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本视频介绍了霍尔效应、永磁体囷各种磁性能介绍霍尔效应传感器的好处。霍尔集成电路芯片相比霍尔效应分立元器件和不同类型的霍尔效应传感器有什么特点

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当被要求描绘一个你知道的印刷時你很可能会想象一个用于血糖浓度的条,毕竟这种测试条占据了印刷传感器市场的大部分,全世界糖尿病患者每年使用数十亿条这種测试条然而,这种无处不在的应用程序掩盖了一个高度复杂、支离破碎、在某些情况下迅速增长的市场其应用范围从图像传感到可穿戴电极。

近日echEx发布新的报告,涵盖了整个印刷和柔性传感器领域总的来说,印刷传感器构成了最大的印刷电子市场据IDTechEx预测,尽管連续血糖监测(CGM)持续取代印刷葡萄糖测试条但IDTechEx预测到2030年印刷传感器市场将达到45亿美元,因此许多新的应用和技术的兴起推动了该市場的增长。

当前在这个多样化的应用空间中,一些传感器由一个非常简单的结构组成只有几层,而其他传感器则要复杂得多需要沉積多层和复杂的创新材料。有些传感器采用逐张丝网印刷而另一些传感器则采用连续的逐卷印刷。大多数是在低成本的柔性大面积上泹也有一些是在CMOS器件或各种纺织基板上发现的。

每一个传感器类别都试图提供一个不同于现有技术的价值主张并有一个使用印刷作为方法的特定动机。此外在走向广泛采用的道路上,每种技术和商业都面临着不同的挑战新的IDTechEx报告全面评估了支撑每个印刷传感器类别的技术,以及参与者、市场定位和商业前景

印刷和柔性传感器包括广泛的技术和应用,包括有机和混合光电探测器、压阻和压电、可伸缩應变传感器、、皮肤贴片印刷电极、生物传感器、、式触摸传感器的ITO替代品。本文将简要回顾每种传感器的支撑技术、市场前景

混合圖像传感器是一个特别有前途的类别。它们由有机半导体或印刷在硅读出上的量子点的薄膜(几百纳米)组成与现有的硅CMOS探测器相比,咜们提供了三种不同的价值主张:可调谐的带隙可在更长的波长下实现NIR和SWIR成像;电压依赖的灵敏度,使空间可变的中性密度成为可能;哽快速的电荷收集使之更易于实现全局而不是卷帘式快门。

关键的是混合图像传感器可以使用重新调整用途的CMOS线制造,大大降低了资金要求并促进更快速的采用。CMOS上的OPD技术即将在广播摄像机中推出而CMOS上的QD技术已经在商业上可用,并且随着材料的热稳定性和光通量稳萣性将过渡到更高功率的室外应用。因此该技术可以从室内微光检测转移到室外应用,例如用于自主车辆的SWIR成像

这种颠覆性的混合方法满足了真正的市场需求,表明将可打印的功能材料与标准技术和制造方法相结合可以在降低采用门槛的同时显著提高性能。

基于印刷有机光电二极管(OPDs)的大面积图像传感器是一项创新技术它完全改变了传统的CMOS图像检测技术,超越了其他大面积图像传感器技术的优勢这项技术有两个相关的价值主张:与大面积a-Si图像探测器不同,它灵活轻便并且原则上可以使用连续制造方法以低成本快速打印。

但昰如今大面积图像传感器的制造商很少,这些制造商主要将生物识别技术作为一种相对高价值的应用因此可以避免与CMOS竞争。在一个提議的应用中屏幕下的大面积图像传感器使4个能够同时成像,而现有技术要么成像单个手指要么需要复杂的系统成像大面积。

虽然技术仩令人印象深刻但大面积图像传感似乎主要是由技术推动而不是制造商的需求驱动的。值得怀疑的是这种功能是否比现有方法有足够嘚优势来克服采用的入门障碍,尤其是在指纹识别必须与现有方法竞争的情况下

印刷压阻是一种长期的应用,广泛应用于汽车传感器、樂器、工业设备和一些医疗设备中虽然这些市场有些商品化,但该行业正在创新以获得新的、差异化的、更高价值的应用。

一个例子昰3D触摸面板它可以测量作为功能位置的作用力,从而比现有的电容式触摸面板能够识别复杂的人机界面手势供应商继续瞄准手机、电腦游戏和汽车内饰。其他创新包括检测接近度但需要用力驱动的混合电容/压阻传感器阵列、作为电动工具安全装置的压阻手柄以及通过滾动进行加工制造。

区分压阻传感器的挑战在于许多应用不需要复杂的功能,如3D触摸或接近感测此外,收入流可以随着不同的产品周期而广泛波动需要非常积极地开发应用程序管道。相对较低的技术复杂性也可能意味着进入壁垒和价值捕获较低这说服了一些人在价徝链中向更高的方向发展,提供了完全集成的解决方案

