১.৮ মিমি গোলাকার সাবমিনিয়েচার সিলিকন পিআইএন ফটোডায়োড পিডি৪২-২১বি/টিআর৮ ডেটাশিট - মাত্রা ১.৮ মিমি ব্যাস - কালো লেন্স - বাংলা প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

পিডি৪২-২১বি/টিআর৮ হল একটি উচ্চ-গতি, উচ্চ-সংবেদনশীল সিলিকন পিআইএন ফটোডায়োড যা ইনফ্রারেড শনাক্তকরণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। মিনিয়েচার ১.৮ মিমি ব্যাসের গোলাকার টপ-ভিউ লেন্স সারফেস-মাউন্ট ডিভাইস (এসএমডি) প্যাকেজে কালো প্লাস্টিক মোল্ড সহ আবদ্ধ, এই উপাদানটি সাধারণ ইনফ্রারেড নির্গমনকারী ডায়োডের সাথে মিল রেখে বর্ণালীগতভাবে অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। এর প্রাথমিক কাজ হল আপতিত আলো, বিশেষ করে ইনফ্রারেড বর্ণালীতে, বৈদ্যুতিক প্রবাহে রূপান্তর করা।

ডিভাইসের মূল সুবিধাগুলি এর দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময়, উচ্চ আলোক-সংবেদনশীলতা এবং ছোট জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স থেকে উদ্ভূত, যা এটিকে দ্রুত এবং নির্ভরযোগ্য আলো শনাক্তকরণের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। এটি স্বয়ংক্রিয় সমাবেশ প্রক্রিয়ার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ টেপ-এন্ড-রিল ফরম্যাটে সরবরাহ করা হয়, সীসামুক্ত (Pb-free), RoHS সম্মত, EU REACH সম্মত এবং হ্যালোজেন-মুক্ত হওয়ার মাধ্যমে আধুনিক পরিবেশগত মান মেনে চলে।

২. প্রযুক্তিগত প্যারামিটার গভীর বিশ্লেষণ

২.১ পরম সর্বোচ্চ রেটিং

এই রেটিংগুলি সেই সীমা নির্ধারণ করে যার বাইরে ডিভাইসের স্থায়ী ক্ষতি হতে পারে। এই শর্তে অপারেশন নিশ্চিত নয়।

• রিভার্স ভোল্টেজ (VR):৩২ ভি - ফটোডায়োড টার্মিনাল জুড়ে বিপরীত বায়াসে প্রয়োগ করা যেতে পারে এমন সর্বোচ্চ ভোল্টেজ।
• অপারেটিং তাপমাত্রা (Topr):-২৫°C থেকে +৮৫°C - স্বাভাবিক ডিভাইস অপারেশনের জন্য পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার পরিসর।
• সংরক্ষণ তাপমাত্রা (Tstg):-৪০°C থেকে +৮৫°C - অপারেশনবিহীন সংরক্ষণের জন্য তাপমাত্রার পরিসর।
• সোল্ডারিং তাপমাত্রা (Tsol):২৬০°C সর্বোচ্চ ৫ সেকেন্ডের জন্য - রিফ্লো সোল্ডারিংয়ের সময় সর্বোচ্চ তাপমাত্রার সীমা।
• পাওয়ার ডিসিপেশন (Pd):২৫°C তাপমাত্রায় ১৫০ মিলিওয়াট - ডিভাইসটি অপসারণ করতে পারে এমন সর্বোচ্চ শক্তি।

২.২ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য

এই প্যারামিটারগুলি, ২৫°C তাপমাত্রায় পরিমাপ করা, নির্দিষ্ট পরীক্ষার শর্তে ফটোডায়োডের কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করে।

