Fiche technique Photodiode PD333-3B/L3 5mm - Diamètre 5mm - Lentille noire - Haute sensibilité - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le PD333-3B/L3 est une photodiode PIN au silicium haute performance encapsulée dans un boîtier plastique standard de 5 mm de diamètre. Sa fonction principale est de convertir la lumière incidente, en particulier dans le spectre infrarouge, en un courant électrique. Le dispositif se caractérise par son temps de réponse rapide et sa haute photosensibilité, le rendant adapté aux applications nécessitant une détection de lumière précise et rapide. Le matériau de la lentille en époxy noir assure une sensibilité optimale au rayonnement infrarouge tout en fournissant un certain filtrage de la lumière ambiante.

1.1 Caractéristiques et avantages principaux

• Temps de réponse rapide :Permet la détection de signaux lumineux à variation rapide, essentiel pour les communications et la détection haute vitesse.
• Haute photosensibilité :Fournit un signal électrique fort à partir de faibles niveaux de lumière, améliorant le rapport signal sur bruit.
• Faible capacité de jonction :Contribue au temps de réponse rapide et permet un fonctionnement à des fréquences plus élevées.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux normes RoHS, REACH de l'UE et sans halogène (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm).
• Boîtier standard :Le format 5mm est largement utilisé et compatible avec les supports de montage courants.

1.2 Applications cibles

Cette photodiode est conçue pour être utilisée dans divers systèmes électroniques où une détection de lumière fiable est primordiale.

• Photodétecteurs haute vitesse (par ex., dans les liaisons de données optiques, les codeurs).
• Systèmes de sécurité et de surveillance (par ex., capteurs de rupture de faisceau, détecteurs de mouvement).
• Systèmes de caméra (par ex., pour le contrôle d'exposition, la mesure de lumière).
• Capteurs d'automatisation industrielle.
• Électronique grand public avec détection de proximité ou de lumière ambiante.

2. Spécifications techniques et analyse approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Tension inverse	VR	32	V
Température de fonctionnement	TT_opr	-25 à +85	°C
Température de stockage	TT_stg	-40 à +100	°C
Température de soudure	TT_sol	260	260 °C (durée limitée)
Puissance dissipée	PC	150	P_d

Considération de conception :La tension inverse maximale de 32V offre une bonne marge de sécurité pour les circuits de polarisation typiques. La température de soudure indique une compatibilité avec les processus de refusion standard sans plomb, mais le temps au-dessus du liquidus doit être contrôlé.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ta=25°C)

Ces paramètres définissent la performance du dispositif dans des conditions de test spécifiées.

Paramètre	Symbole	Min.	Typ.	Max.	Unité	Condition de test
Largeur de bande spectrale (0.5 responsivité)	λ0.5	840	--	1100	λ	--
Longueur d'onde de sensibilité maximale	λP	--	940	--	λ_p	--
Tension en circuit ouvert	VOC	--	0.44	--	V	EeV_OCpmV
Courant de court-circuit	ISC	--	10	--	I_SC	EeμApCourant photoélectrique inverse
I_L	IL	10	--	--	μA	EeCourant d'obscurité inversepI_DRnA
Tension de claquage inverse	ID	--	--	10	V_BR	EeVRCapacité totale
C_T	VBR	32	170	--	V	EepFRTemps de montée / descente
t_r / t_f	Ct	--	10	--	ns	EeAnalyse technique :RLa réponse spectrale de 840nm à 1100nm, avec un pic à 940nm, identifie clairement ce dispositif comme sensible à l'infrarouge. Le courant photoélectrique typique de 10μA à une irradiance de 1mW/cm² définit sa sensibilité. Le faible courant d'obscurité (max 10nA) est crucial pour détecter des signaux faibles. Le temps de réponse de 10ns confirme sa capacité pour les applications haute vitesse. La capacité de jonction de 10pF est un facteur clé déterminant la constante de temps RC du circuit de détection.
2.3 Système de classement (Rang I_L)	trLes photodiodes sont triées (classées) en fonction de leur Courant Photoélectrique Inverse (I_L) mesuré dans des conditions standard (E_e=1mW/cm², λ=940nm, V_R=5V). Cela assure une cohérence de sensibilité pour les lots de production.f	--	10	--	Numéro de classement	VRBIN1LBIN2

BIN3BIN4

I_L min (μA)_LI_L max (μA)