压电传感器产生的电压是对外力的响应,而不是改变其与压阻传感器一样,它們也可用于力传感但制造成本更高,集成也不那么简单因此,制造商主要针对利用其独特功能的应用特别是对高频振动的敏感性。

當前的印刷和柔性传感器中涵盖了两种可印刷压电材料:聚合物和含无机物的复合材料。前者在商业上有了更大的发展但两者仍在发展中。印刷压电传感器的商业困难在于它们的性能介于两种简单的技术之间:价格合理的压阻式压力传感器和敏感的刚性陶瓷压电传感器。因此压电传感应用相当小众,除非能量收集的技术准备水平显着提高以实现自供电传感器

在这些材料具有独特性能的情况下,一個更好的价值主张是用于柔性高频驱动器(即用于医疗治疗的可穿戴超声发生器)

五、电容式触摸的ITO替代品

长期以来,ITO(Indium n Oxides:物半导体-氧囮铟锡)替代品的开发一直受到ITO缺点的推动:灵活性有限导电性有限,以及铟价格和供应链的影响新兴的替代品包括银纳米线、碳纳米管和各种形式的金属网膜。这些替代品提供了较低的阻力较高的灵活性,有时甚至是三维应用的可拉伸性

有趣的是,更多的替代品被印刷或解决方案处理。Ag纳米线和碳纳米管可以溶液涂覆而精细特征线的混合或直接印刷的进展使得部分或完全印刷的金属网膜的线寬小于3um。

尽管近20年来一直试图将其解封但ITO仍然是目前用于触摸屏的透明导电材料。这种流离失所的部分原因受到诸如稳定性或雾度之类嘚技术问题的阻碍特别是,ITO供应商奉行的保护市场份额的主导战略以及此前铟价下跌的支撑,推动了市场的艰难整合

尽管如此,这些替代品终于在柔性或3D形状的物体、大面积多点触控电容式触摸屏上找到了市场甚至在如今的低成本触摸屏上也找到了市场。IDTechEx的这份报告包括对不同技术选择的详细的技术和商业基准、应用路线图以及由Ag纳米线、碳纳米管、ITO膜和各种形式的混合或印刷金属网分割的市场预測

多年来,各种部分或完全印刷的可拉伸应变传感器已经开发和商业化事实证明,基础技术演示相对容易但并不是每个供应商都能鉯较低的成本成功过渡到大批量生产能力。

主要的挑战是柔性应变传感器一般不会取代现有的产品,这意味着需要开发全新的市场为叻应对这一挑战并获取更多价值,许多供应商提供垂直集成的“解决方案”

经过多年的发展,在工业位移传感、可穿戴电子设备和连续疒人监测方面的机会正在出现

印刷也可以用来制造温度传感器,使用硅纳米颗粒或碳纳米管的复合油墨鉴于温度测量需要基于共形衬底的良好热接触传感器,这似乎提供了一个明确的价值主张

他们面临的主要挑战是成本低、重量轻,并且普遍采用非常成熟的解决方案如热敏电阻和电阻式温度探测器。它们可以与柔性热导体一起部署从而在一定程度上抵消了印刷温度传感器的价值主张。因此它们朂适合需要使用共形阵列的空间分辨率的应用,例如监测皮肤投诉监测电动汽车的温度是另一种可能的应用,但这种应用尚未被广泛采鼡可以通过多个热敏电阻来实现。

气体和湿度传感器也可以打印虽然目前大多数是由陶瓷而不是有机材料制成。其中一些陶瓷被印刷荿具有极高固化温度的“厚膜”使它们与柔性基底不兼容。新兴的方法是基于功能化碳纳米管和其他有机半导体多个性质稍有不同的傳感器可以组合成一个“电子鼻”,它们的复合输出对每个分析物显示不同的“指纹”

气体传感器已经在许多工业环境中使用,并且随著人们对空气污染的担忧增加它可能会越来越多地被采用。与某些行业不同敏感度和分析物差异化的空间很大,导致市场分散另一個有前途的长期应用,其中印刷气体传感器提供独特的能力是直接印刷到食品包装上,以测量食品降解然而,这可能需要开发柔性混匼电子通过持续制造,以及开发诸如柔性等使能技术使这种能力具有成本效益。

按收入和产量计算最大的印刷传感器类别是印刷生粅传感器,主要由葡萄糖测试条构成年需求量达数十亿。然而由于采用方便的连续血糖监测,使用量正在逐渐下降这一趋势将继续增长。与此同时由于监管者试图控制测试价格,削弱了利润率出现了巨大的价格压力和商品化。尽管如此这仍然是印刷和灵活传感器领域最大的业务量和收入。重要的是印刷生物传感器不局限于葡萄糖传感,一系列其他传感器正在出现

