を一つの IC で
(Unit: mm)
検出可能
・端子設定によりゲイン設定およびセンサ出力制御可能
2.8±0.1
IC chip
1.65±0.15
A
・電源電圧範囲： 3.0～5.5V （単一電源）
0.25±0.05
・波長による感度変動の少ない反射防止膜を内蔵
Pin No.1
3.05±0.1
・受光部サイズ： 0.22×2.34mm（0.5mm2）
B
・消費電流: 1.0mA(typ) @VDD=5V, 無負荷時
Photodiode
・動作温度範囲： -40～+85℃
（Top View）
1.13±0.2
Photodiode detector dimensions
Origin: IC center
unit : [mm]
・パッケージ： 8 pin HCOB
X
0.40
0.18
A
B
■オーダーインフォメーション
Device
Package
SM3321A
8 pin HCOB
R0.15
0.8×3=2.4
1.525±0.15
・トランスインピーダンス設定範囲： 2MΩ～48MΩ
0.6±0.1
0.325±0.1
（GS0,GS1,GS2,OEN 端子）
Package type : 8pin HCOB
Package size : 2.8mm×3.05mm
Photodiode detector size : 0.22mm×2.34mm
(0.5mm2 photo detector surface area)
Y
1.17
-1.17
■応用回路例
VDD
GS2
GS1
GS0
VDD
GS2
GS1
4.7μF
4.7μF
-4
OEN
NC
OUT
SM3321A
VSS
-3
OEN
NC
SM3321A
VSS
-2
OEN
NC
OUT
SM3321A
VSS
OEN
NC
OUT
VSS
CPU
4.7μF
-1
OUT
4.7μF
SM3321A
GS0
VDD
GS2
GS1
GS0
VDD
GS2
GS1
GS0
GS2
GS1
GS0
A/D
E0
E1
E2
E3
SEIKO NPC CORPORATION - 1
SM3321A
■端子配置
(Top View)
1
8
GS0
OUT
2
7
GS1
NC
3
6
GS2
OEN
4
5
VDD
PD
VSS
■端子説明
端子番号
端子名
I/O
機能
1
VSS
S
GND 端子
2
OUT
O
アナログ出力端子
3
NC
-
OPEN または、VSS レベル：L でご使用下さい。
4
OEN
IPU
出力イネーブル制御端子 “L”で出力イネーブル状態になります。
5
VDD
S
電源端子
6
GS2
I
IV アンプ抵抗設定端子
7
GS1
I
ポストアンプ利得設定端子 VDD レベル：H、VSS レベル：L
8
GS0
I
ポストアンプ利得設定端子 VDD レベル：H、VSS レベル：L
VDD レベル：H、VSS レベル：L
*. S：電源端子 O：出力端子 I：入力端子 IPU：プルアップ抵抗付き入力
■ブロック図
Photodiode
IV Amp
GC Amp
Offset Cancel
&
Buffer
OUT
OEN
GS0
GS1
GS2
Control logic
NC
VDD
VSS
Reference
Voltage
Source
Post Amp
SEIKO NPC CORPORATION - 2
SM3321A
■絶対最大定格
VSS=0V
項目
記号
*1
VDD
*1*2
VIN
*1*2
VOUT
*3
TSTG
電源電圧
入力電圧
出力電圧
保存温度
条件
定格
単位
VDD 端子 – VSS 端子間
-0.3 ～ +7.0
V
OEN,GS0,GS1,GS2 端子
-0.3 ～ VDD+0.3
V
OUT 端子
-0.3 ～ VDD+0.3
V
-55 ～ +90
℃
*1. 一瞬たりとも超えてはならない値です。万が一、定格を超えた場合は、電気的特性、信頼性などに影響を与える恐れがあります。
*2. 定格に記載の”VDD”は、推奨動作条件に定める動作電源電圧(VDD)の規格値を示します。
*3. N2 または真空雰囲気で、梱包材を含まない単体保存の場合です。
■推奨動作条件
推奨動作条件とは、電気的特性を保証する条件です。
VSS=0V
項目
記号
*1
OUT 出力負荷
動作周囲温度
条件
MIN
TYP
MAX
単位
3.0
5.0
5.5
V
80
pF
85
℃
OUT 端子
Ta
-40
*1. OUT 端子は容量負荷のみを想定しています。電流負荷の場合、出力電圧誤差が発生するため、必ずハイインピーダンス条件にて
ご使用ください。
Note. 推奨動作条件範囲外で使用すると信頼性に影響を与える場合がありますので、この範囲内で使用して下さい。
■電気的特性
●DC 特性
特記なき場合、標準回路による推奨動作条件と同じ
項目
消費電流
入力電圧 1
記号
IDD
VIH1
VIL1
出力インピーダンス
GS0,GS1,GS2,OEN 端子
