PD70-01B/TR7 सिलिकॉन प्लानर पिन फोटोडायोड डेटाशीट - 2.0x1.25x0.9mm - 32V रिवर्स वोल्टेज - 940nm पीक वेवलेंथ - हिन्दी तकनीकी दस्तावेज़

1. उत्पाद अवलोकन

PD70-01B/TR7 एक उच्च-प्रदर्शन सिलिकॉन प्लानर पिन फोटोडायोड है, जिसे इन्फ्रारेड प्रकाश के प्रति तेज़ प्रतिक्रिया और उच्च संवेदनशीलता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका कॉम्पैक्ट आकार और व्यापक तापमान सीमा में मजबूत प्रदर्शन इसे विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के लिए एक बहुमुखी घटक बनाता है।

1.1 मुख्य लाभ और लक्षित बाजार

यह फोटोडायोड कई प्रमुख लाभ प्रदान करता है, जिनमें परिवेशी प्रकाश व्यवधान को कम करने के लिए अंतर्निहित डेलाइट फिल्टर, इसकी शिखर तरंगदैर्ध्य पर उच्च संवेदनशीलता और बहुत कम जंक्शन कैपेसिटेंस शामिल है जो छोटे स्विचिंग समय को सक्षम बनाता है। इसका छोटा, सरफेस-माउंट पैकेज सीसा-मुक्त है और RoHS, REACH और हैलोजन-मुक्त मानकों का अनुपालन करता है। ये विशेषताएं इसे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रण और संचार अनुप्रयोगों जैसे टेलीविजन और उपकरण रिमोट कंट्रोल, इन्फ्रारेड ऑडियो ट्रांसमिशन, वीडियो रिकॉर्डर, कॉपियर, लिफ्ट सेंसर और सामान्य-उद्देश्य मापन और नियंत्रण प्रणालियों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती हैं।

2. तकनीकी पैरामीटर गहन विश्लेषण

2.1 पूर्ण अधिकतम रेटिंग्स

यह उपकरण निर्दिष्ट सीमाओं के भीतर विश्वसनीय रूप से कार्य करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। अधिकतम रिवर्स वोल्टेज (VR) 32V है। यह -25°C से +85°C के ऑपरेटिंग तापमान (Topr) सीमा में कार्य कर सकता है और -40°C से +85°C तक संग्रहित (Tstg) किया जा सकता है। 5 सेकंड से अधिक नहीं की अवधि के लिए अधिकतम सोल्डरिंग तापमान (Tsol) 260°C है। 25°C या उससे कम के मुक्त वायु तापमान पर शक्ति अपव्यय (Pd) 150 mW दर्ज किया गया है।

2.2 इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विशेषताएं

25°C के मानक तापमान पर, फोटोडायोड विशिष्ट प्रदर्शन मेट्रिक्स प्रदर्शित करता है। इसकी स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ (λ0.5) 730 nm से 1100 nm तक होती है, जिसकी शिखर संवेदनशीलता (λP) 940 nm पर होती है, जो इसे नियर-इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम में स्थिर रूप से रखती है। 940 nm पर 1 mW/cm² के विकिरण के तहत, विशिष्ट शॉर्ट-सर्किट करंट (ISC) 35 µA है, और VR=5V पर विशिष्ट रिवर्स लाइट करंट (IL) 25 µA (न्यूनतम 17 µA) है। VR=10V पर रिवर्स डार्क करंट (ID) आमतौर पर 5 nA है, जिसका अधिकतम 30 nA है। रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज (VBR) न्यूनतम 32V है, आमतौर पर 100 µA के करंट पर 170V है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

डेटाशीट में विशिष्ट विशेषता वक्र शामिल हैं जो सारणीबद्ध न्यूनतम, विशिष्ट और अधिकतम मूल्यों से परे उपकरण व्यवहार में गहरी अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

3.1 स्पेक्ट्रल संवेदनशीलता

एक ग्राफ (चित्र.1) तरंगदैर्ध्य के विरुद्ध सामान्यीकृत स्पेक्ट्रल प्रतिक्रिया दर्शाता है। वक्र लगभग 730 nm से शुरू होकर संवेदनशीलता में तेज वृद्धि दिखाता है, 940 nm पर शिखर पर पहुंचता है, और फिर 1100 nm की ओर धीरे-धीरे गिरता है। यह इन्फ्रारेड डिटेक्शन, विशेष रूप से सामान्य 940 nm IR एमिटर के लिए इसके अनुकूलन की पुष्टि करता है, जबकि डेलाइट फिल्टर दृश्यमान स्पेक्ट्रम में संवेदनशीलता को कम करता है।

