PD70-01B/TR7 실리콘 평면형 PIN 포토다이오드 데이터시트 - 2.0x1.25x0.9mm - 32V 역방향 전압 - 940nm 피크 파장 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

PD70-01B/TR7은 적외선에 대한 고속 응답과 높은 감도가 요구되는 애플리케이션을 위해 설계된 고성능 실리콘 평면형 PIN 포토다이오드입니다. 컴팩트한 크기와 넓은 온도 범위에서의 견고한 성능으로 다양한 전자 시스템에 다용도 부품으로 활용됩니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 포토다이오드는 주변광 간섭을 줄이는 내장형 주광 필터, 피크 파장에서의 높은 감도, 짧은 스위칭 시간을 가능하게 하는 매우 낮은 접합 커패시턴스 등 여러 핵심 장점을 제공합니다. 소형 표면 실장 패키지는 무연이며 RoHS, REACH 및 무할로겐 표준을 준수합니다. 이러한 특징으로 텔레비전 및 가전 리모컨, 적외선 오디오 전송, 비디오 레코더, 복사기, 엘리베이터 센서, 일반 측정 및 제어 시스템과 같은 소비자 가전, 산업 제어 및 통신 애플리케이션에 특히 적합합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

본 장치는 지정된 한도 내에서 안정적으로 동작하도록 설계되었습니다. 최대 역방향 전압(VR)은 32V입니다. 동작 온도(Topr) 범위는 -25°C ~ +85°C에서 작동 가능하며, 보관 온도(Tstg)는 -40°C ~ +85°C입니다. 최대 납땜 온도(Tsol)는 260°C로, 지속 시간은 5초를 초과하지 않아야 합니다. 소비 전력(Pd)은 자유 공기 온도 25°C 이하에서 150 mW로 정격화되어 있습니다.

2.2 전기-광학 특성

표준 온도 25°C에서, 포토다이오드는 특정 성능 지표를 나타냅니다. 스펙트럼 대역폭(λ0.5)은 730 nm에서 1100 nm 범위이며, 최대 감도(λP)는 940 nm로 근적외선 스펙트럼에 속합니다. 940 nm에서 1 mW/cm²의 조사도 조건에서, 일반적인 단락 전류(ISC)는 35 µA이며, VR=5V에서의 일반적인 역방향 광전류(IL)는 25 µA(최소 17 µA)입니다. VR=10V에서의 역방향 암전류(ID)는 일반적으로 5 nA, 최대 30 nA입니다. 역방향 항복 전압(VBR)은 최소 32V이며, 100 µA 전류에서 일반적으로 170V입니다.

3. 성능 곡선 분석

본 데이터시트에는 표로 제공된 최소값, 일반값, 최대값 이상으로 장치 동작에 대한 심층적인 통찰력을 제공하는 일반적인 특성 곡선이 포함되어 있습니다.

3.1 스펙트럼 감도

그래프(그림 1)는 파장 대비 정규화된 스펙트럼 응답을 보여줍니다. 곡선은 약 730 nm 부근에서 감도가 급격히 상승하기 시작하여 940 nm에서 정점에 도달한 후 1100 nm 방향으로 점차 감소하는 것을 보여줍니다. 이는 특히 일반적인 940 nm IR 발광소자에 대한 적외선 검출 최적화를 확인시켜 주며, 주광 필터는 가시광선 스펙트럼에서의 감도를 감쇠시킵니다.

3.2 응답 선형성

다른 그래프(그림 2)는 역방향 광전류(IL)를 조사도(Ee)에 대해 표시합니다. 이 곡선은 매우 선형적인 관계를 보일 것으로 예상되며, 이는 광전류 출력이 동작 범위 내에서 입사광 파워에 정비례함을 나타냅니다. 이는 측정 및 제어 애플리케이션에 있어 중요한 특징입니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 패키지 치수 및 극성

PD70-01B/TR7은 컴팩트한 표면 실장 패키지로 제공됩니다. 상세 치수 도면이 제공됩니다. 패키지 본체 치수는 길이 약 2.0 mm, 너비 약 1.25 mm, 높이 약 0.9 mm(리드 제외)입니다. 캐소드는 일반적으로 노치, 경사진 모서리 또는 패키지 상의 점으로 표시됩니다. 설계자는 정확한 극성 식별 마커와 패드 레이아웃을 위해 상세 패키지 도면을 참조하여 올바른 PCB 풋프린트 설계 및 조립 방향을 보장해야 합니다.

