PD638B सिलिकॉन PIN फोटोडायोड डेटाशीट - 2.75x5.25mm - 32V रिवर्स वोल्टेज - 150mW पावर डिसिपेशन - ब्लैक लेंस - हिंदी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

PD638B एक उच्च गति, उच्च संवेदनशीलता वाला सिलिकॉन PIN फोटोडायोड है, जो 2.75mm x 5.25mm के आयामों के साथ एक कॉम्पैक्ट फ्लैट साइड-व्यू प्लास्टिक पैकेज में आता है। यह उपकरण तेजी से प्रकाश पहचान की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके एपॉक्सी सीलेंट फॉर्मूलेशन में एक एकीकृत इन्फ्रारेड (IR) फिल्टर का कार्य शामिल है, जिसकी वर्णक्रमीय विशेषताओं को सामान्य IR एमिटर के अनुकूल बनाने के लिए सावधानीपूर्वक मिलान किया गया है, जिससे IR संवेदन प्रणालियों का सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात बढ़ जाता है। यह उपकरण RoHS और यूरोपीय संघ के REACH नियमों का अनुपालन करता है और सीसा-मुक्त सामग्री से निर्मित है।

1.1 मुख्य लाभ एवं लक्षित बाजार

PD638B के मुख्य लाभों में इसका अत्यंत तीव्र प्रतिक्रिया समय, उच्च प्रकाश संवेदनशीलता और कम जंक्शन धारिता शामिल है, जो उच्च बैंडविड्थ अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण हैं। इसका छोटा आकार इसे सीमित स्थान वाले डिज़ाइनों के लिए उपयुक्त बनाता है। एकीकृत IR फिल्टर पैकेजिंग बाहरी फिल्टर की आवश्यकता को कम करके प्रकाशीय डिज़ाइन को सरल बनाती है। यह फोटोडायोड मुख्य रूप से उच्च गति प्रकाश पहचान, इमेजिंग सिस्टम और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग से जुड़े बाजारों और अनुप्रयोगों जैसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक स्वचालन और संचार उपकरणों के लिए है।

2. गहन तकनीकी मापदंड विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में सूचीबद्ध प्रमुख तकनीकी मापदंडों का विस्तृत, वस्तुनिष्ठ विवरण प्रदान करता है, और डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए उनके महत्व की व्याख्या करता है।

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग

ये रेटिंग्स उन तनाव सीमाओं को परिभाषित करती हैं जो डिवाइस की स्थायी क्षति का कारण बन सकती हैं। इन सीमाओं पर या उससे अधिक पर संचालन की गारंटी नहीं है।

• रिवर्स वोल्टेज (VR):32 V. यह फोटोडायोड के दोनों टर्मिनलों पर लागू किया जा सकने वाला अधिकतम रिवर्स बायस वोल्टेज है। इस वोल्टेज से अधिक होने पर एवलांच ब्रेकडाउन और डिवाइस विफलता हो सकती है।
• पावर डिसिपेशन (Pd):150 mW. यह डिवाइस द्वारा ऊष्मा के रूप में अपव्यय की जा सकने वाली अधिकतम अनुमेय शक्ति है, जो मुख्य रूप से रिवर्स वोल्टेज और संचालन स्थितियों में डार्क करंट या फोटोकरंट के गुणनफल द्वारा निर्धारित होती है।
• ऑपरेटिंग तापमान (Topr):-40°C से +85°C. यह वह परिवेशी तापमान सीमा है जिसमें डिवाइस के सामान्य रूप से कार्य करने की अपेक्षा की जाती है।
• भंडारण तापमान (Tstg):-40°C से +100°C। यह वह तापमान सीमा है जिस पर डिवाइस को निष्क्रिय अवस्था में संग्रहीत किया जा सकता है और इससे इसके प्रदर्शन में गिरावट नहीं आती है।
• सोल्डरिंग तापमान (Tsol):260°C, अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं। PCB असेंबली के लिए रीफ्लो या हैंड सोल्डरिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करते समय पैकेज क्षति को रोकने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

2.2 ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक विशेषताएँ

ये पैरामीटर Ta=25°C पर मापे गए हैं, जो एक प्रकाश संवेदक के रूप में फोटोडायोड के मूल प्रदर्शन को परिभाषित करते हैं।

