OPT3001-Q1 环境光传感器 (ALS)

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1 特性

符合面向汽车器件的 AEC-Q100 标准
- 温度等级 2（USON、SOT-5X3 封装）：–40°C 至 105°C，T_A
- 温度等级 3（仅限 USON 封装）：–40°C 至 85°C，T_A
采用精密光学滤波，以与人眼匹配：
- 抑制超过 99%（典型值）的 IR（USON 封装）
- 在 ±85° 入射角时可抑制超过 99%（典型值）的 IR（SOT-5X3 封装）
自动满标量程设置功能可简化软件并提供适当的配置
测量范围：0.01lux 至 83klux
23 位有效动态范围，
支持自动设置增益范围
12 种二进制加权满标量程设置：
量程之间的匹配精度小于 0.2%（典型值）
低工作电流：1.8µA（典型值）
宽电源电压范围：1.6V 至 3.6V
可耐受 5.5V 电压的 I/O
灵活的中断系统
小外形尺寸：
- USON 封装为 2mm × 2mm × 0.65mm
- SOT-5X3 封装为 2.1mm x 1.9mm x 0.6mm

2 应用

封装信息

器件型号	封装⁽¹⁾	封装尺寸⁽²⁾
OPT3001-Q1	DNP（USON，6）	2.00mm × 2.00mm
OPT3001-Q1	DTS（SOT-5X3，8）	2.10mm x 1.90mm

(1) 有关更多信息，请参阅节 11。

(2) 封装尺寸（长 × 宽）为标称值，并包括引脚（如适用）。

3 说明

OPT3001-Q1 是一款用于测量可见光强度的光学传感器。传感器的光谱响应与人眼的明视响应紧密匹配，并且包含显著的红外抑制功能，对于 SOT-5X3 封装型号具有很宽的入射角。

OPT3001-Q1 是一款用于测量人眼可见光强度的单芯片照度计。OPT3001-Q1 器件具有精密的光谱响应和较强的红外抑制功能，因此能够准确测量人眼可见光的强度，且不受光源影响。对于为追求美观效果而需要将传感器安装在深色玻璃下的工业设计而言，较强的红外阻隔功能还有助于保持高精度。OPT3001-Q1 器件专为打造基于光线的人眼般体验的系统而设计，是人眼匹配度和红外阻隔率较低的光电二极管、光敏电阻或其他环境光传感器的首选理想替代产品。

数字操作可灵活用于系统集成。测量既可连续进行也可单次触发。控制和中断系统可自主操作，允许处理器进入睡眠状态，同时传感器会搜索适当的唤醒事件并通过中断引脚进行报告。数字输出通过兼容 I²C 和 SMBus 的双线制串行接口进行报告。

OPT3001-Q1 器件具有低功耗和低电源电压性能，可以提高电池供电系统的电池寿命。

凭借内置的满标度设置功能，无需手动选择满标量程即可在 0.01lux 至 83klux 范围内进行测量。该功能允许在 23 位有效动态范围内进行光测量。

方框图

光谱响应：OPT3001-Q1 和人眼

4 引脚配置和功能

图 4-1 DNP 封装6 引脚 USON顶视图

表 4-1 引脚功能

引脚		类型⁽¹⁾	说明
编号	名称	类型⁽¹⁾	说明
1	V_DD	I	器件电源。连接至 1.6V 至 3.6V 电源。
2	ADDR	I	地址引脚。该引脚设置 I²C 地址的 LSB。
3	GND	P	接地
4	SCL	I	I²C 时钟。使用 10kΩ 电阻器连接至 1.6V 至 5.5V 电源。
5	INT	O	中断输出，开漏。使用 10kΩ 电阻器连接至 1.6V 至 5.5V 电源。
6	SDA	I/O	I²C 数据。使用 10kΩ 电阻器连接至 1.6V 至 5.5V 电源。

