Lembaran Data Fotodioda Silikon PIN 5mm PD333-3C/H0/L811 - Diameter 5mm - Voltan Songsang 35V - Kanta Jernih Air - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

PD333-3C/H0/L811 ialah fotodioda silikon PIN berkelajuan tinggi dan sensitiviti tinggi yang disarung dalam pakej plastik diameter 5mm standard. Peranti ini menggunakan kanta epoksi jernih air, menjadikannya sensitif kepada spektrum radiasi yang luas, termasuk kedua-dua cahaya nampak dan gelombang inframerah. Fokus reka bentuk utamanya adalah untuk mencapai masa tindak balas pantas dan kepekaan foto tinggi sambil mengekalkan kapasitan simpang yang kecil, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pengesanan cahaya yang tepat dan pantas.

Kelebihan utama komponen ini termasuk pematuhannya kepada piawaian alam sekitar dan keselamatan moden. Ia adalah produk Bebas Plumbum, mematuhi peraturan EU REACH, dan mematuhi keperluan bebas halogen, dengan kandungan Bromin (Br) dan Klorin (Cl) masing-masing di bawah 900 ppm dan jumlahnya di bawah 1500 ppm. Produk itu sendiri direka untuk kekal dalam spesifikasi yang mematuhi RoHS.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini direka untuk beroperasi dengan boleh dipercayai dalam had yang ditetapkan. Melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Voltan Songsang (V_R):35 V - Voltan pincang songsang maksimum yang boleh dikenakan merentasi fotodioda.
• Kuasa Penyerakan (P_d):150 mW - Kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh peranti.
• Suhu Operasi (T_opr):-25°C hingga +85°C - Julat suhu persekitaran untuk operasi normal.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C - Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.
• Suhu Pateri Kaki (T_sol):260°C untuk maksimum 5 saat.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik (Ta=25°C)

Parameter ini mentakrifkan prestasi teras fotodioda di bawah keadaan biasa.

• Lebar Jalur Spektrum (λ_0.1):400 nm hingga 1100 nm. Peranti bertindak balas kepada cahaya dari kawasan ungu/biru sehingga ke inframerah dekat.
• Panjang Gelombang Kepekaan Puncak (λ_P):940 nm (Biasa). Fotodioda paling sensitif dalam spektrum inframerah dekat.
• Voltan Litar Terbuka (V_OC):0.38 V (Biasa) di bawah penyinaran 1 mW/cm² pada 470 nm.
• Arus Litar Pintas (I_SC):45 μA (Biasa) di bawah penyinaran 1 mW/cm² pada 470 nm.
• Arus Cahaya Songsang (I_L):Ini ialah arus foto yang dijana apabila diod dipincang songsang.
  • 46 μA (Biasa) pada 470 nm, V_R=5V, E_e=1 mW/cm².
  • 60 μA (Biasa) pada 940 nm (kepekaan puncak), V_R=5V, E_e=1 mW/cm².
• Arus Gelap Songsang (I_D):10 nA (Maksimum) pada V_R=10V dalam kegelapan lengkap. Ini ialah arus bocor dan merupakan parameter utama untuk kepekaan cahaya rendah.
• Voltan Pecahan Songsang (V_BR):130 V (Biasa), dengan minimum 35 V, diukur pada arus songsang 100 μA dalam kegelapan.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):80° (Biasa). Ini mentakrifkan julat sudut di mana fotodioda mengekalkan separuh daripada kepekaan pada paksinya.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa lengkung ciri yang penting untuk jurutera reka bentuk.

3.1 Kuasa Penyerakan vs. Suhu Persekitaran

Graf menunjukkan pengurangan kuasa penyerakan maksimum yang dibenarkan apabila suhu persekitaran meningkat. Penarafan 150 mW adalah sah pada 25°C, dan ia berkurangan secara linear kepada 0 mW pada 100°C. Lengkung ini adalah kritikal untuk memastikan peranti tidak terlalu panas dalam persekitaran aplikasi.