• स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (λ0.5):840 nm से 1100 nm। यह सीमा उन तरंगदैर्ध्यों को दर्शाती है जहां फोटोडायोड की प्रतिक्रियाशीलता कम से कम उसके शिखर मान की आधी होती है। यह पुष्टि करता है कि यह उपकरण निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रम के लिए अनुकूलित है।
• शिखर संवेदनशीलता तरंगदैर्ध्य (λp):940 nm (विशिष्ट)। फोटोडायोड इस अवरक्त तरंगदैर्ध्य के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील है, जो इसे 940nm अवरक्त LED के साथ युग्मन के लिए आदर्श बनाता है।
• खुला-परिपथ वोल्टेज (VOC):0.35 V (विशिष्ट), Ee=5 mW/cm², λp=940nm की स्थिति में। यह निर्दिष्ट प्रकाशीय विकिरण पर, फोटोडायोड द्वारा फोटोवोल्टाइक मोड (शून्य पूर्वाग्रह) में उत्पन्न वोल्टेज है।
• लघु-परिपथ धारा (ISC):18 µA (विशिष्ट), Ee=1 mW/cm², λp=940nm की स्थिति में। यह वह प्रकाश-धारा है जो तब उत्पन्न होती है जब डायोड के सिरों को लघु-परिपथित (शून्य वोल्टेज) किया जाता है।
• प्रतिलोम प्रकाश धारा (IL):18 µA (typical, minimum 10.2 µA), under conditions of Ee=1 mW/cm², λp=940nm, VR=5V. यह फोटोकंडक्टिव मोड (रिवर्स बायस लगा हुआ) में कार्य करने की एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। यह दी गई प्रकाश तीव्रता पर सिग्नल करंट को परिभाषित करता है।
• डार्क करंट (Id):5 nA (typical, maximum 30 nA), under condition VR=10V. यह डिवाइस द्वारा पूर्ण अंधकार में प्रवाहित होने वाली अति सूक्ष्म रिवर्स लीकेज करंट है। कम डार्क करंट कमजोर प्रकाश संकेतों के पता लगाने के लिए अनुकूल है।
• रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज (BVR):170 V (typical, minimum 32 V), measured under condition IR=100µA. यह वह वोल्टेज है जिस पर रिवर्स करंट तेजी से बढ़ जाता है। कार्यरत रिवर्स वोल्टेज इस मान से काफी कम होना चाहिए।
• कुल कैपेसिटेंस (Ct):25 pF (typical), under conditions VR=3V, f=1 MHz. जंक्शन कैपेसिटेंस बैंडविड्थ को सीमित करने वाला एक प्रमुख कारक है। कम कैपेसिटेंस तेज प्रतिक्रिया समय को सक्षम बनाता है।
• राइज/फॉल टाइम (tr/tf):50 ns / 50 ns (टाइपिकल), VR=10V, RL=1 kΩ की स्थिति में। यह करंट आउटपुट की प्रकाश तीव्रता में स्टेप परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया की गति को निर्दिष्ट करता है। 50 ns का मान दर्शाता है कि यह मध्यम से उच्च गति वाले डिटेक्शन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है।

3. ग्रेडिंग प्रणाली विवरण

PD638B मानक स्थितियों (Ee=1 mW/cm², λp=940nm, VR=5V) में मापे गए रिवर्स फोटोकरंट (IL) पैरामीटर के आधार पर विभिन्न प्रदर्शन बिन प्रदान करता है। यह डिजाइनर को गारंटीकृत फोटोकरंट रेंज वाले डिवाइस का चयन करने में सक्षम बनाता है, ताकि सिस्टम प्रदर्शन की स्थिरता सुनिश्चित की जा सके।

• BIN1:IL = 10.2 µA (न्यूनतम) से 16.5 µA (अधिकतम)
• BIN2:IL = 13.5 µA (न्यूनतम) से 22.0 µA (अधिकतम)
• BIN3:IL = 18.0 µA (न्यूनतम) से 27.5 µA (अधिकतम)
• BIN4:IL = 22.5 µA (न्यूनतम) से 33.0 µA (अधिकतम)

डेटाशीट में संबंधित मापदंडों के मानक सहनशीलता भी निर्दिष्ट हैं: ल्यूमिनस तीव्रता (±10%), प्रमुख तरंगदैर्ध्य (±1nm) और फॉरवर्ड वोल्टेज (±0.1V), हालांकि ये मापदंड आमतौर पर एमिटर के लिए अधिक सामान्य हैं, संभवतः संबंधित उत्पादों के संदर्भ के रूप में सूचीबद्ध हैं।

4. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

विशिष्ट विशेषता वक्र दृश्य रूप से दर्शाते हैं कि मुख्य मापदंड कैसे परिचालन स्थितियों के साथ बदलते हैं।

4.1 शक्ति खपत और परिवेश तापमान संबंध

यह वक्र 25°C से अधिक परिवेश तापमान पर अधिकतम अनुमेय शक्ति खपत में होने वाली कमी (डेरेटिंग) को दर्शाता है। विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, उच्च तापमान पर कार्य करते समय, इस ग्राफ के अनुसार विसर्जित शक्ति को रैखिक रूप से कम करना आवश्यक है।

4.2 स्पेक्ट्रम संवेदनशीलता

यह ग्राफ़ तरंगदैर्ध्य की पूरी श्रृंखला पर फोटोडायोड की सामान्यीकृत प्रतिसादशीलता (रिस्पॉन्सिविटी) को प्रदर्शित करता है। यह 940 nm पर शिखर और 840 nm से 1100 nm तक परिभाषित स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ की पुष्टि करता है, तथा एकीकृत इन्फ्रारेड फिल्टर द्वारा दृश्य प्रकाश के क्षीणन के प्रभाव को दर्शाता है।

4.3 अंधकार धारा और परिवेशी तापमान संबंध

डार्क करंट तापमान पर अत्यधिक निर्भर करता है, आमतौर पर प्रत्येक 10°C तापमान वृद्धि पर यह लगभग दोगुना हो जाता है। यह वक्र डिजाइनर को उनके विशिष्ट कार्य तापमान पर शोर तल (डार्क करंट) का अनुमान लगाने की अनुमति देता है, जो कम प्रकाश या उच्च लाभ अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है।

4.4 प्रतिलोम प्रकाश धारा और विकिरणता (Ee) संबंध

यह ग्राफ उत्पन्न फोटोकरंट (IL) और आपतित प्रकाश विकिरण के बीच रैखिक संबंध दर्शाता है। रैखिकता PIN फोटोडायोड की एक महत्वपूर्ण विशेषता है, जो इसे प्रकाश मापन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।

4.5 टर्मिनल धारिता और प्रतिलोम वोल्टेज संबंध

जंक्शन कैपेसिटेंस रिवर्स बायस वोल्टेज बढ़ने के साथ घटती है। यह वक्र दर्शाता है कि उच्च रिवर्स वोल्टेज (सीमा के भीतर) लगाने से Ct कैसे कम होता है, जिससे सर्किट की प्रतिक्रिया गति संभावित रूप से बढ़ सकती है।

4.6 अनुक्रिया समय और लोड प्रतिरोध संबंध

राइज/फॉल टाइम फोटोडायोड जंक्शन कैपेसिटेंस और बाहरी लोड रेजिस्टेंस (RL) द्वारा निर्मित RC टाइम कॉन्स्टेंट से प्रभावित होता है। यह वक्र वांछित बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए RL के चयन का मार्गदर्शन करता है, यह दर्शाता है कि छोटे RL मान तेज प्रतिक्रिया देते हैं, लेकिन आउटपुट वोल्टेज स्विंग कम होता है।

5. यांत्रिक और पैकेजिंग जानकारी

5.1 पैकेज आयाम

PD638B एक फ्लैट साइड-व्यू प्लास्टिक पैकेज में आता है। ड्राइंग में महत्वपूर्ण आयाम हैं: बॉडी आकार 2.75mm (चौड़ाई) x 5.25mm (लंबाई)। पिन पिच और कुल ऊंचाई भी परिभाषित की गई है। जब तक आयाम चित्र में अन्यथा निर्दिष्ट न हो, सभी अनिर्दिष्ट सहनशीलताएं ±0.25mm हैं। पैकेज में एक काला लेंस लगा है, जो एकीकृत इन्फ्रारेड फिल्टर के रूप में भी कार्य करता है।

5.2 ध्रुवीयता पहचान

सर्किट कनेक्शन की शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए कैथोड (K) और एनोड (A) पिनों की सही पहचान करना आवश्यक है। डेटाशीट का पैकेज चित्र पिन व्यवस्था दर्शाता है। आमतौर पर, रिवर्स बायस (फोटोकंडक्टिव) ऑपरेशन में, कैथोड अधिक सकारात्मक स्तर से जुड़ा होता है।