Implication pour la conception :_LPour les applications nécessitant un appariement précis de la sensibilité entre plusieurs capteurs, spécifier un classement particulier ou un mélange de classements peut être nécessaire pour maintenir l'uniformité des performances du système._e3. Analyse des courbes de performance_pLa fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent comment les paramètres clés varient avec les conditions de fonctionnement._R3.1 Sensibilité spectrale

La courbe de réponse spectrale montre la sensibilité relative du dispositif en fonction des longueurs d'onde. Elle atteint un pic à 940nm (infrarouge proche) et présente une réponse significative entre environ 840nm et 1100nm. Cela la rend idéale pour une utilisation avec des LED infrarouges courantes à 850nm ou 940nm. La lentille noire aide à atténuer la lumière visible, réduisant le bruit des sources ambiantes.	3.2 Dépendance à la température	Deux courbes clés illustrent les effets de la température :	Courant d'obscurité inverse vs. Température ambiante :	Le courant d'obscurité (I_D) augmente de façon exponentielle avec la température. C'est une propriété fondamentale des semi-conducteurs. À des températures élevées (par ex., près de la température maximale de fonctionnement de 85°C), le courant d'obscurité peut devenir significatif, masquant potentiellement les signaux optiques faibles. Les concepteurs doivent en tenir compte dans les environnements à haute température.
Puissance dissipée vs. Température ambiante :LLa puissance maximale admissible diminue à mesure que la température ambiante augmente. Cette courbe de déclassement est essentielle pour garantir que le dispositif ne surchauffe pas sous sa propre charge électrique, bien que pour les photodiodes fonctionnant principalement en mode photovoltaïque ou à faible courant, cela soit souvent moins critique que pour les dispositifs de puissance.	10	20	30	40
3.3 Linéarité et réponse dynamiqueLCourant photoélectrique inverse vs. Irradiance (E_e) :	20	30	40	50

Cette courbe montre généralement une relation linéaire entre la puissance lumineuse incidente et le photocourant généré sur plusieurs décades. Cette linéarité est un avantage clé des photodiodes PIN pour les applications de mesure de lumière.Capacité terminale vs. Tension inverse :

La capacité de jonction (C_T) diminue avec l'augmentation de la tension de polarisation inverse. Une capacité plus faible entraîne une constante de temps RC plus petite, permettant une réponse plus rapide du circuit. Les concepteurs peuvent échanger une tension de polarisation plus élevée (et donc un courant d'obscurité légèrement plus élevé) contre une vitesse améliorée.

Temps de réponse vs. Résistance de charge :

Le temps de montée/descente (t_r/t_f) augmente avec une résistance de charge (R_L) plus grande en raison de la constante RC plus importante formée par la capacité de jonction de la photodiode et la charge. Pour les applications haute vitesse, une résistance de charge de faible valeur ou une configuration d'amplificateur de transimpédance est préférable.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif utilise un boîtier radial standard de 5 mm de diamètre. Le dessin dimensionnel spécifie le diamètre du corps, l'espacement des broches, le diamètre des broches et les dimensions globales. Une tolérance typique de ±0.25mm est appliquée, sauf indication contraire sur des dimensions spécifiques. Le boîtier est en plastique noir (époxy) avec une lentille sur le dessus.4.2 Identification de la polaritéLa cathode est généralement identifiée par une broche plus longue, un méplat sur le bord du boîtier ou un autre marquage selon le dessin du boîtier. La polarité correcte doit être respectée lors du branchement du dispositif dans un circuit, la cathode étant connectée à la tension la plus positive en polarisation inverse._D5. Recommandations d'assemblage et de manipulation5.1 SoudureLe dispositif peut supporter une température de soudure maximale de 260°C, ce qui correspond aux profils de refusion sans plomb courants. Cependant, la durée d'exposition à des températures supérieures au point liquidus de la soudure doit être minimisée pour éviter les contraintes thermiques sur le boîtier et la puce semi-conductrice. La soudure manuelle avec un fer à température contrôlée est également acceptable, en veillant à limiter le temps de chauffage des broches.

5.2 Stockage et manipulation

Les dispositifs doivent être stockés dans leurs sacs d'origine barrière à l'humidité dans un environnement situé dans la plage de température de stockage (-40°C à +100°C) et à faible humidité. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées lors de la manipulation, car la jonction semi-conductrice peut être endommagée par l'électricité statique._e6. Informations sur l'emballage et la commande6.1 Spécifications de l'emballageLe format d'emballage standard est :200 à 500 pièces par sachet._t5 sachets par boîte intérieure.10 boîtes par carton maître.Cet emballage en vrac convient aux lignes d'assemblage automatisées._r6.2 Informations sur l'étiquette_fL'étiquette du produit contient des informations clés pour la traçabilité et l'identification :_LP/N :

Numéro de produit (par ex., PD333-3B/L3).