• বর্ণালী ব্যান্ডউইথ (λ0.5):৭৩০ ন্যানোমিটার থেকে ১১০০ ন্যানোমিটার - তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর যেখানে ফটোডায়োডের রেসপন্সিভিটি তার শিখর মানের অন্তত অর্ধেক। এটি এর সংবেদনশীলতা উইন্ডো সংজ্ঞায়িত করে।
• শিখর সংবেদনশীলতা তরঙ্গদৈর্ঘ্য (λP):৯৪০ ন্যানোমিটার (সাধারণত) - আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য যেখানে ফটোডায়োড সবচেয়ে সংবেদনশীল। এটি এটিকে সাধারণ ৯৪০ ন্যানোমিটার আইআর এলইডিগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ করে।
• ওপেন-সার্কিট ভোল্টেজ (VOC):০.৪২ ভি (সাধারণত) Ee=৫ mW/cm², λP=৯৪০nm এ - আলোকিত অবস্থায় যখন কোনো কারেন্ট টানা হয় না (ওপেন সার্কিট) তখন ফটোডায়োড টার্মিনাল জুড়ে উৎপন্ন ভোল্টেজ।
• শর্ট-সার্কিট কারেন্ট (ISC):৪.০ μA (সাধারণত) Ee=১ mW/cm², λP=৮৭৫nm এ - আলোকিত অবস্থায় যখন এর টার্মিনাল শর্ট-সার্কিট করা থাকে তখন ফটোডায়োডের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট।
• রিভার্স লাইট কারেন্ট (IL):৪.০ μA (সাধারণত) Ee=১ mW/cm², λP=৮৭৫nm, VR=৫V এ - ডিভাইসটি বিপরীত বায়াসে থাকলে উৎপন্ন ফটোকারেন্ট। এটি বেশিরভাগ শনাক্তকরণ সার্কিটের জন্য প্রাথমিক অপারেটিং প্যারামিটার।
• ডার্ক কারেন্ট (ID):১০ nA (সর্বোচ্চ) VR=১০V এ - সম্পূর্ণ অন্ধকারে থাকা অবস্থায় প্রবাহিত ছোট বিপরীত লিকেজ কারেন্ট। কম মান ভালো সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও নির্দেশ করে।
• রিভার্স ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (VBR):৩২ ভি (ন্যূনতম), ১৭০ ভি (সাধারণত) IR=১০০μA এ - যে ভোল্টেজে বিপরীত কারেন্ট তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়। এই ভোল্টেজের কাছাকাছি বা উপরে অপারেশন ক্ষতি ঘটাতে পারে।

৩. কর্মক্ষমতা কার্ভ বিশ্লেষণ

ডেটাশিটে সাধারণ বৈশিষ্ট্য কার্ভ অন্তর্ভুক্ত রয়েছে যা একক-বিন্দু স্পেসিফিকেশনের বাইরে ডিভাইসের আচরণের চাক্ষুষ অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

৩.১ বর্ণালী সংবেদনশীলতা (চিত্র ১)

এই কার্ভটি আপতিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিপরীতে ফটোডায়োডের আপেক্ষিক রেসপন্সিভিটি প্লট করে। এটি গ্রাফিকভাবে ৯৪০ ন্যানোমিটারে বর্ণালী ব্যান্ডউইথ এবং শিখর সংবেদনশীলতা নিশ্চিত করে। কার্ভটি প্রায় ৭০০ ন্যানোমিটার থেকে সংবেদনশীলতার তীব্র বৃদ্ধি দেখায়, ৯৪০ ন্যানোমিটারে শিখরে পৌঁছায় এবং তারপর ১১০০ ন্যানোমিটারের দিকে ধীরে ধীরে কমতে থাকে। এই আকৃতি সিলিকন-ভিত্তিক ফটোডিটেক্টরের বৈশিষ্ট্যগত।

৩.২ রিভার্স লাইট কারেন্ট বনাম ইরেডিয়েন্স (চিত্র ২)