4.2 캐리어 테이프 및 릴 사양

자동화 조립을 위해, 부품은 캐리어 테이프 및 릴 형태로 공급됩니다. 테이프 폭, 포켓 치수 및 릴 직경은 표준 피크 앤 플레이스 장비와 호환되도록 지정됩니다. 표준 포장 수량은 릴당 1000개입니다.

5. 납땜 및 조립 지침

5.1 리플로우 납땜 프로파일

무연 납땜의 경우, 특정 온도 프로파일을 따라야 합니다. 권장 프로파일에는 예열 단계, 소킹 구역, 최대 260°C를 초과하지 않는 피크 리플로우 온도, 제어된 냉각 단계가 포함됩니다. 액상선 이상의 총 시간과 최대 피크 온도 지속 시간은 에폭시 패키지 및 반도체 다이에 대한 열 손상을 방지하는 데 중요합니다. 리플로우 납땜은 두 번 이상 수행해서는 안 됩니다.

5.2 핸드 납땜 및 리워크

핸드 납땜이 필요한 경우 각별한 주의가 필요합니다. 납땜 인두 팁 온도는 350°C 미만이어야 하며, 각 단자와의 접촉 시간은 25W 이하 용량의 인두를 사용하여 납땜 접합당 3초 미만이어야 합니다. 각 단자를 납땜하는 사이에는 2초 이상의 냉각 간격이 필요합니다. 리워크의 경우, 양쪽 단자를 동시에 가열하고 기계적 스트레스를 피하기 위해 더블헤드 납땜 인두를 권장합니다. 리워크의 실행 가능성 및 장치 특성에 미치는 영향은 사전에 평가해야 합니다.

6. 보관 및 취급 주의사항

6.1 습도 민감도

본 장치는 습도에 민감합니다. 습기 차단 백은 부품을 사용할 준비가 될 때까지 열어서는 안 됩니다. 개봉 전 보관 조건은 30°C 이하 및 상대 습도(RH) 90% 이하이어야 합니다. 개봉되지 않은 백의 총 유통 기한은 1년입니다. 개봉 후에는 부품을 30°C 이하 및 60% RH 이하에 보관하고 168시간(7일) 이내에 사용해야 합니다. 실리카겔 건제가 포화 상태를 나타내거나 보관 시간을 초과한 경우, 사용 전 60 ±5°C에서 24시간 동안 베이킹 처리가 필요합니다.

6.2 전기적 보호

중요한 주의사항은 과전류 보호입니다. 다이오드로서 바이어스가 인가될 때 직렬 전류 제한 저항과 함께 동작해야 합니다. 이 저항이 없으면 인가 전압의 작은 증가가 크고 파괴적일 수 있는 전류의 대폭 증가를 일으켜 소손으로 이어질 수 있습니다. 저항 값은 동작 전압과 원하는 광전류 또는 암전류를 기반으로 계산해야 합니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려사항

7.1 일반적인 애플리케이션 회로

PD70-01B/TR7은 두 가지 주요 구성으로 사용될 수 있습니다: 광전지 모드(제로 바이어스)와 광전도 모드(역방향 바이어스). 광전지 모드에서는 조명 시 전압/전류를 생성하여 간단한 광 검출에 적합합니다. 광전도 모드(예: 5V의 역방향 바이어스 전압 인가)에서는 응답 속도가 현저히 빨라지고 선형성이 개선되어 IR 리모컨과 같은 고속 펄스 검출에 이상적입니다. 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 회로는 작은 광전류를 사용 가능한 전압 신호로 변환하는 데 일반적으로 사용됩니다.