CAT :

Rang d'intensité lumineuse (correspond au classement I_L).

LOT No :

Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité.

Code date.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Configuration du circuit

Les photodiodes PIN peuvent être utilisées dans deux modes principaux :

Mode photovoltaïque (Polarisation nulle) :

La diode n'est pas polarisée extérieurement. Elle génère une tension et un courant lorsqu'elle est éclairée. Ce mode offre un courant d'obscurité très faible et une bonne linéarité à de faibles niveaux de lumière, mais a une réponse plus lente en raison d'une capacité de jonction plus élevée.

Mode photoconducteur (Polarisation inverse) :

Une tension inverse est appliquée. Cela réduit la capacité de jonction (accélérant la réponse) et élargit la région de déplétion (améliorant l'efficacité). C'est le mode préféré pour les applications haute vitesse et haute linéarité, bien que le courant d'obscurité soit plus élevé.

• 7.2 Électronique d'interface
• Pour une sortie en courant, un amplificateur de transimpédance (TIA) est souvent utilisé pour convertir le faible courant de la photodiode en un signal de tension utilisable tout en maintenant un court-circuit virtuel aux bornes de la diode (la maintenant effectivement à polarisation nulle). Pour une sortie en tension en mode photovoltaïque, un amplificateur à haute impédance d'entrée (par ex., un ampli-op à entrée JFET ou CMOS) doit être utilisé pour éviter de charger le signal.
• 7.3 Considérations optiques

Pour maximiser les performances :

Aligner la source de lumière infrarouge sur la longueur d'onde de sensibilité maximale (940nm).

Utiliser des filtres optiques appropriés pour bloquer la lumière ambiante indésirable, surtout si l'on opère dans des environnements avec des sources de lumière visible puissantes.

• Prendre en compte la sensibilité angulaire de la photodiode ; la lentille du boîtier a un angle de vision spécifique.8. Comparaison et différenciation technique
• Comparé aux phototransistors, la photodiode PIN PD333-3B/L3 offre :Réponse plus rapide :_LLes photodiodes sont intrinsèquement plus rapides que les phototransistors en raison de l'absence d'effets de stockage de charge associés au gain du transistor.
• Meilleure linéarité :Le photocourant est plus linéairement proportionnel à l'intensité lumineuse sur une plage plus large.
• Bruit plus faible :

Généralement, elle présente de meilleures performances en termes de bruit, bénéfique pour détecter des signaux faibles.

Pas de gain interne :

Ne fournit qu'un gain unitaire (idéalement, une paire électron-trou par photon), nécessitant une amplification externe, tandis que les phototransistors fournissent un gain de courant interne (bêta).Le choix dépend du besoin de l'application en matière de vitesse/linéarité (photodiode) par rapport à une haute sensibilité avec un circuit simple (phototransistor).9. Questions fréquemment posées (FAQ)9.1 Quelle est la différence entre les paramètres I_SC et I_L ?Courant de court-circuit (I_SC) :

Mesuré avec zéro volt aux bornes de la diode (mode photovoltaïque). Il représente le photocourant maximum que le dispositif peut générer sous un éclairement donné.

Courant photoélectrique inverse (I_L) :

Mesuré avec une tension de polarisation inverse spécifiée appliquée (mode photoconducteur). C'est le paramètre utilisé pour le système de classement et est souvent le courant de fonctionnement pertinent dans les circuits pratiques.

9.2 Comment sélectionner le bon classement pour mon application ?

• Si votre conception de circuit a un gain fixe et nécessite un niveau de signal de sortie spécifique pour une entrée lumineuse donnée, choisissez un classement qui fournit la plage I_L nécessaire. Pour les applications utilisant une rétroaction ou un contrôle automatique de gain, un classement plus large ou n'importe quel classement peut être acceptable. Pour les réseaux multi-capteurs, spécifier un seul classement serré assure l'uniformité.
• 9.3 Ce capteur peut-il être utilisé pour la détection de lumière visible ?
• Bien qu'il ait une sensibilité résiduelle dans le spectre rouge visible (près de 700nm), sa réponse est optimisée pour l'infrarouge proche (840-1100nm). La lentille noire atténue davantage la lumière visible. Pour une détection primaire de lumière visible, une photodiode avec une lentille claire et un pic spectral dans la plage visible (par ex., 550nm pour le vert) serait plus appropriée.