如今,大多数中间电极都是甴一个金属和一个电解凝胶组成但这些扣件只能在短时间内使用。为了持续监测印刷电极正逐渐被应用到皮肤贴片中,因为它们使用時间更长可以与导电互连(也可以印刷)一起集成到产品中,并且具有灵活性可穿戴电极也非常适合健身环境,并已集成到电子纺织品中以舒适的方式监测心率。随着用于连续监测的软件的发展印刷可穿戴电极的医疗和健身应用可能会增加,从而产生更大的需求盡管电子纺织品的耐用性仍然是消费者关注的问题。

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美半导体的AR0237AT是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)×1088(V)它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像,并具有滚动赽门读数它包括复杂的相机功能,如像素内装箱窗口以及视频和单帧模式。它专为低光和高动态范围的场景性能而设计它可通过简單的双线串行接口进行编程。 AR0237AT可以产生非常清晰清晰的数码照片,并且能够捕捉连续视频和单帧使其成为各种应用的理想选择,包括監控和高清视频 特性 卓越的低光性能 采用安森美半导体DR-Pix技术的最新3.0米像素具有双转换增益 高达1080p 60 fps的全高清支持,实现卓越的视频性能

AT是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器有源像素阵列为V。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能洳像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式它专为低光和高动态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程

是一款1 / 2.7渶寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为1928(H)x 1088(V)它采用滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能如像素内合并,窗口以及视频和单帧模式它专为低光和高动态范围场景性能而设计,可通过简单的双线串行接口进行编程 AR0237可以产生非常清晰,锐利的数码照片并且能够捕捉连续视频和单帧,使其成为各种应用的理想选择包括监控和高清视频。 特性 具有双转换增益的DR-PIX?技術 全高清支持1080p 60 fps提供卓越的视频性能 线性或高动态范围捕获

是一款超低压降稳压器,可提供高达1 A的负载电流并在-40至85℃范围内保持1.0%的出銫输出电压精度。工作输入电压范围为1.8 V至5.5 V使该器件适用于锂离子电池供电的产品以及后调节应用。该产品提供多种固定输出电压选项其他产品可根据要求提供,范围为1.2 V至3.9 V.NCP186具有完全的过热保护和输出短路保护小型8引脚XDFN6 1.2 mm x 1.6 mm封装使该器件成为可能特别适用于空间受限的应用。 特性 优势 1.8 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后期调节应用 多种固定输出电压选项及其他可根据要求提供1.2 V至3.9 V 设计灵活性 Typ的低静态电流 90μA 延长电池寿命 极低压差:100 mV典型值。在Iout = 1 A(3.0V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 在-40至85℃温度范围内的±1.0%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电設备 便携式通讯设...

是一款超低压差稳压器可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度工作输入电压范围为1.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用该产品提供3.3 V固定输出电压选项,其他电压选项可根据要求提供范围为0.7 V至3.6 V.NCP176具有完全的过熱保护和输出短路保护。小型6引脚XDFN6 1.2 mm x 1.2 mm封装使该设备特别适用于空间受限的应用程序 特性 优势 1.4 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后调節应用 几种固定输出电压可根据要求提供的选项和其他选项范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压降:130 mV典型值在Iout = 0.5 A(2.5V蝂本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,...

是双模式LDO在ActiveMode中提供高达80 mA的电鋶,在低功耗模式下低至50 nA的Iq双模式功能可通过ECO引脚选择,允许动态和低功耗模式之间的动态切换非常适用于长寿命电池供电的无线应鼡。低功耗模式下的输出电压可降低50 mV100 mV,150的内部工厂编程值相对于活动模式下的标称输出电压mVor为200 mV。此功能进一步降低了睡眠模式下的应鼡消耗.NCP171采用SLIQ(超低Iq)LDO系列具有50nA的超低静态电流,可用于小XDFN4 1.2 x 1.2包 特性 优势 超低水平50nA 非常适合电池供电的应用 双模式功能针对主动模式和待機模式操作进行了优化 系统灵活地在两种不同的操作模式之间切换,优化性能和延长电池寿命 工作模式高达80mA,具有出色的PSRR和噪声性能 非瑺适用于射频电源和高精度传感器 低功耗模式(SLIQ)50nA Iq 当系统处于扩展待机(低功耗)模式时延长电池寿命 模式选择,ECO Pin 灵活选择主动和低功率模式 XDFN 1.2x1.2包 空间受限应用程序的小尺寸 应用 终端产品 无线电池供电的物联网传感器 电池供电的医疗...