3.2 Kepekaan Spektrum

Lengkung ini menggambarkan kepekaan relatif fotodioda merentasi julat panjang gelombang operasinya (400-1100 nm), mengesahkan kepekaan puncak sekitar 940 nm dan tindak balas ketara dalam spektrum nampak disebabkan oleh kanta jernih air.

3.3 Arus Cahaya Songsang vs. Penyinaran

Graf ini menunjukkan hubungan linear antara arus foto yang dijana (I_L) dan ketumpatan kuasa cahaya tuju (E_e). Ia mengesahkan kesesuaian peranti untuk aplikasi pengukuran cahaya di mana kelinearan adalah penting.

3.4 Arus Gelap vs. Suhu Persekitaran

Arus gelap (I_D) meningkat secara eksponen dengan suhu. Lengkung ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu tinggi, kerana ia mentakrifkan paras hingar pengesan.

3.5 Arus Cahaya Relatif vs. Sesaran Sudut

Plot kutub ini mewakili secara visual sudut pandangan 80°, menunjukkan bagaimana kekuatan isyarat yang dikesan berkurangan apabila sudut cahaya tuju bergerak menjauhi paksi tengah (0°).

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

Fotodioda ini datang dalam pakej berkaki radial 5mm standard. Dimensi utama termasuk diameter badan 5.0mm, ketinggian kubah epoksi biasa, dan jarak kaki. Semua toleransi yang tidak dinyatakan adalah ±0.25mm. Lukisan dimensi terperinci disediakan dalam lembaran data untuk reka bentuk tapak kaki PCB.

4.2 Pengenalpastian Kutub

Katod (K) biasanya dikenal pasti oleh kaki yang lebih panjang, titik rata pada pinggir pakej, atau penandaan lain mengikut lukisan pakej. Kutub yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan litar untuk operasi pincang songsang yang betul.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian berhati-hati semasa memateri adalah penting untuk mengelakkan kerosakan pada mentol epoksi dan struktur dalaman.

• Peraturan Am:Kekalkan jarak minimum 3mm dari sambungan pateri ke mentol epoksi. Pateri melepasi pangkal palang pengikat adalah disyorkan.
• Pateri Tangan:Gunakan besi dengan suhu hujung tidak melebihi 350°C (30W maksimum). Hadkan masa pateri kepada 3 saat setiap kaki.
• Pateri Gelombang/DIP:Panaskan awal kepada maksimum 100°C sehingga 60 saat. Suhu tab pateri tidak boleh melebihi 260°C, dengan masa tinggal maksimum 5 saat.
• Arahan Kritikal:
  • Elakkan mengenakan tekanan mekanikal pada kaki semasa peranti berada pada suhu tinggi.
  • Jangan lakukan pateri celup atau tangan lebih daripada sekali.
  • Lindungi mentol epoksi daripada kejutan atau getaran sehingga peranti menyejuk ke suhu bilik.
  • Elakkan penyejukan pantas dari suhu pateri puncak.
  • Sentiasa gunakan suhu pateri serendah mungkin yang mencapai sambungan yang boleh dipercayai.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pembungkusan

Peranti dibungkus dalam beg anti-statik untuk perlindungan. Aliran pembungkusan standard adalah:

1. 500 keping setiap beg anti-statik.
2. 5 beg (2500 keping) setiap kotak dalaman.
3. 10 kotak dalaman (25,000 keping) setiap kotak luar utama.

6.2 Spesifikasi Label

Label produk mengandungi maklumat utama untuk kebolehjejakan dan pengenalpastian, termasuk Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Produk (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Nombor Lot, dan kod tarikh (pengenal bulan).