3.2 प्रतिक्रिया की रैखिकता

एक अन्य ग्राफ (चित्र.2) विकिरण (Ee) के विरुद्ध रिवर्स लाइट करंट (IL) को प्लॉट करता है। इस वक्र से अत्यधिक रैखिक संबंध दिखने की अपेक्षा की जाती है, जो इंगित करता है कि फोटोकरंट आउटपुट ऑपरेशनल रेंज में आपतित प्रकाश शक्ति के सीधे आनुपातिक है, जो मापन और नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है।

4. यांत्रिक और पैकेज सूचना

4.1 पैकेज आयाम और ध्रुवता

PD70-01B/TR7 एक कॉम्पैक्ट सरफेस-माउंट पैकेज में आता है। विस्तृत आयामी चित्र प्रदान किए गए हैं। पैकेज बॉडी के आयाम लंबाई में लगभग 2.0 mm, चौड़ाई में 1.25 mm और ऊंचाई में 0.9 mm (लीड को छोड़कर) हैं। कैथोड को आमतौर पर चिह्नित किया जाता है, अक्सर पैकेज पर एक खांचे, एक बेवल किनारे या एक बिंदु द्वारा। डिजाइनरों को सही PCB फुटप्रिंट डिजाइन और असेंबली ओरिएंटेशन सुनिश्चित करने के लिए सटीक ध्रुवता पहचान चिह्न और पैड लेआउट के लिए विस्तृत पैकेज चित्र से परामर्श करना चाहिए।

4.2 कैरियर टेप और रील विनिर्देश

स्वचालित असेंबली के लिए, घटक कैरियर टेप और रील में आपूर्ति किया जाता है। टेप की चौड़ाई, पॉकेट आयाम और रील व्यास मानक पिक-एंड-प्लेस उपकरणों के साथ संगत होने के लिए निर्दिष्ट किए गए हैं। मानक पैकिंग मात्रा प्रति रील 1000 टुकड़े है।

5. सोल्डरिंग और असेंबली दिशानिर्देश

5.1 रीफ्लो सोल्डरिंग प्रोफाइल

सीसा-मुक्त सोल्डरिंग के लिए, एक विशिष्ट तापमान प्रोफाइल का पालन किया जाना चाहिए। अनुशंसित प्रोफाइल में प्रीहीट स्टेज, सोक ज़ोन, 260°C से अधिक नहीं का पीक रीफ्लो तापमान और नियंत्रित कूलिंग चरण शामिल हैं। लिक्विडस के ऊपर का कुल समय और अधिकतम पीक तापमान अवधि एपॉक्सी पैकेज और सेमीकंडक्टर डाई को थर्मल क्षति से बचाने के लिए महत्वपूर्ण हैं। रीफ्लो सोल्डरिंग दो बार से अधिक नहीं की जानी चाहिए।

5.2 हैंड सोल्डरिंग और रीवर्क

यदि हैंड सोल्डरिंग आवश्यक है, तो अत्यधिक सावधानी बरतनी चाहिए। सोल्डरिंग आयरन टिप का तापमान 350°C से नीचे होना चाहिए, और प्रत्येक टर्मिनल के साथ संपर्क समय 25W या उससे कम क्षमता वाले आयरन का उपयोग करके प्रति सोल्डर जोड़ 3 सेकंड से कम होना चाहिए। प्रत्येक टर्मिनल को सोल्डर करने के बीच दो सेकंड से अधिक के कूलिंग अंतराल की आवश्यकता होती है। रीवर्क के लिए, दोनों टर्मिनलों को एक साथ गर्म करने और यांत्रिक तनाव से बचने के लिए डबल-हेड सोल्डरिंग आयरन की सिफारिश की जाती है। रीवर्क की व्यवहार्यता और उपकरण विशेषताओं पर प्रभाव का पूर्व मूल्यांकन किया जाना चाहिए।