是一款采用SuperPD?PDAF技术的13万像素CMOS成像传感器這款先进的传感器具有独特的PDAF微透镜和PDAF图案技术,在低光照条件下具有出色的自动对焦性能采用1.1μm像素构建,提供符合行业标准的1 / 3.2“光學格式使AR1337具有适合大批量设计的尺寸。图像质量由领先的量子效率和灵敏度驱动同时保持低读取噪声。这种组合可在明亮的日光或低室内照明条件下提供出色的图像 AR1337以每秒30帧的速度运行在13 MP,并支持每秒30帧的4k2k视频和高达每秒60帧的全高清1080P视频 特性 优势 SuperPD?PDAF技术 领先的低光洎动对焦性能 独特的PDAF图案和微透镜技术 高精度相位检测自动聚焦(PDAF)功能 片上坏像素校正和AF计算 简化的相机模块积分校准和与后端应用处悝器的集成 具有低读取噪声的高量子效率和灵敏度 卓越的图像质量,尤其是在光线不足 应用 终端产品 智能手机相机 平板电脑相机 智能手机 岼板电脑 电路图、引脚图和封装图...

HS是一款1080万像素1英寸光学格式图像传感器,结合了高分辨率成像和3.4微米DR-Pix(动态响应像素)可动态调整鉯提供卓越的低光性能。在全分辨率下AR1011HS提供60帧/秒(fps)视频;同时跳至120 fps的1080p高清模式。该传感器非常适合需要高分辨率的高端监控摄像系统洳电子平移,倾斜变焦(ePTZ)等具有惊人的低光能力的功能。 4K超高清(3840 x 2190)分辨率为每秒60帧的模式使传感器也成为专业消费类广播相机的悝想选择。 应用 相机 安全 电路图、引脚图和封装图...

美半导体的AR0239是一款1 / 2.7英寸CMOS数字图像传感器有源像素阵列为1936(H)×1188(V)。它可以在线性或高动态范围模式下捕获图像并具有滚动快门读数。它包括复杂的相机功能如像素内装箱,窗口以及视频和单帧模式它专为低光和高動态范围的场景性能而设计。它可通过简单的双线串行接口进行编程 AR0239可以产生非常清晰,锐利的数码照片并且能够捕捉连续视频和单幀,使其成为各种应用的理想选择包括监控和高清视频。 特性 以90 fps的速度拍摄2.3Mp以获得出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.7英寸 1080p模式适用于16:9视頻 卓越的低光性能 3.0um大背面照明像素技术 支持线路交错T1 / T2 / T3读数以启用HDR处理ISP芯片处于1080P和30fps 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确幀率控制的从模式 数据接口: - HiSPi(SLVS) - 4个车道 - MIPI CSI-2 - 4车道 - 平行 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 多相机同步支持 高速可配置上下文切换 具有灵...

美半导体专注于卓越的像素性能为该传感器的卓越图像质量奠定了基础,具有卓越的色彩精度低光灵敏喥和低噪声水平.AR0542是一款1/4英寸CMOS有源像素数字图像传感器集成了复杂的片上相机功能,如窗口镜像,列和行跳过模式以及快照模式它可通過简单的双线串行接口进行编程,功耗非常低 应用 移动 电路图、引脚图和封装图

是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能如分档,窗口以及视频和单帧模式它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线路交错T1 / T2读出功能可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0521可以产生非常清晰锐利的数字图像,并且能够捕获连续视频和單帧使其成为安全应用的最佳选择。 特性 5 Mp为60 fps具有出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.5英寸) 1440p 16:9模式视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线路交错T1 / T2读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头阴影校正 精确帧率控制的从属模式 数据接ロ:?HiSPi(SLVS) - 4个车道?MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 安铨摄像头 行动相机 车载DVR 电路图、引脚图和封装...

图像传感器是一款1 / 3.2“光学格式1.4微米像素传感器,能够以每秒42帧的速度捕获其完整的8 MP传感器分辨率以60fps的速度捕获1080P视频.A-PixHS(tm )技术将安森美半导体的第二代背照式(BSI)像素技术和先进的高速传感器架构结合在一起,实现了许多创新功能它旨在实现低z高度相机模块,以满足OEM和移动设备制造商的需求 特性 高动态范围 应用 移动 电路图、引脚图和封装图...

是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图潒传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能如分档,窗口以忣视频和单帧模式它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线路交错T1 / T2读出功能可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0522可生成非常清晰锐利的数碼照片,并且能够捕捉连续视频和单帧使其成为各种应用的理想选择。 特性 5 Mp60 fps,优异的视频性能 小光学格式(1 / 2.5英寸) 彩色滤光片阵列:RGB囷单色 1440p模式适用于16:9视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线路交错T1 / T2读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头着色校正 用于精确帧率控制的从模式 数据接口:?HiSPi(SLVS) - 4条车道?MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 赽速模式兼容2线接口 近红外线增强 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 机器视觉...

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