এই গ্রাফটি উৎপন্ন ফটোকারেন্ট (IL) এবং আপতিত আলোর পাওয়ার ঘনত্ব (Ee) এর মধ্যকার সম্পর্ক চিত্রিত করে। ফটোকন্ডাক্টিভ মোডে (বিপরীত বায়াসড) অপারেটিং একটি পিআইএন ফটোডায়োডের জন্য, এই সম্পর্ক সাধারণত একটি বিস্তৃত পরিসরে রৈখিক হয়। এই রৈখিকতা অ্যানালগ আলো সেন্সিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ যেখানে আউটপুট সিগন্যাল সরাসরি আলোর তীব্রতার সমানুপাতিক হতে হবে।

৪. যান্ত্রিক এবং প্যাকেজ তথ্য

৪.১ প্যাকেজ মাত্রা

পিডি৪২-২১বি/টিআর৮ হল একটি গোলাকার সাবমিনিয়েচার ডিভাইস যার বডি ব্যাস ১.৮ মিমি। বিস্তারিত যান্ত্রিক অঙ্কন সামগ্রিক উচ্চতা, লেন্সের আকৃতি, লিড স্পেসিং এবং প্যাড সুপারিশ সহ সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ মাত্রা প্রদান করে। প্রস্তাবিত প্যাড লেআউট রেফারেন্সের জন্য; ডিজাইনারদের তাদের নির্দিষ্ট পিসিবি ডিজাইন নিয়ম এবং তাপীয়/যান্ত্রিক প্রয়োজনীয়তার ভিত্তিতে সামঞ্জস্য করা উচিত। বিশেষভাবে উল্লেখ না করা পর্যন্ত সমস্ত মাত্রিক সহনশীলতা সাধারণত ±০.১ মিমি।

৪.২ পোলারিটি শনাক্তকরণ

ডিভাইসটির দুটি টার্মিনাল রয়েছে। একটি বিপরীত বায়াসড সার্কিটে সঠিক অপারেশনের জন্য সঠিক পোলারিটি সংযোগ অপরিহার্য। ডেটাশিট অঙ্কনে ক্যাথোড এবং অ্যানোড নির্দেশিত হয়েছে। সাধারণত, লম্বা লিড বা প্যাকেজের একটি নির্দিষ্ট চিহ্ন ক্যাথোড নির্দেশ করে। ক্যাথোডকে একটি বেশি ধনাত্মক ভোল্টেজের সাথে সংযোগ করা (বিপরীত বায়াসে) হল স্ট্যান্ডার্ড অপারেটিং শর্ত।

৪.৩ প্যাকেজিং স্পেসিফিকেশন

উপাদানটি ৭-ইঞ্চি ব্যাসের রিলে এমবসড ক্যারিয়ার টেপে সরবরাহ করা হয়। টেপের মাত্রা (পকেট সাইজ, পিচ ইত্যাদি) স্ট্যান্ডার্ড এসএমডি পিক-এন্ড-প্লেস সরঞ্জামের সাথে সামঞ্জস্য নিশ্চিত করার জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছে। প্রতিটি রিলে ১০০০ টি টুকরা থাকে, যা মাঝারি আয়তনের উৎপাদনের জন্য একটি সাধারণ পরিমাণ।

৫. সোল্ডারিং এবং সমাবেশ নির্দেশিকা

৫.১ রিফ্লো সোল্ডারিং প্রোফাইল

ডিভাইসটি সীসামুক্ত (Pb-free) রিফ্লো সোল্ডারিং প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত। সর্বোচ্চ শিখর তাপমাত্রা ২৬০°C অতিক্রম করা উচিত নয়, এবং ২৬০°C এর উপরে সময় সীমিত করা উচিত। প্লাস্টিক প্যাকেজ এবং অভ্যন্তরীণ ডাই সংযুক্তিতে তাপীয় চাপের ক্ষতি রোধ করতে রিফ্লো চক্রের মোট সংখ্যা দুইটির বেশি হওয়া উচিত নয়।