6. सोल्डरिंग और असेंबली मार्गदर्शिका

सोल्डरिंग के लिए पूर्ण अधिकतम रेटिंग 260°C है, जिसकी अवधि 5 सेकंड से अधिक नहीं होनी चाहिए। यह मानक लीड-फ्री रिफ्लो प्रोफाइल (IPC/JEDEC J-STD-020) के साथ संगत है। एपॉक्सी पैकेज, आंतरिक चिप बॉन्ड या वायर बॉन्डिंग को थर्मल क्षति से बचाने के लिए इस सीमा का कड़ाई से पालन करना महत्वपूर्ण है। हैंड सोल्डरिंग के लिए, तापमान-नियंत्रित सोल्डरिंग आयरन का उपयोग करना चाहिए और संपर्क समय को न्यूनतम रखना चाहिए। हैंडलिंग और असेंबली के दौरान, मानक ESD (इलेक्ट्रोस्टैटिक डिस्चार्ज) सावधानियों का पालन किया जाना चाहिए क्योंकि फोटोडायोड संवेदनशील सेमीकंडक्टर उपकरण हैं।

7. पैकेजिंग और ऑर्डर जानकारी

7.1 पैकेजिंग विनिर्देश

मानक पैकेजिंग विन्यास निम्नानुसार है:
1. प्रति एंटीस्टैटिक बैग 500 टुकड़े।
2. प्रति आंतरिक बॉक्स 6 बैग।
3. प्रति मास्टर (बाहरी) कार्टन 10 आंतरिक बॉक्स।
इसलिए, प्रति मास्टर कार्टन कुल 30,000 टुकड़े।

7.2 लेबल विनिर्देश

पैकेजिंग पर लेबल में ट्रेसबिलिटी और पहचान के लिए कई फ़ील्ड शामिल हैं:
CPN:ग्राहक पार्ट नंबर।
P/N:निर्माता उत्पाद संख्या (उदाहरण के लिए, PD638B)।
QTY:पैकेज मात्रा।
CAT:Luminous Intensity Grade (BIN Code).
HUE:Dominant Wavelength Grade.
REF:Forward Voltage Grade.
LOT No:Production Lot Number, used for traceability.
X:माह कोड।
लेबल को स्वयं पहचानने के लिए एक संदर्भ संख्या।

8. अनुप्रयोग सुझाव

8.1 विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य

• हाई-स्पीड फोटोडिटेक्टर:ऑप्टिकल कम्युनिकेशन लिंक, बारकोड स्कैनर या पल्स डिटेक्शन सिस्टम में उपयोग के लिए, इसके 50 ns प्रतिक्रिया समय का लाभ उठाते हुए।
• कैमरा:कैमरा मॉड्यूल में इन्फ्रारेड कट-ऑफ फिल्टर का पता लगाने, प्रकाश मापन सेंसर या निकटता संवेदन के लिए उपयोग किया जा सकता है।
• फोटोइलेक्ट्रिक स्विच:वस्तु का पता लगाने, स्थिति संवेदन या अवरक्त किरण पुंज के अवरुद्ध होने के लिए इंटरप्टर मॉड्यूल।
• वीडियो रिकॉर्डर, कैमरा:टेप अंत का पता लगाने, ऑटोफोकस सहायक प्रणाली या रिमोट कंट्रोल रिसीवर सर्किट के लिए (हालांकि रिमोट आमतौर पर समर्पित अवरक्त रिसीवर मॉड्यूल का उपयोग करता है)।