7.2 설계 고려사항

주요 설계 요소는 다음과 같습니다:바이어스:속도 및 선형성 요구사항에 따라 동작 모드를 선택하십시오.대역폭:낮은 커패시턴스(빠른 스위칭 시간으로 암시됨)는 적절한 저잡음 증폭기와 결합할 때 높은 대역폭을 허용합니다.광학 필터링:내장형 주광 필터는 유용하지만, 특정 애플리케이션의 경우 원치 않는 파장을 차단하기 위해 추가 외부 광학 필터가 필요할 수 있습니다.PCB 레이아웃:포토다이오드와 그 증폭기를 서로 가깝게 배치하여 기생 커패시턴스와 노이즈 피크업을 최소화하십시오. 패키지 표시에 따라 애노드와 캐소드가 올바르게 배향되었는지 확인하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 포토다이오드나 포토트랜지스터와 비교하여, PD70-01B/TR7의 PIN 구조는 뚜렷한 장점을 제공합니다. P형과 N형 영역 사이의 본질(I) 영역은 접합 커패시턴스를 줄여 더 빠른 응답 시간(짧은 스위칭 시간)을 가능하게 합니다. 이는 IR을 통한 고속 데이터 전송에 우수합니다. 높은 감도와 지정된 암전류 파라미터는 좋은 신호 대 잡음비를 제공합니다. 통합된 주광 필터는 모든 기본 포토다이오드에 있는 것은 아닌 실용적인 기능으로, 주변광 환경에서의 설계를 단순화합니다.

9. 자주 묻는 질문(FAQ)

9.1 주광 필터의 목적은 무엇입니까?

주광 필터는 가시광선 스펙트럼(약 400-700 nm)에서의 감도를 감쇠시킵니다. 이는 햇빛이나 실내 조명과 같은 주변 광원으로부터의 노이즈와 간섭을 줄여 장치가 리모컨 또는 기타 IR 소스로부터 변조된 적외선 신호를 더욱 안정적으로 검출할 수 있도록 합니다.

9.2 직렬 저항의 값을 어떻게 선택합니까?

직렬 저항은 암전 상태와 조명 상태 모두에서 전류를 제한합니다. 역방향 바이어스 모드에서 저항 값(R)은 옴의 법칙을 사용하여 추정할 수 있습니다: R ≈ (공급 전압 - 다이오드 역방향 전압 강하) / 예상 최대 전류. 전류는 최대 소비 전력 한계보다 훨씬 낮게 유지되어야 합니다. 보수적인 값(예: 10kΩ)으로 시작하여 신호 진폭과 속도 요구사항에 따라 조정하십시오.

9.3 이 센서는 가시광선을 검출할 수 있습니까?

스펙트럼 범위가 730 nm(가시광선 빨간색 경계)에서 시작하지만, 주광 필터로 인해 가시광선 스펙트럼에서의 감도는 매우 낮습니다. 이는 주로 940 nm에 최적화된 적외선 검출기입니다. 가시광선 검출을 위해서는 IR 차단 또는 주광 필터가 없는 포토다이오드가 필요합니다.

10. 동작 원리 소개

실리콘 PIN 포토다이오드는 빛을 전류로 변환하는 반도체 장치입니다. 실리콘의 밴드갭보다 큰 에너지를 가진 광자가 장치에 충격을 가하면, 공핍 영역에서 전자-정공 쌍을 생성합니다. PIN 구조에서는 넓은 본질(I) 영역이 P형과 N형 영역 사이에 끼워져 있습니다. 이 넓은 I-영역은 광자 흡수를 위한 더 큰 공핍 영역을 생성하고, 결정적으로 접합 커패시턴스를 감소시킵니다. 역방향 바이어스 하에서 전기장은 이러한 전하 캐리어를 접점으로 휩쓸어, 입사광 강도에 비례하는 광전류를 생성합니다. "평면형" 공정은 일반적으로 안정적이고 일관된 성능의 장치를 생산하는 제조 기술을 의미합니다.