Integrierter Lichtdetektor mit hoher Empfindlichkeit

Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS entwickelte einen universell einsetzbaren Lichtdetektor für extrem niedrige Lichtleistungen und einem gleichzeitig sehr hohen Dynamikbereich.

Besuchen Sie uns auf der Electronica vom 9. bis 12. November 2004 in München, Halle A5, Stand 101.

Der auf einem Chip realisierte Lichtdetektor wird für Strahlungsmessungen in medizinischen Röntgenapparaten oder Messaufgaben in der Automobilindustrie und Automatisierungstechnik eingesetzt. In Lichtschranken kann das schwache Licht der Sendediode zweifelsfrei detektiert werden, trotz großer Hintergrundstrahlung von z.B. Autoscheinwerfern.

Der Nachweis von extrem schwachem Licht ist eine herausfordernde messtechnische Aufgabe, weil bei üblichen Fotodioden der Dunkelstrom den Messwert verfälscht. Bei dem vom Fraunhofer IIS entwickelten Lichtdetektor kompensiert man den Dunkelstrom mittels einer ausgeklügelten Schaltung und erreicht damit eine deutlich höhere Empfindlichkeit. Für den Messbereich von 4pW bis 4µW ist eine Linearität von besser als 2% garantiert.

Auf dem Chip befinden sich, neben einem Messkanal mit einer 500 x 500 µm2 großen integrierten Photodiode, weitere 8 Kanäle für die Auswertung externer Photodioden. Die Messdaten können über einen analogen Frequenzausgang oder über eine digitale serielle Schnittstelle ausgelesen werden. Mit der Integration der Photodioden und der Signalauswertung auf einem Chip in einer Standard-CMOS-Technologie, gewährleistet man den kosteneffektiven Einsatz dieser Schaltung.