8.2 डिज़ाइन विचार

• बायस चयन:गति, शोर और आउटपुट रैखिकता की आवश्यकताओं के आधार पर, फोटोवोल्टाइक मोड (शून्य बायस, कम शोर) और फोटोकंडक्टिव मोड (रिवर्स बायस, तेज़ गति, बेहतर रैखिकता) के बीच चयन करें।
• बायस सर्किट:फोटोकंडक्टिव मोड के लिए, एक स्थिर रिवर्स बायस पावर स्रोत सुनिश्चित करें। आमतौर पर वोल्टेज स्रोत से एक साधारण रेसिस्टर का उपयोग किया जाता है, लेकिन ऑप-एम्प-आधारित ट्रांसइम्पेडेंस एम्पलीफायर (TIA) फोटोकरंट को वोल्टेज में बदलने और उच्च लाभ तथा उच्च बैंडविड्थ प्राप्त करने का मानक समाधान है।
• बैंडविड्थ और संवेदनशीलता के बीच समझौता:दोनों के बीच एक समझौता होता है। सरल सर्किट में बड़े लोड रेसिस्टर (RL) का उपयोग करने से आउटपुट वोल्टेज बढ़ता है, लेकिन उच्च RC स्थिरांक के कारण बैंडविड्थ कम हो जाती है। TIA कॉन्फ़िगरेशन इस समझौते को बेहतर ढंग से नियंत्रित कर सकती है।
• ऑप्टिकल संरेखण:इसके साइड-व्यू पैकेज ओरिएंटेशन को ध्यान में रखते हुए, इन्फ्रारेड स्रोत (जैसे, 940nm LED) और फोटोडायोड के सक्रिय क्षेत्र के बीच उचित यांत्रिक संरेखण सुनिश्चित करें।
• परिवेशी प्रकाश दमन:हालांकि अंतर्निहित इन्फ्रारेड फिल्टर मदद करते हैं, लेकिन मजबूत परिवेशी इन्फ्रारेड प्रकाश (जैसे, सूरज की रोशनी) वाले वातावरण में, अतिरिक्त ऑप्टिकल शील्डिंग या मॉड्यूलेशन/डिमॉड्यूलेशन तकनीकों की आवश्यकता हो सकती है।

9. तकनीकी तुलना एवं विभेदीकरण

मानक PN फोटोडायोड की तुलना में, PD638B की PIN संरचना में महत्वपूर्ण लाभ हैं:
व्यापक अवक्षय क्षेत्र:आंतरिक (I) क्षेत्र रिवर्स बायस के तहत एक बड़ी अवक्षय चौड़ाई बनाता है। इसके परिणामस्वरूप:
1. कम जंक्शन धारिता:तेज प्रतिक्रिया समय प्राप्त होता है (50 ns, जबकि कुछ PN डायोड आमतौर पर माइक्रोसेकंड स्तर के होते हैं)।
2. उच्च क्वांटम दक्षता:व्यापक क्षेत्र अधिक फोटॉनों को डिप्लेशन क्षेत्र में अवशोषित होने की अनुमति देता है, प्रत्येक फोटॉन अधिक वाहक उत्पन्न करता है, जिससे उच्च फोटोसेंसिटिविटी प्राप्त होती है।
3. बेहतर रैखिकता:I-क्षेत्र के भीतर विद्युत क्षेत्र अधिक समान होता है, जिससे प्रकाश तीव्रता और फोटोकरंट के बीच एक व्यापक सीमा में बेहतर रैखिक संबंध होता है।
एकीकृत इन्फ्रारेड फिल्टर एक और महत्वपूर्ण अंतरकारक है, जो स्वतंत्र फोटोडायोड और फिल्टर के उपयोग की तुलना में घटकों की संख्या को कम करता है और ऑप्टिकल असेंबली को सरल बनाता है।

10. सामान्य प्रश्न (तकनीकी मापदंडों पर आधारित)

10.1 शॉर्ट-सर्किट करंट (ISC) और रिवर्स लाइट करंट (IL) में क्या अंतर है?

ISCयह डायोड के दोनों सिरों पर वोल्टेज शून्य (शॉर्ट सर्किट) होने पर मापा जाता है।ILयह निर्दिष्ट रिवर्स बायस (उदाहरण के लिए, 5V) लगाए जाने पर मापा जाता है। आदर्श फोटोडायोड में, दोनों बराबर होने चाहिए, लेकिन व्यवहार में, IL क्षेत्र द्वारा वाहकों के अधिक प्रभावी ढंग से बाहर निकाले जाने के कारण थोड़ा अधिक हो सकता है। डेटाशीट दोनों को सूचीबद्ध करती है; विशिष्ट रिवर्स बायस संचालन के लिए IL अधिक प्रासंगिक है।

10.2 सही BIN रेंज का चयन कैसे करें?

सर्किट के विश्वसनीय संचालन के लिए आवश्यक न्यूनतम सिग्नल करंट के आधार पर BIN ग्रेड का चयन करें। यदि आपका सिस्टम गेन निश्चित है, तो एक ऐसा BIN ग्रेड चुनें जो अपेक्षित प्रकाश स्तर पर आवश्यक फोटोकरंट प्रदान करने की गारंटी दे। BIN3 (18-27.5 µA) एक विशिष्ट मान प्रदान करता है। उच्चतर सिस्टम-टू-सिस्टम स्थिरता के लिए, एक एकल BIN ग्रेड निर्दिष्ट करें।

10.3 क्या मैं इस फोटोडायोड को 5V से 32V के बीच वोल्टेज पर संचालित कर सकता हूँ?