৫.২ হ্যান্ড সোল্ডারিং

যদি ম্যানুয়াল সোল্ডারিং প্রয়োজন হয়, অত্যন্ত সতর্কতা অবলম্বন করতে হবে। সোল্ডারিং আয়রন টিপের তাপমাত্রা ৩৫০°C এর নিচে হওয়া উচিত, এবং প্রতি লিডের জন্য যোগাযোগের সময় ৩ সেকেন্ড বা তার কম সীমিত করা উচিত। একটি কম-পাওয়ার আয়রন (≤২৫W) সুপারিশ করা হয়। স্থানীয় অতিরিক্ত গরম হওয়া রোধ করতে প্রতিটি টার্মিনাল সোল্ডারিংয়ের মধ্যে একটি কুলিং ব্যবধান রাখা উচিত।

৫.৩ রিওয়ার্ক এবং মেরামত

প্রাথমিক সোল্ডারিংয়ের পরে রিওয়ার্ক করা দৃঢ়ভাবে নিরুৎসাহিত করা হয়। যদি এড়ানো না যায়, একটি বিশেষায়িত ডাবল-হেড সোল্ডারিং আয়রন ব্যবহার করা উচিত উভয় টার্মিনাল একই সাথে গরম করার জন্য, অতিরিক্ত যান্ত্রিক চাপ প্রয়োগ না করে নিরাপদ অপসারণের অনুমতি দেয়। রিওয়ার্ক থেকে ডিভাইসের কর্মক্ষমতার উপর সম্ভাব্য প্রভাব আগে থেকেই মূল্যায়ন করা আবশ্যক।

৬. সংরক্ষণ এবং হ্যান্ডলিং সতর্কতা

• আর্দ্রতা সংবেদনশীলতা:ডিভাইসটি আর্দ্রতা-সংবেদনশীল। ব্যবহারের জন্য প্রস্তুত না হওয়া পর্যন্ত ব্যাগ খোলা উচিত নয়। প্রি-কন্ডিশনিং স্টোরেজ ≤৩০°C এবং ≤৯০% RH এ হওয়া উচিত।
• ফ্লোর লাইফ:আর্দ্রতা বাধা ব্যাগ খোলার পরে, উপাদানগুলি ১৬৮ ঘন্টার (৭ দিন) মধ্যে ব্যবহার করতে হবে যদি ≤৩০°C এবং ≤৬০% RH এ সংরক্ষণ করা হয়।
• বেকিং:যদি স্টোরেজ সময় অতিক্রম করা হয় বা ডেসিক্যান্ট উচ্চ আর্দ্রতা নির্দেশ করে, তাহলে ৬০±৫°C তাপমাত্রায় ২৪ ঘন্টার জন্য একটি বেকিং চিকিত্সা প্রয়োজন শোষিত আর্দ্রতা অপসারণ করতে এবং রিফ্লোর সময় "পপকর্নিং" প্রতিরোধ করতে।

৭. অ্যাপ্লিকেশন পরামর্শ

৭.১ সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট

প্রাথমিক অ্যাপ্লিকেশন হল একটি উচ্চ-গতির ফটোডিটেক্টর হিসেবে। একটি সাধারণ সার্কিটে, ফটোডায়োডটি তার সর্বোচ্চ রেটিংয়ের নিচে একটি ভোল্টেজ দিয়ে বিপরীত বায়াস করা হয় (যেমন, পরীক্ষার শর্তে ৫V)। ফটোকারেন্ট (IL) একটি লোড রেজিস্টর (RL) এর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়। RL জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ, যা আলোর তীব্রতার সমানুপাতিক, তারপর একটি পরবর্তী ট্রান্সইমপিডেন্স অ্যামপ্লিফায়ার (TIA) বা ভোল্টেজ অ্যামপ্লিফায়ার দ্বারা পরিবর্ধিত হয়। দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময় এটিকে পালসড লাইট ডিটেকশন এবং ডেটা কমিউনিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