10. Principe de fonctionnement

Une photodiode PIN est un dispositif semi-conducteur avec une large région intrinsèque (I) légèrement dopée prise en sandwich entre des régions de type P et de type N. Lorsque des photons dont l'énergie est supérieure à la largeur de bande interdite du semi-conducteur sont absorbés dans la région intrinsèque, ils créent des paires électron-trou. Sous l'influence du champ électrique interne (en mode photovoltaïque) ou d'un champ de polarisation inverse appliqué (en mode photoconducteur), ces porteurs de charge sont séparés, générant un photocourant mesurable proportionnel à l'intensité lumineuse incidente. La large région intrinsèque permet une absorption efficace des photons et réduit la capacité de jonction, permettant un fonctionnement à haute vitesse.

• 11. Tendances de l'industrieLe marché des photodiodes infrarouges continue de croître, porté par les applications dans :
• Automobile :LiDAR pour la conduite autonome, détection d'occupation dans l'habitacle.
• Électronique grand public :Capteurs de proximité, reconnaissance faciale, surveillance du rythme cardiaque dans les wearables.
• IoT industriel :Vision industrielle, surveillance d'état, détection de niveau.

Communications :

Liaisons de données optiques à courte portée (VLC, IRDA).

Les tendances incluent une miniaturisation accrue (vers des boîtiers à l'échelle de la puce), l'intégration avec l'amplification et le traitement du signal sur puce (créant des capteurs optiques intelligents), et l'amélioration des métriques de performance comme un courant d'obscurité plus faible et une vitesse plus élevée pour répondre aux exigences des technologies émergentes comme la détection par temps de vol (ToF)._SCAvertissement : Les informations fournies dans ce document technique sont basées sur la fiche technique référencée et sont à titre informatif uniquement. Les spécifications sont sujettes à modification. Reportez-vous toujours à la dernière documentation officielle pour les travaux de conception critiques. Les graphiques et valeurs typiques ne représentent pas des spécifications garanties. Le fabricant n'assume aucune responsabilité pour les applications ne respectant pas les valeurs maximales absolues ou les directives d'utilisation appropriées._Lparameters?

Short-Circuit Current (I_SC):Measured with zero volts across the diode (photovoltaic mode). It represents the maximum photocurrent the device can generate under given illumination.Reverse Light Current (I_L):Measured with a specified reverse bias voltage applied (photoconductive mode). This is the parameter used for the binning system and is often the relevant operating current in practical circuits.

.2 How do I select the correct bin for my application?

If your circuit design has a fixed gain and requires a specific output signal level for a given light input, choose a bin that provides the necessary I_Lrange. For applications using feedback or automatic gain control, a wider bin or any bin may be acceptable. For multi-sensor arrays, specifying a single tight bin ensures uniformity.

.3 Can this sensor be used for visible light detection?

While it has some residual sensitivity in the visible red spectrum (near 700nm), its response is optimized for near-infrared (840-1100nm). The black lens further attenuates visible light. For primary visible light detection, a photodiode with a clear lens and a spectral peak in the visible range (e.g., 550nm for green) would be more appropriate.

. Operational Principle

A PIN photodiode is a semiconductor device with a wide, lightly doped intrinsic (I) region sandwiched between P-type and N-type regions. When photons with energy greater than the semiconductor's bandgap are absorbed in the intrinsic region, they create electron-hole pairs. Under the influence of the built-in electric field (in photovoltaic mode) or an applied reverse bias field (in photoconductive mode), these charge carriers are swept apart, generating a measurable photocurrent that is proportional to the incident light intensity. The wide intrinsic region allows for efficient photon absorption and reduces junction capacitance, enabling high-speed operation.

. Industry Trends

The market for infrared photodiodes continues to grow, driven by applications in:

• Automotive:LiDAR for autonomous driving, in-cabin occupancy sensing.
• Consumer Electronics:Proximity sensors, facial recognition, heart-rate monitoring in wearables.
• Industrial IoT:Machine vision, condition monitoring, level sensing.
• Communications:Short-range optical data links (VLC, IRDA).

Trends include further miniaturization (moving towards chip-scale packages), integration with on-chip amplification and signal processing (creating smart optical sensors), and improving performance metrics like lower dark current and higher speed to meet the demands of emerging technologies like time-of-flight (ToF) sensing.

Disclaimer: The information provided in this technical document is based on the referenced datasheet and is for informational purposes only. Specifications are subject to change. Always refer to the latest official documentation for critical design work. The graphs and typical values do not represent guaranteed specifications. The manufacturer assumes no liability for applications not adhering to the absolute maximum ratings or proper usage guidelines.