हां, आप इसे 32V के पूर्ण अधिकतम रेटिंग से अधिक न होने वाले किसी भी रिवर्स वोल्टेज पर संचालित कर सकते हैं। उच्च रिवर्स बायस (जैसे, 10V या 20V) पर संचालन आमतौर पर जंक्शन कैपेसिटेंस को कम करता है (गति बढ़ाता है) और फोटोकरंट को थोड़ा बढ़ा सकता है, लेकिन डार्क करंट भी बढ़ाता है। फोटोइलेक्ट्रिक विशेषताओं की तालिका संदर्भ के लिए VR=5V और VR=10V पर विशिष्ट डेटा प्रदान करती है।

10.4 क्या बाहरी एम्पलीफायर की आवश्यकता है?

अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए, हाँ। आउटपुट फोटोकरंट माइक्रोएम्पियर स्तर पर होता है। ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर (TIA) इस सूक्ष्म धारा को नियंत्रित लाभ और बैंडविड्थ वाले उपयोगी वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए मानक सर्किट है। बहुत ही बुनियादी लो-स्पीड स्विचिंग अनुप्रयोगों के लिए, एक साधारण रेसिस्टिव लोड का उपयोग किया जा सकता है।

11. व्यावहारिक डिज़ाइन एवं उपयोग उदाहरण

परिदृश्य: एक उच्च गति फोटोइलेक्ट्रिक इंटरप्ट स्विच डिज़ाइन करना।
लक्ष्य:किसी वस्तु द्वारा इन्फ्रारेड बीम के अवरोध की उपस्थिति का पता लगाना, प्रतिक्रिया समय 100 µs से तेज।
डिज़ाइन चरण:
1. मिलान:940nm इन्फ्रारेड LED को प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग करें, बिजली की खपत बचाने और परिवेशी प्रकाश को दबाने के लिए पल्स करंट ड्राइव का उपयोग करें।
2. बायस:PD638B को फोटोकंडक्टिव मोड में कार्य करने दें। पावर रेल पर करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के माध्यम से 5V से 10V का रिवर्स बायस वोल्टेज लागू करें।
3. सिग्नल कंडीशनिंग:फोटोडायोड के एनोड को एक ऑप-एम्प के इनवर्टिंग इनपुट से कनेक्ट करें जिसे TIA के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। कैथोड को बायस पावर सप्लाई से कनेक्ट करें। TIA का फीडबैक रेसिस्टर (Rf) लाभ निर्धारित करता है (Vout = I_photo * Rf)। Rf के समानांतर जुड़ा फीडबैक कैपेसिटर (Cf) बैंडविड्थ और स्थिरता को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
4. घटक चयन:पर्याप्त लाभ-बैंडविड्थ उत्पाद, कम इनपुट बायस करंट और कम शोर वाले ऑप-एम्प का चयन करें। Rf का चयन इस प्रकार करें कि बीम अबाधित होने पर उपयुक्त आउटपुट वोल्टेज स्विंग प्राप्त हो। फोटोडायोड कैपेसिटेंस (Ct ~25pF) और आवश्यक बैंडविड्थ के आधार पर Cf की गणना करें: मूल RC सीमा f_3dB ≈ 1/(2π * Rf * Ct) है, लेकिन ऑप-एम्प की स्थिरता गणना महत्वपूर्ण है।
5. आउटपुट प्रसंस्करण:TIA आउटपुट एक वोल्टेज है जो बीम के बाधित होने पर गिर जाता है। इस सिग्नल को एक स्वच्छ डिजिटल आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करने के लिए हिस्टैरिसीस के साथ एक तुलनित्र में फीड किया जा सकता है।