GS0,GS1,GS2 端子
VIH= VDD 印加時
IIL1
GS0,GS1,GS2 端子
VIL= 0V 印加時
IIH2
OEN 端子
VDD=5.0V, VIH= VDD 印加時
IIL2
OEN 端子
VDD=5.0V, VIL= 0V 印加時
入力電流 2
MIN
OEN=VDD 入力
OUT 端子無負荷時
IIH1
入力電流 1
OUT 出力電圧
条件
VOH
TYP
MAX
単位
1
2
mA
0.7VDD
0.3VDD
1
μA
-1
1
μA
-40
-20
-5
0.9VDD
V
VOL
ZO
OUT 端子*1
V
0.4
0.05
V
1
kΩ
*1. 負荷抵抗 10kΩのときの出力電圧を V10、無負荷のときの出力電圧を V0 としたとき以下の式により ZO を算出します。
ZO = (V0/V10-1) ×10 [kΩ]
SEIKO NPC CORPORATION - 3
SM3321A
●光電特性
Ta=25℃、特記なき場合、標準回路による推奨動作条件と同じ
項目
記号
受光波長範囲 1
λ1
受光波長範囲 2
λ2
条件
MIN
865nm の受光感度を基準として
受光感度 50%以上
865nm の受光感度を基準として
受光感度 30%以上
TYP
MAX
単位
570
940
nm
470
570
nm
受光感度 1*1
S1
470nm
0.22
A/W
*1
S2
570nm
0.37
A/W
*1
S3
630nm
0.42
A/W
*1
S4
865nm
0.50
A/W
*1
S５
940nm
0.35
A/W
受光感度 2
受光感度 3
受光感度 4
受光感度 5
*1. 代表特性：デバイス単体で決まる特性です。
Photodiode responsivity spectral response
0.6
Responsivity [A/W]
0.5
0.4
measurements (TYP sample)
0.3
theoretical value
0.2
0.1
0.0
400
500
600
700
800
900
1000
Wavelength [nm]
PD 受光感度特性
SEIKO NPC CORPORATION - 4
SM3321A
●アナログ電気的特性
特記なき場合、標準回路による推奨動作条件と同じ
項目
記号
MIN
TYP
MAX
単位
GS2= 0V 入力
0.4
0.5
0.6
MΩ
2.4
3.0
3.6
MΩ
1
dB
VOD1
GS2= VDD 入力
GS[2:0]の各設定利得に対する
利得誤差
VDD=5.0V、Ta=25℃
20
mV
VOD2
VDD=5.0V、Ta=85℃
50
mV
TYP
MAX
単位
5
10
μs
18
30
μs
1000
μs
プリアンプ
Rti
トランスインピーダンス
ポストアンプ利得誤差
Gdiff
暗電圧
条件
-1
●AC 特性
・データ書き込み時
特記なき場合、標準回路による推奨動作条件と同じ
項目
記号
条件
MIN
OUT 端子負荷 80pF
出力振幅が 95%に達する時間※1
GS2= 0V
（トランスインピーダンス：2MΩ,
3.2 MΩ, 5 MΩ, 8 MΩ設定）
OUT 端子負荷 80pF、
出力振幅が 95%に達する時間※1
GS2= VDD
（トランスインピーダンス：12MΩ,
19.2 MΩ, 30 MΩ, 48 MΩ設定）
出力の変化が±5%以内※1 を
セトリング時間 1
tst1
セトリング時間 2
tst2
出力電圧保障時間※2
tw
出力ディセーブル時間*3
tz
インターフェース間待ち時間
tsi
*4
CI
OEN,GS0,GS1,GS2 端子
*4
CO
OUT 端子
入力端子容量
出力端子容量
保持する時間
OUT 端子
0.1
μs
μs
10
3
pF
3.5
pF
*1. 出力イネーブルから 100μs 後の OUT 出力を基準とする。
*2. 出力ホールド時間を外れると出力電圧誤差が発生します。
*3. 設計値：出力制御時間を目安として記載しています。
*4. 設計値：1 端子あたりの端子容量を記載しています。基板設計時を目安として記載しています。
特に指定のない限り、0.5VDD を基準とします。
OEN
0.5VDD
tst1, tst2
0.5VDD
tW
100μs
95%
0.5VDD
tsi
tZ
100%
100±5%
OUT
AC 特性
SEIKO NPC CORPORATION - 5
SM3321A
Light source
LED
LED
Sensor
GS[2:0]
GS
OEN
OUT
tst2 > 30μs
A/D
A/D
A/D ACQ
tsi > 10μs
Settling time Interface wait time
タイミング例
■機能説明
●トランスインピーダンス設定
GS0 端子、GS1 端子、GS2 端子を制御することで IV アンプの抵抗とポストアンプの利得を選択可能です。