6. भंडारण और हैंडलिंग सावधानियां

6.1 नमी संवेदनशीलता

यह उपकरण नमी-संवेदनशील है। घटकों के उपयोग के लिए तैयार होने तक नमी अवरोध बैग नहीं खोला जाना चाहिए। खोलने से पहले, भंडारण स्थितियां 30°C या उससे कम और 90% सापेक्ष आर्द्रता (RH) या उससे कम होनी चाहिए। अनओपन बैग में कुल शेल्फ लाइफ एक वर्ष है। खोलने के बाद, घटकों को 30°C या उससे कम और 60% RH या उससे कम पर संग्रहित किया जाना चाहिए और 168 घंटे (7 दिन) के भीतर उपयोग किया जाना चाहिए। यदि सिलिका जेल डिसिकेंट संतृप्ति दर्शाता है या भंडारण समय से अधिक हो जाता है, तो उपयोग से पहले 60 ±5°C पर 24 घंटे के लिए बेकिंग उपचार की आवश्यकता होती है।

6.2 विद्युत सुरक्षा

एक महत्वपूर्ण सावधानी ओवर-करंट सुरक्षा है। एक डायोड के रूप में, जब बायस्ड किया जाता है, तो इसे एक श्रृंखला करंट-लिमिटिंग रेसिस्टर के साथ संचालित किया जाना चाहिए। इस रेसिस्टर के बिना, लागू वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि करंट में बड़ी, संभावित रूप से विनाशकारी वृद्धि का कारण बन सकती है, जिससे बर्नआउट हो सकता है। रेसिस्टर मान की गणना ऑपरेटिंग वोल्टेज और वांछित फोटोकरंट या डार्क करंट के आधार पर की जानी चाहिए।

7. अनुप्रयोग सुझाव और डिजाइन विचार

7.1 विशिष्ट अनुप्रयोग सर्किट

PD70-01B/TR7 का उपयोग दो प्राथमिक विन्यासों में किया जा सकता है: फोटोवोल्टाइक मोड (शून्य बायस) और फोटोकंडक्टिव मोड (रिवर्स बायस)। फोटोवोल्टाइक मोड में, यह प्रकाशित होने पर वोल्टेज/करंट उत्पन्न करता है, जो सरल प्रकाश डिटेक्शन के लिए उपयुक्त है। फोटोकंडक्टिव मोड में (रिवर्स बायस वोल्टेज लागू किया गया, उदा., 5V), प्रतिक्रिया गति काफी तेज होती है, और रैखिकता में सुधार होता है, जो इसे IR रिमोट कंट्रोल जैसे हाई-स्पीड पल्स डिटेक्शन के लिए आदर्श बनाता है। छोटे फोटोकरंट को उपयोगी वोल्टेज सिग्नल में परिवर्तित करने के लिए आमतौर पर ट्रांसइम्पीडेंस एम्पलीफायर (TIA) सर्किट का उपयोग किया जाता है।

7.2 डिजाइन विचार

मुख्य डिजाइन कारकों में शामिल हैं:बायसिंग:गति और रैखिकता आवश्यकताओं के आधार पर ऑपरेटिंग मोड चुनें।बैंडविड्थ:कम कैपेसिटेंस (तेज़ स्विचिंग समय द्वारा निहित) उपयुक्त कम-शोर एम्पलीफायर के साथ जोड़े जाने पर उच्च बैंडविड्थ की अनुमति देता है।ऑप्टिकल फिल्टरिंग:अंतर्निहित डेलाइट फिल्टर लाभकारी है, लेकिन विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए, अवांछित तरंगदैर्ध्य को रोकने के लिए अतिरिक्त बाहरी ऑप्टिकल फिल्टर की आवश्यकता हो सकती है।PCB लेआउट:फोटोडायोड और उसके एम्पलीफायर को एक साथ करीब रखें ताकि परजीवी कैपेसिटेंस और शोर पिकअप को कम से कम किया जा सके। पैकेज मार्किंग के अनुसार एनोड और कैथोड को सही ढंग से ओरिएंटेड सुनिश्चित करें।