12. कार्य सिद्धांत संक्षिप्त परिचय

PIN फोटोडायोड एक अर्धचालक उपकरण है जिसमें P-टाइप, आंतरिक (अडोप्ड) और N-टाइप परत संरचना होती है। फोटोकंडक्टिव मोड में, एक रिवर्स बायस वोल्टेज लगाया जाता है। यह डिप्लेशन ज़ोन को चौड़ा करता है, जिसमें मुख्य रूप से आंतरिक परत होती है। जब अर्धचालक बैंडगैप (उदाहरण के लिए, सिलिकॉन के लिए अवरक्त प्रकाश) से अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन डिप्लेशन ज़ोन से टकराते हैं, तो वे वैलेंस बैंड से कंडक्शन बैंड में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करते हैं, जिससे इलेक्ट्रॉन-होल पेयर उत्पन्न होते हैं। रिवर्स बायस के कारण, डिप्लेशन ज़ोन में मौजूद मजबूत विद्युत क्षेत्र इन वाहकों को तेजी से अलग कर देता है और उन्हें संबंधित टर्मिनलों की ओर ले जाता है - इलेक्ट्रॉन N-साइड की ओर और होल P-साइड की ओर। यह आवेश गति बाह्य सर्किट से बहने वाली फोटोकरंट का निर्माण करती है, जो आपतित प्रकाश की तीव्रता के समानुपाती होती है। आंतरिक परत की महत्वपूर्ण भूमिका फोटॉन अवशोषण और वाहक उत्पादन के लिए एक बड़ा, कम-क्षेत्र क्षेत्र प्रदान करना है, जिससे उच्च दक्षता और उच्च गति प्राप्त होती है, साथ ही कम कैपेसिटेंस बनी रहती है।

13. प्रौद्योगिकी रुझान एवं विकास

प्रकाशविद्युत संसूचन क्षेत्र में निरंतर विकास जारी है। PD638B जैसे घटकों से संबंधित सामान्य प्रवृत्तियों में शामिल हैं:
एकीकरण में वृद्धि:एकल चिप पर फोटोडायोड को प्रवर्धन और सिग्नल कंडीशनिंग सर्किट्री के साथ एकीकृत करने की दिशा में प्रगति (उदाहरण के लिए, एकीकृत फोटोडायोड-एम्पलीफायर संयोजन)।
प्रदर्शन में वृद्धि:निरंतर विकास का लक्ष्य कम डार्क करंट, उच्च गति (सब-नैनोसेकंड प्रतिक्रिया) और व्यापक स्पेक्ट्रमी सीमा पर बेहतर संवेदनशीलता प्राप्त करना है।
उन्नत पैकेजिंग:छोटे फुटप्रिंट और बेहतर उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन के लिए वेफर-स्तरीय चिप-स्केल पैकेजिंग (WLCSP) का विकास, साथ ही प्रकाश संग्रह में सुधार के लिए एकीकृत लेंस वाली पैकेजिंग।
नई सामग्रियाँ:InGaAs जैसी सामग्रियों का अन्वेषण करें ताकि सिलिकॉन की सीमा (लगभग 1100 nm) से परे अवरक्त रेंज का पता लगाया जा सके। हालांकि, सिलिकॉन की परिपक्व निर्माण तकनीक और उत्कृष्ट लागत-प्रदर्शन के कारण, PD638B जैसे सिलिकॉन PIN फोटोडायोड निकट-अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी क्षेत्र में प्रमुख, लागत-प्रभावी समाधान बने हुए हैं।

14. अस्वीकरण एवं उपयोग निर्देश

प्रमुख अस्वीकरण और उपयोग निर्देश प्रदान करें, जिनका पालन अनिवार्य है:
1. निर्माता उत्पाद सामग्री विनिर्देशों को समायोजित करने का अधिकार सुरक्षित रखता है।
2. उत्पाद शिपमेंट की तारीख से 12 महीने तक प्रकाशित विनिर्देशों के अनुरूप रहता है।
3. चार्ट और विशिष्ट मान केवल संदर्भ के लिए हैं और गारंटीकृत न्यूनतम या अधिकतम सीमा का प्रतिनिधित्व नहीं करते।
4. उपकरण को पूर्ण अधिकतम रेटिंग के भीतर संचालित करना उपयोगकर्ता की जिम्मेदारी है। इन रेटिंग्स से परे संचालन या दुरुपयोग के कारण होने वाली क्षति के लिए निर्माता जिम्मेदार नहीं है।
5. डेटाशीट सामग्री कॉपीराइट सुरक्षित है; प्रतिलिपि बनाने के लिए पूर्व सहमति आवश्यक है।
6. यह उत्पाद不सुरक्षा-महत्वपूर्ण, सैन्य, एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, चिकित्सा, जीवन-समर्थन या जीवन-रक्षक अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं है। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, योग्य घटकों के लिए निर्माता से संपर्क करें।