IV アンプの抵抗とポストアンプの利得を選択することでトランスインピーダンスの設定が可能です。
端子
条件
トランス
ポストアンプ利得
インピーダンス
12dB
2.0 MΩ
16dB
3.2 MΩ
20dB
5.0 MΩ
H
24dB
8.0 MΩ
L
L
12dB
12 MΩ
H
L
H
16dB
19.2 MΩ
H
H
L
20dB
30 MΩ
H
H
H
24dB
48 MΩ
GS2
GS1
GS0
L
L
L
L
L
H
L
H
L
L
H
H
IV アンプ抵抗
0.5MΩ
3MΩ
●OUT 端子設定
OEN 端子制御により OUT 端子を制御することができます。
OEN 端子
L
H
OUT 端子
出力イネーブル
Hi-Z
SEIKO NPC CORPORATION - 6
SM3321A
■標準回路
VDD
GS2
GS1
GS0
GS2
GS1
GS0
4.7μF
OEN
NC
VSS
OUT
SM3321A
CPU
A/D
OEN
電源間端子の直近に 4.7μF 以上の積層セラミックコンデンサを外付けしてご使用ください。
電気的特性各項目の規格値は標準回路で測定した結果に相当します。
SEIKO NPC CORPORATION - 7
SM3321A
■応用回路例
応用回路例は使用上の参考回路図であり、弊社が保証する回路ではありません。その使用に起因する損害までは、
責任は負いかねます。十分評価を行った上でご使用ください。
●回路例
4 個使用時
VDD
OEN
GS2
GS1
-4
NC
SM3321A
OUT
GS0
GS2
VDD
4.7μF
-3
OEN
NC
OUT
SM3321A
VSS
4.7μF
OEN
-2
GS1
GS0
VDD
GS2
NC
VSS
SM3321A
VSS
4.7μF
OUT
-1
GS1
GS0
VDD
GS2
NC
VSS
CPU
OUT
SM3321A
OEN
GS1
GS0
GS2
GS1
GS0
4.7μF
A/D
E0
E1
E2
E3
4 個使用時 タイミングチャート例
Light source
LED-R
LED-G
LED-B
LED-IR
LED-1
LED-2
LED-3
LED-4
Sensor
GS[2:0]
GSｰR
GSｰG
GSｰB
GSｰIR
E0
E1
E2
E3
OUT-IC1
OUT-IC2
OUT-IC3
30µs
A/D ACQ(ex. 5µs)
150µs
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
A/D
OUT
A/D
OUT-IC4
10µs
150µs × 4 = 600µs/line
SEIKO NPC CORPORATION - 8
SM3321A
※この資料に記載されている商品のご使用に際しては、次の点にご注意くださいますようお願い申し上げます。
1.この資料に記載されている商品は、パーソナル機器・工作機器・計測機器などの一般的な信頼性を必要とする電子機器および電気機器に使用
されることを目的として設計・製造されたものであり、航空宇宙機器・原子力制御機器・医療機器・輸送機器・防災機器・防犯機器などの極めて高
い信頼性・安全性を必要とする機器に使用されることを想定したものではありません。また、その故障または誤動作が直接人命に関わる商品に
使用されることを想定したものではありません。本資料の商品をこのような機器に使用するご希望がありましたら、必ず事前に当社営業部までお
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負いかねますのでご了承ください。
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3.この資料に記載されている内容については、その商品の使用に際して第三者の知的財産権その他の権利を侵害していないことを保証するもの
ではなく、また、その実施権の許諾が行われるものでもありません。したがって、その使用に起因する第三者の権利に対する侵害について当社
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4.この資料に記載されている回路等の定数は一例を示すものであり、量産に際しての設計を保証するものではありません。
5.この資料に記載されている商品の全部または一部が外国為替及び外国貿易法その他の関係法令に定める物資に該当する場合は、それらの法
令に基づく輸出の承認、許可が必要になりますので、お客様にてその申請手続きをお願いいたします。
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関 西 営 業 所
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ND13029-J-01A 2015.07
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