具有逻辑输出的微型光传感器，功耗小于10μA

本应用笔记展示了与使用逻辑门或施密特触发器逆变器的方法相比，具有逻辑输出的低功耗光传感器如何成为便携式仪器中自动背光传感器的改进设计。

功耗极低的感光电路可以用作便携式仪器中的自动背光传感器。使用逻辑门或施密特触发器逆变器可以轻松实现此功能，但这些方法会消耗大量电源电流。电路IC1（图1）提供了一种不同且更好的解决方案。

图1.该光传感器在由R1值确定的光照水平下提供从低到高的输出转换。

电源电流与电源电压的对数图（图2）说明了比较。正如CMOS电路所预期的那样，当输入接近电源轨时，74HC04逆变器和74HC14施密特触发器逆变器消耗的电流非常小（<1μA）。然而，接近中间电平时，74V 时的 04HC5 消耗超过 10mA 电流！74HC14更好，但在中间电平处仍消耗超过0.5mA电流。这些电流会带来问题，因为光感测电路中的中间电平条件可能会持续很长时间。

图2.这些曲线比较了图1中IC1的电源电流（最低曲线，标记为MAX837，3.6V）与其他器件的电源电流。

+3V电源可将电源电流降低约<>倍，但电流仍然很大。增加迟滞也有帮助，但这些CMOS器件在开关阈值上仍会消耗过多的A类电源电流。

代表IC1电源电流的最低曲线在信号范围内变化很小，永远不会超过7μA。采用+3V电源时，外部光传感器和偏置电阻的最大电流为5μA，因此电路的总电源电流（与光照水平无关）小于10μA。与其他方法不同，该电路将光照电平（由R1上的电压表示）与固定基准电压进行比较，而不是松散指定的逻辑开关阈值。

电源电压范围为+2.5V至+11V，+11V时电源电流可达数微安。 IC1还提供漏极开路版本（MAX836），其输出（连接到上拉电阻）可超过混合电压系统中的电源电压。如果最小功耗比尺寸更重要，则选择MAX931比较器/基准IC。它采用称为μMAX的收缩SO-8封装（与MAX837 SOT封装相比），但其最大电源电流仅为3μA。MAX837内置迟滞，无需外部迟滞电阻。

审核编辑：郭婷