图 4-2 DTS 封装8 引脚 SOT-5X3顶视图

表 4-2 引脚功能

引脚		类型⁽¹⁾	说明
编号	名称	类型⁽¹⁾	说明
1	V_DD	P	器件电源。连接至 1.6V 至 3.6V 电源。
2	ADDR	I	地址引脚。该引脚设置 I²C 地址的 LSB。
3	NC	无连接	无连接
4	GND	P	接地
5	SCL	I	I²C 时钟。使用 10kΩ 电阻器连接至 1.6V 至 5.5V 电源。
6	NC	无连接	无连接
7	INT	O	中断输出，开漏。使用 10kΩ 电阻器连接至 1.6V 至 5.5V 电源。
8	SDA	I/O	I²C 数据。使用 10kΩ 电阻器连接至 1.6V 至 5.5V 电源。

(1) I = 输入；O = 输出；I/O = 输入或输出；P = 电源

5 规格

5.1 绝对最大额定值

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）⁽¹⁾

		最小值	最大值	单位
电压	VDD 至 GND	-0.5	6	V
	SDA、SCL、INT 和 ADDR（连接至 GND）	-0.5	6	V
任何引脚的输入电流			10	mA
T_J	结温		150	°C
T_stg	贮存温度	-65	150⁽²⁾	°C

(1) 超出“绝对最大额定值”运行可能会对器件造成永久损坏。绝对最大额定值并不表示器件在这些条件下或在建议运行条件以外的任何其他条件下能够正常运行。如果超出“建议运行条件”但在“绝对最大额定值”范围内使用，器件可能不会完全正常运行，这可能影响器件的可靠性、功能和性能并缩短器件寿命。

(2) 长时间暴露在高于 105°C 的温度下会导致封装变色，频谱失真和测量不准确。

5.2 ESD 等级

			值	单位
V_(ESD)	静电放电	人体放电模型 (HBM)，符合 ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准，所有引脚⁽¹⁾	±2000	V
V_(ESD)	静电放电	充电器件模型 (CDM)，符合 JEDEC 规范 JESD22-C101，所有引脚⁽²⁾	±500	V

(1) JEDEC 文档 JEP155 指出：500V HBM 时能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。

(2) JEDEC 文档 JEP157 指出：250V CDM 时能够在标准 ESD 控制流程下安全生产。

5.3 建议运行条件

在自然通风条件下的工作温度范围内测得（除非另有说明）

	最小值	最大值	单位
电源电压	1.6	3.6	V
工作温度（等级 2：OPT3001DNPQ1、OPT3001DTSQ1）	-40	105	°C
工作温度（等级 3：OPT3001IDNPQ1）	-40	85	°C

5.4 热性能信息

热指标⁽¹⁾		OPT3001-Q1		单位
		DNP (USON)	DTS (SOT)
		6 引脚	8 引脚
R_θJA	结至环境热阻	71.2	171.2	°C/W
R_θJC(top)	结至外壳（顶部）热阻	45.7	83.1	°C/W
R_θJB	结至电路板热阻	42.2	66.2	°C/W
Ψ_JT	结至顶部特征参数	2.4	1.7	°C/W
Ψ_JB	结至电路板特征参数	42.8	65.2	°C/W
R_θJC(bot)	结至外壳（底部）热阻	17.0	不适用	°C/W

(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和 IC 封装热指标应用手册。

5.5 电气特性

除非另有说明，否则所有规格的适用条件为：TA = 25°C，VDD = 3.3V，800ms 的转换时间 (CT = 1)⁽¹⁾，自动满标量程 (RN[3:0] = 1100b)⁽¹⁾，白色 LED 和光的法向入射角。