8. तकनीकी तुलना और विभेदन

मानक फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर की तुलना में, PD70-01B/TR7 की PIN संरचना विशिष्ट लाभ प्रदान करती है। P और N परतों के बीच आंतरिक (I) क्षेत्र जंक्शन कैपेसिटेंस को कम करता है, जिससे तेज़ प्रतिक्रिया समय (छोटा स्विचिंग समय) सक्षम होता है। यह इसे IR के माध्यम से हाई-स्पीड डेटा ट्रांसमिशन के लिए श्रेष्ठ बनाता है। इसकी उच्च संवेदनशीलता और निर्दिष्ट डार्क करंट पैरामीटर एक अच्छा सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात प्रदान करते हैं। एकीकृत डेलाइट फिल्टर एक व्यावहारिक विशेषता है जो सभी बुनियादी फोटोडायोड में नहीं पाई जाती है, जो परिवेशी प्रकाश वातावरण के लिए डिजाइन को सरल बनाती है।

9. अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

9.1 डेलाइट फिल्टर का उद्देश्य क्या है?

डेलाइट फिल्टर दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम (लगभग 400-700 nm) में संवेदनशीलता को कम करता है। यह सूर्य के प्रकाश या कमरे की रोशनी जैसे परिवेशी प्रकाश स्रोतों से शोर और व्यवधान को कम करता है, जिससे उपकरण रिमोट कंट्रोल या अन्य IR स्रोत से मॉड्यूलेटेड इन्फ्रारेड सिग्नल को अधिक विश्वसनीय रूप से पहचान सकता है।

9.2 श्रृंखला रेसिस्टर के मान का चयन कैसे करें?

श्रृंखला रेसिस्टर अंधेरे और प्रकाशित दोनों स्थितियों में करंट को सीमित करता है। रिवर्स बायस मोड में, रेसिस्टर मान (R) का अनुमान ओम के नियम का उपयोग करके लगाया जा सकता है: R ≈ (आपूर्ति वोल्टेज - डायोड रिवर्स वोल्टेज ड्रॉप) / अधिकतम अपेक्षित करंट। करंट को अधिकतम शक्ति अपव्यय सीमा से काफी नीचे रखा जाना चाहिए। एक रूढ़िवादी मान (जैसे, 10kΩ) से शुरू करें और सिग्नल आयाम और गति आवश्यकताओं के आधार पर समायोजित करें।

9.3 क्या यह सेंसर दृश्यमान प्रकाश का पता लगा सकता है?

हालांकि इसकी स्पेक्ट्रल रेंज 730 nm (लाल दृश्यमान प्रकाश की सीमा) से शुरू होती है, डेलाइट फिल्टर के कारण दृश्यमान स्पेक्ट्रम में इसकी संवेदनशीलता बहुत कम है। यह मुख्य रूप से 940 nm के लिए अनुकूलित एक इन्फ्रारेड डिटेक्टर है। दृश्यमान प्रकाश डिटेक्शन के लिए, एक ऐसे फोटोडायोड की आवश्यकता होगी जिसमें IR-ब्लॉकिंग या डेलाइट फिल्टर न हो।

10. संचालन सिद्धांत परिचय

एक सिलिकॉन पिन फोटोडायोड एक सेमीकंडक्टर उपकरण है जो प्रकाश को विद्युत धारा में परिवर्तित करता है। जब सिलिकॉन के बैंडगैप से अधिक ऊर्जा वाले फोटॉन उपकरण से टकराते हैं, तो वे डिप्लेशन रीजन में इलेक्ट्रॉन-होल पेयर उत्पन्न करते हैं। एक PIN संरचना में, एक चौड़ा आंतरिक (I) क्षेत्र P-टाइप और N-टाइप क्षेत्रों के बीच सैंडविच होता है। यह चौड़ा I-क्षेत्र फोटॉन अवशोषण के लिए एक बड़ा डिप्लेशन क्षेत्र बनाता है और, महत्वपूर्ण रूप से, जंक्शन कैपेसिटेंस को कम करता है। रिवर्स बायस के तहत, विद्युत क्षेत्र इन चार्ज कैरियर्स को संपर्कों की ओर ले जाता है, एक फोटोकरंट उत्पन्न करता है जो आपतित प्रकाश तीव्रता के आनुपातिक होता है। "प्लानर" प्रक्रिया निर्माण तकनीक को संदर्भित करती है, जो आमतौर पर स्थिर और सुसंगत प्रदर्शन वाले उपकरण प्रदान करती है।