৭.২ ডিজাইন বিবেচনা

• বায়াস ভোল্টেজ:অপটিমাল গতি এবং রৈখিকতার জন্য একটি বিপরীত বায়াস ভোল্টেজ (যেমন, ৫V) সুপারিশ করা হয়। উচ্চতর বায়াস জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স আরও কমাতে পারে, ব্যান্ডউইথ বৃদ্ধি করে, কিন্তু অবশ্যই V এর নিচে থাকতে হবে।_R.
• কারেন্ট লিমিটিং/প্রোটেকশন:সতর্কতায় উল্লিখিত হিসাবে, ফটোডায়োড নিজেই কারেন্ট সীমাবদ্ধ করে না। এমন সার্কিটে যেখানে এটি উচ্চ-তীব্রতার আলোর সংস্পর্শে আসতে পারে বা ভুলভাবে সংযুক্ত হতে পারে, জাংশন ক্ষতি করতে পারে এমন অতিরিক্ত কারেন্ট প্রতিরোধের জন্য একটি সিরিজ রেজিস্টর প্রয়োজন হতে পারে।
• অপটিক্যাল ডিজাইন:কালো লেন্স ভ্রাম্যমাণ আলো সংবেদনশীলতা কমাতে সাহায্য করে। সর্বোত্তম কর্মক্ষমতার জন্য, ফটোডায়োডটি একটি আইআর উৎস (যেমন একটি ৮৫০nm বা ৯৪০nm এলইডি) এবং সম্ভাব্যভাবে একটি অপটিক্যাল ফিল্টারের সাথে জোড়া দেওয়া উচিত অবাঞ্ছিত পরিবেষ্টিত আলো ব্লক করতে, বিশেষ করে দৃশ্যমান আলো যা এটি কিছু পরিমাণে শনাক্ত করতে পারে।

৭.৩ অ্যাপ্লিকেশন দৃশ্যকল্প

• উচ্চ-গতি ফটো শনাক্তকরণ:লাইট ব্যারিয়ার সিস্টেম, বস্তু গণনা এবং এনকোডারের জন্য উপযুক্ত যেখানে দ্রুত অন/অফ আলোর রূপান্তর শনাক্ত করতে হয়।
• কপিয়ার এবং স্ক্যানার:ডকুমেন্ট উপস্থিতি, পেপার জ্যাম শনাক্ত করতে একটি সেন্সর হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে, বা কন্টাক্ট ইমেজ সেন্সর (CIS) এ ইমেজ সেন্সিং অ্যারের অংশ হিসাবে।
• গেম মেশিন এবং কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স:আইআর রিমোট কন্ট্রোল রিসিভার, প্রক্সিমিটি সেন্সর এবং জেসচার রিকগনিশন সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।
• ইনফ্রারেড প্রয়োগকৃত সিস্টেম:যে কোনো সিস্টেম যা ডেটা ট্রান্সমিশন, দূরত্ব পরিমাপ (টাইম-অফ-ফ্লাইট) বা সাধারণ উপস্থিতি শনাক্তকরণের জন্য মডিউলেটেড বা পালসড ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে।

৮. প্রযুক্তিগত তুলনা এবং পার্থক্য

স্ট্যান্ডার্ড পিএন ফটোডায়োডের তুলনায়, পিআইএন কাঠামো মূল সুবিধা প্রদান করে: একটি বিস্তৃত ডিপ্লেশন অঞ্চল ("I" বা অন্তর্নিহিত স্তর) যা ফলাফলস্বরূপনিম্ন জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স(দ্রুত প্রতিক্রিয়া সক্ষম করে) এবং এটি কম বিপরীত বায়াস ভোল্টেজে দক্ষতার সাথে কাজ করতে দেয়। ছোট ১.৮ মিমি প্যাকেজ এটিকে স্থান-সীমিত ডিজাইনের জন্য আদর্শ করে তোলে। কালো লেন্স পরিষ্কার-লেন্স বৈকল্পিকের তুলনায় একটি ডিগ্রী অন্তর্নির্মিত দৃশ্যমান আলো দমন প্রদান করে, যা আইআর-নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনে উপকারী।

৯. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (প্রযুক্তিগত প্যারামিটারের উপর ভিত্তি করে)

প্র: শর্ট-সার্কিট কারেন্ট (I_SC) এবং রিভার্স লাইট কারেন্ট (I_L) এর মধ্যে পার্থক্য কী?