参数		测试条件		最小值	典型值	最大值	单位
光学
SOT-5X3 变体
	峰值辐照度光谱响应度				560		nm
	测量输出结果	每个 ADC 代码 0.64lux，2620.8lux 满标度 (RN[3:0] = 0110)⁽¹⁾，2000lux 输入⁽²⁾		2500	3125	3750	ADC 代码
	测量输出结果			1600	2000	2400	勒克斯
	整个温度范围内的测量漂移	输入照度 = 2000lux			0.035		%/°C
	半功率角	全功率读数的 50%			60		度
USON 型号
	峰值辐照度光谱响应度				550		nm
	测量输出结果	每个 ADC 代码 0.64lux，2620.8lux 满标度 (RN[3:0] = 0110)⁽¹⁾，2000lux 输入⁽²⁾		2812	3125	3437	ADC 代码
	测量输出结果			1800	2000	2200	勒克斯
	整个温度范围内的测量漂移	输入照度 = 2000lux			0.02		%/°C
	半功率角	全功率读数的 50%			57		度
常见规格
	分辨率 (LSB)	最低满标量程，在 800ms 转换时间内 RN[3:0]=0000b⁽¹⁾			0.01		勒克斯
	分辨率 (LSB)	最低满标量程，在 100ms 转换时间内 RN[3:0]=0000b⁽¹⁾			0.08		勒克斯
	满量程照度				83865.6		勒克斯
	增益范围之间的相对精度 ⁽³⁾				0.2		%
	红外响应 (850nm)⁽²⁾	从 -85° 到 +85° 入射角（仅限 SOT-5X3）			0.2		%
	光源变化（白炽灯、卤素灯、荧光灯）	裸器件，无盖玻片			4		%
	线性度	输入照度 > 40lux			2		%
	线性度	输入照度 < 40lux			5		%
	黑暗条件 ADC 输出	每个 ADC 代码 0.01lux			0	3	ADC 代码
PSRR	电源抑制比⁽⁴⁾	VDD 为 3.6V 和 1.6V			0.1		%/V⁽³⁾
电源
V_DD	工作范围			1.6		3.6	V
V_I2C	I2C 上拉电阻器的工作范围	I²C 上拉电阻，V_DD ≤ V_I2C		1.6		5.5	V
I_Q	静态电流	暗	有效，Vdd = 3.6V		1.8	2.5	µA
		暗	关断 (M[1:0] = 00)⁽¹⁾，VDD = 3.6V		0.3	0.47	µA
		满量程照度	有效，Vdd = 3.6V		3.7
		满量程照度	关断 (M[1:0] = 00)⁽¹⁾		0.4
POR	上电复位阈值				0.8		V
数字
C_IO	I/O 引脚电容				3		pF
	总积分时间⁽⁵⁾	(CT = 1)⁽¹⁾，800ms 模式，固定 lux 量程		720	800	880	ms
		(CT = 0)⁽¹⁾，100ms 模式，固定 lux 量程		90	100	110	ms
V_IL	低电平输入电压（SDA、SCL 和 ADDR）			0		0.3 x V_DD	V
V_IH	高电平输入电压（SDA、SCL 和 ADDR）			0.7 x V_DD		5.5	V
I_IL	低电平输入电流（SDA、SCL 和 ADDR）				0.01	0.25⁽⁶⁾	µA
V_OL	低电平输出电压（SDA 和 INT）	I_OL = 3mA				0.32	V
I_ZH	输出逻辑高电平，高阻态漏电流（SDA、INT）	在引脚电压为 V_DD 时测量			0.01	0.25⁽⁶⁾	µA
温度
额定温度范围		2 级（SOT-5X3，USON 型号）		-40		105	°C
额定温度范围		3 级（USON 型号）		-40		85	°C

(1) 指配置寄存器中的控制字段

(2) 使用校准至 2k lux 的白色 LED 和 850nm LED 进行测试

(3) 其特点是在较高的相邻满量程设置上测量固定的近满量程照度级别。

(4) PSRR 是测量的照度输出相对于电流值的变化百分比除以电源电压的变化，如 3.6V 和 1.6V 电源的结果所示。