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pengesanan Foto Kelajuan Tinggi:Sesuai untuk pautan komunikasi data (cth., alat kawalan jauh IR, pengekod optik, sensor jarak) di mana pengesanan denyut pantas diperlukan.
• Sistem Keselamatan:Boleh digunakan dalam pancaran pengesanan pencerobohan, pengesan asap, atau penderia cahaya ambien untuk kawalan pencahayaan automatik.
• Sistem Kamera:Boleh digunakan untuk pengukuran cahaya, kawalan pendedahan automatik, atau sebagai sensor kawalan penapis potong IR.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pincangan:Untuk tindak balas dan kelinearan terpantas, operasikan fotodioda dalam mod pincang songsang (fotokonduktif). Penguat transimpedans (TIA) biasa digunakan untuk menukar arus foto kepada voltan.
• Lebar Jalur vs. Kepekaan:Kapasitan simpang (diimplikasikan oleh tindak balas pantas) dan nilai perintang beban akan menentukan lebar jalur litar. Terdapat pertukaran antara lebar jalur (R lebih rendah) dan kepekaan/voltan keluaran (R lebih tinggi).
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 80° adalah agak luas. Untuk penderiaan berarah, apertur atau tiub kanta mungkin diperlukan untuk menyekat medan pandangan.
• Pampasan Arus Gelap:Dalam aplikasi cahaya rendah ketepatan, arus gelap dan variasi dengan suhu mungkin perlu dikompensasi dalam litar penyelaras isyarat.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan fotodioda PN standard, fotodioda PIN ini menawarkan kelebihan berbeza:

• Masa Tindak Balas Lebih Pantas:Kawasan intrinsik (I) dalam struktur PIN mengurangkan kapasitan simpang, membolehkan kelajuan pensuisan dan lebar jalur yang lebih tinggi.
• Kelinearan Lebih Baik:Kawasan intrinsik yang luas membolehkan kelinearan arus foto yang lebih baik berkenaan dengan kuasa cahaya tuju merentasi julat yang luas.
• Arus Gelap Lebih Rendah (pada voltan setanding):Walaupun bergantung pada reka bentuk khusus, struktur kadangkala membolehkan arus bocor yang lebih rendah.
• Kepekaan Spektrum Luas:Kanta jernih air, tidak seperti kanta berwarna, tidak menapis cahaya nampak, menjadikannya pilihan serba boleh untuk aplikasi yang memerlukan tindak balas dari nampak ke inframerah dekat.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah perbezaan antara beroperasi pada 470nm berbanding 940nm?

J: Fotodioda jauh lebih sensitif pada panjang gelombang puncaknya 940nm (60 μA biasa berbanding 46 μA pada 470nm di bawah keadaan yang sama). Untuk keluaran isyarat maksimum, sumber IR sekitar 940nm adalah ideal. Tindak balas pada 470nm membolehkan peranti digunakan dengan sumber cahaya nampak biru/hijau juga.

S2: Bolehkah saya menggunakan fotodioda ini tanpa voltan pincang songsang?

A: Ya, ia boleh digunakan dalam mod fotovoltaik (pincang sifar), menjana voltan litar terbuka (V_OC). Walau bagaimanapun, untuk aplikasi kelajuan tinggi atau kebanyakan aplikasi linear, pincang songsang (mod fotokonduktif) adalah disyorkan kerana ia mengurangkan kapasitan simpang dan meningkatkan masa tindak balas.

S3: Betapa kritikalnya peraturan jarak pateri 3mm?

J: Sangat kritikal. Haba berlebihan yang dijalankan ke atas kaki boleh meretakkan meterai epoksi atau merosakkan cip semikonduktor, membawa kepada kegagalan serta-merta atau kebolehpercayaan jangka panjang yang berkurangan.

S4: Apakah maksud spesifikasi "Sudut Pandangan" untuk reka bentuk saya?

J: Ia bermaksud fotodioda akan mengesan cahaya dengan berkesan dalam kon 80° (40° luar paksi dalam mana-mana arah). Cahaya tuju pada sudut lebih besar daripada ini akan menghasilkan isyarat yang jauh lebih lemah. Ini adalah penting untuk menyelaraskan sensor dengan sumber cahaya atau mentakrifkan zon pengesanan.

10. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Mereka Bentuk Sensor Jarak Mudah:

PD333-3C/H0/L811 boleh dipasangkan dengan LED inframerah (cth., memancar pada 940nm) untuk mencipta sensor jarak atau pengesanan objek. LED IR didorong dengan arus berdenyut. Fotodioda, diletakkan bersebelahan dengan LED tetapi terpencil secara optik, mengesan cahaya IR yang dipantulkan dari objek. Keluaran fotodioda disambungkan ke TIA dan kemudian ke pembanding. Apabila tiada objek hadir, isyarat yang dikesan adalah rendah (hanya IR ambien). Apabila objek menghampiri, denyut pantulan meningkatkan isyarat melebihi ambang yang ditetapkan, mencetuskan pembanding. Masa tindak balas pantas diod PIN membolehkan pengesanan pantas dan boleh menyokong isyarat termodulat untuk menolak gangguan cahaya ambien.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

Fotodioda PIN ialah peranti semikonduktor dengan struktur tiga lapisan: Jenis-P, Intrinsik (tidak didop), dan Jenis-N (P-I-N). Apabila dipincang songsang, kawasan intrinsik menjadi habis sepenuhnya daripada pembawa cas, mencipta kawasan medan elektrik yang luas. Foton yang tuju pada peranti dengan tenaga lebih besar daripada jurang jalur semikonduktor mencipta pasangan elektron-lubang. Medan elektrik yang kuat dalam kawasan intrinsik menyapu pembawa ini dengan pantas ke terminal masing-masing, menjana arus foto yang berkadar dengan keamatan cahaya tuju. Kawasan intrinsik yang luas adalah kunci: ia mengurangkan kapasitan simpang (membolehkan kelajuan tinggi) dan meningkatkan isipadu di mana foton boleh diserap (meningkatkan kepekaan, terutamanya untuk panjang gelombang lebih panjang seperti IR).

12. Trend dan Konteks Industri

Fotodioda PIN silikon seperti PD333-3C/H0/L811 kekal sebagai komponen asas dalam optoelektronik. Trend semasa dalam industri termasuk:

• Pengecilan:Walaupun 5mm ialah pakej lubang melalui standard, terdapat dorongan kuat ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) (cth., 0805, 0603) untuk pemasangan automatik dan reka bentuk terhad ruang.
• Integrasi:Peningkatan integrasi fotodioda dengan penguatan, penapisan, dan logik digital pada cip untuk mencipta "sensor optik pintar" yang menyediakan keluaran digital yang diproses.
• Prestasi Dipertingkatkan:Pembangunan berterusan memberi tumpuan kepada mengurangkan lagi arus gelap, meningkatkan kepekaan (kepekaan) pada panjang gelombang tertentu, dan mengembangkan julat spektrum ke inframerah lebih dalam menggunakan bahan seperti InGaAs.
• Pengoptimuman Khusus Aplikasi:Fotodioda sedang disesuaikan untuk aplikasi baru dalam elektronik pengguna (sensor telefon pintar, boleh pakai), automotif (LiDAR, penderiaan dalam kabin), dan automasi perindustrian (penglihatan mesin, spektroskopi).

Walaupun dengan trend ini, fotodioda PIN lubang melalui klasik terus digunakan secara meluas dalam prototaip, kit pendidikan, kawalan perindustrian, dan aplikasi di mana ketahanan dan kemudahan pateri tangan dihargai.

13. Penafian dan Nota Penggunaan

Penafian undang-undang dan teknikal kritikal mengiringi data produk ini:

1. Pengilang berhak menyesuaikan bahan produk.
2. Produk memenuhi spesifikasi yang diterbitkan selama 12 bulan dari tarikh penghantaran.
3. Graf dan nilai biasa adalah untuk rujukan; ia bukan had minimum atau maksimum yang dijamin.
4. Pengilang tidak bertanggungjawab atas kerosakan akibat operasi di luar Penarafan Maksimum Mutlak atau penyalahgunaan.
5. Kandungan lembaran data mempunyai hak cipta; reproduksi memerlukan persetujuan terlebih dahulu.
6. Notis Keselamatan Penting:Produk initidak bertujuanuntuk digunakan dalam aplikasi ketenteraan, pesawat, automotif, perubatan, penyelamat nyawa, atau mana-mana aplikasi kritikal keselamatan lain di mana kegagalan boleh membawa kepada kecederaan atau kematian manusia. Untuk aplikasi sedemikian, kebenaran eksplisit mesti diperoleh.