উ: I_SCডায়োড জুড়ে শূন্য ভোল্টেজ দিয়ে পরিমাপ করা হয় (ফটোভোলটাইক মোড)। I_Lএকটি বিপরীত বায়াস প্রয়োগ করে পরিমাপ করা হয় (ফটোকন্ডাক্টিভ মোড)। I_Lসাধারণত সার্কিট ডিজাইনে ব্যবহৃত প্যারামিটার কারণ এটি আরও স্থিতিশীল এবং রৈখিক, এবং বিপরীত বায়াস প্রতিক্রিয়া গতি বাড়ায়।

প্র: ডার্ক কারেন্ট কেন গুরুত্বপূর্ণ?

উ: ডার্ক কারেন্ট হল ফটোডায়োডের নয়েজ ফ্লোর। কম আলোর অ্যাপ্লিকেশনে, একটি উচ্চ ডার্ক কারেন্ট ছোট ফটোকারেন্ট সিগন্যালকে আড়াল করতে পারে, সংবেদনশীলতা এবং সিগন্যাল-টু-নয়েজ রেশিও কমিয়ে দেয়। একটি সিলিকন ফটোডায়োডের জন্য সর্বোচ্চ ১০ nA স্পেক বেশ কম।

প্র: আমি কি এটি একটি দৃশ্যমান আলোর উৎসের সাথে ব্যবহার করতে পারি?

উ: হ্যাঁ, কিন্তু কম দক্ষতার সাথে। বর্ণালী প্রতিক্রিয়া কার্ভ দেখায় যে এটি ~৭৩০nm থেকে সংবেদনশীল, তাই এটি লাল এবং নিকট-ইনফ্রারেড আলো ভালভাবে শনাক্ত করবে। দৃশ্যমান আলোর সাথে সর্বোত্তম কর্মক্ষমতার জন্য (যেমন, নীল বা সবুজ), একটি ভিন্ন বর্ণালী শিখর সহ একটি ফটোডায়োড আরও উপযুক্ত হবে।

১০. অপারেশনাল নীতি

একটি পিআইএন ফটোডায়োড হল একটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যার একটি পি-টাইপ অঞ্চল, একটি অন্তর্নিহিত (অ-ডোপড) অঞ্চল এবং একটি এন-টাইপ অঞ্চল রয়েছে। যখন বিপরীত বায়াস করা হয়, একটি বিস্তৃত ডিপ্লেশন অঞ্চল প্রাথমিকভাবে অন্তর্নিহিত স্তর জুড়ে গঠিত হয়। সেমিকন্ডাক্টরের ব্যান্ডগ্যাপের চেয়ে বেশি শক্তি সহ আপতিত ফোটন শোষিত হয়, ইলেকট্রন-হোল জোড় তৈরি করে। ডিপ্লেশন অঞ্চলে শক্তিশালী বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এই জোড়গুলিকে দ্রুত পৃথক করে, তাদেরকে সংশ্লিষ্ট টার্মিনালে প্রবাহিত হতে দেয়, যার ফলে একটি ফটোকারেন্ট তৈরি হয় যা আপতিত আলোর তীব্রতার সমানুপাতিক। অন্তর্নিহিত স্তর ক্যাপাসিট্যান্স কমায় এবং একটি বিস্তৃত এলাকা জুড়ে দক্ষ ক্যারিয়ার সংগ্রহ করতে দেয়, গতি এবং কোয়ান্টাম দক্ষতা বাড়ায়।