Spesifikasi Teknikal PD70-01B/TR7 - Fotodiod PIN Planar Silikon - 2.0x1.25x0.9mm - Voltan Songsang 32V - Panjang Gelombang Puncak 940nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

PD70-01B/TR7 ialah Fotodiod PIN Planar Silikon berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan tindak balas pantas dan sensitiviti tinggi terhadap cahaya inframerah. Saiznya yang padat dan prestasi teguh merentasi julat suhu yang luas menjadikannya komponen serba boleh untuk pelbagai sistem elektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Fotodiod ini menawarkan beberapa kelebihan utama, termasuk penapis cahaya siang terbina dalam untuk mengurangkan gangguan cahaya ambien, sensitiviti tinggi pada panjang gelombang puncaknya, dan kapasitans simpang yang sangat rendah yang membolehkan masa pensuisan yang singkat. Pakej permukaan-mountnya yang kecil adalah bebas plumbum dan mematuhi piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen. Ciri-ciri ini menjadikannya amat sesuai untuk elektronik pengguna, kawalan perindustrian, dan aplikasi komunikasi seperti alat kawalan jauh televisyen dan perkakas, penghantaran audio inframerah, perakam video, mesin fotokopi, sensor lif, dan sistem pengukuran serta kawalan tujuan am.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Peranti ini direka untuk beroperasi dengan boleh dipercayai dalam had yang ditetapkan. Voltan songsang maksimum (VR) ialah 32V. Ia boleh berfungsi dalam julat suhu operasi (Topr) -25°C hingga +85°C dan disimpan (Tstg) dari -40°C hingga +85°C. Suhu pateri maksimum (Tsol) ialah 260°C untuk tempoh tidak melebihi 5 saat. Penyerakan kuasa (Pd) dinilai pada 150 mW pada atau di bawah suhu udara bebas 25°C.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Pada suhu piawai 25°C, fotodiod ini mempamerkan metrik prestasi tertentu. Lebar jalur spektrumnya (λ0.5) adalah dari 730 nm hingga 1100 nm, dengan sensitiviti puncak (λP) pada 940 nm, meletakkannya dengan kukuh dalam spektrum inframerah dekat. Di bawah sinaran 1 mW/cm² pada 940 nm, arus litar pintas tipikal (ISC) ialah 35 µA, dan arus cahaya songsang tipikal (IL) pada VR=5V ialah 25 µA (min. 17 µA). Arus gelap songsang (ID) pada VR=10V adalah tipikalnya 5 nA, dengan maksimum 30 nA. Voltan pecah songsang (VBR) adalah minimum 32V, tipikalnya 170V pada arus 100 µA.

3. Analisis Keluk Prestasi

Spesifikasi ini termasuk keluk ciri tipikal yang memberikan pemahaman lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di luar nilai minimum, tipikal, dan maksimum yang ditabulasi.

3.1 Sensitiviti Spektrum

Satu graf (Rajah.1) menggambarkan tindak balas spektrum ternormal berbanding panjang gelombang. Keluk menunjukkan peningkatan mendadak dalam sensitiviti bermula sekitar 730 nm, memuncak pada 940 nm, dan kemudian secara beransur-ansur menurun ke arah 1100 nm. Ini mengesahkan pengoptimumannya untuk pengesanan inframerah, terutamanya untuk pemancar IR 940 nm biasa, manakala penapis cahaya siang melemahkan sensitiviti dalam spektrum cahaya nampak.

3.2 Kelinearan Tindak Balas

Satu lagi graf (Rajah.2) memplot Arus Cahaya Songsang (IL) berbanding Sinaran (Ee). Keluk ini dijangka menunjukkan hubungan yang sangat linear, menunjukkan bahawa output arus foto adalah berkadar terus dengan kuasa cahaya tuju sepanjang julat operasi, satu ciri kritikal untuk aplikasi pengukuran dan kawalan.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej dan Polarity

PD70-01B/TR7 hadir dalam pakej permukaan-mount yang padat. Lukisan dimensi terperinci disediakan. Dimensi badan pakej adalah lebih kurang 2.0 mm panjang, 1.25 mm lebar, dan 0.9 mm tinggi (tidak termasuk kaki). Katod biasanya ditanda, selalunya oleh takuk, tepi serong, atau titik pada pakej. Pereka bentuk mesti merujuk lukisan pakej terperinci untuk penanda pengenalpastian polarity tepat dan susun atur pad untuk memastikan reka bentuk tapak kaki PCB dan orientasi pemasangan yang betul.

4.2 Spesifikasi Pita Pembawa dan Gegelung

Untuk pemasangan automatik, komponen dibekalkan dalam pita pembawa dan gegelung. Lebar pita, dimensi poket, dan diameter gegelung ditentukan untuk serasi dengan peralatan pick-and-place piawai. Kuantiti pembungkusan piawai ialah 1000 keping setiap gegelung.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Profil Pateri Alir Semula

Untuk pateri bebas plumbum, profil suhu tertentu mesti diikuti. Profil yang disyorkan termasuk peringkat pemanasan awal, zon rendaman, suhu alir semula puncak tidak melebihi 260°C, dan fasa penyejukan terkawal. Jumlah masa di atas likuidus dan tempoh suhu puncak maksimum adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan haba pada pakej epoksi dan die semikonduktor. Pateri alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

5.2 Pateri Tangan dan Kerja Semula

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil. Suhu hujung besi pateri hendaklah di bawah 350°C, dan masa sentuhan dengan setiap terminal hendaklah kurang daripada 3 saat setiap sambungan pateri menggunakan besi dengan kapasiti 25W atau kurang. Selang penyejukan lebih daripada dua saat diperlukan antara pateri setiap terminal. Untuk kerja semula, besi pateri berkepala dua disyorkan untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal. Kebolehgunaan dan kesan kerja semula pada ciri peranti harus dinilai terlebih dahulu.

6. Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

6.1 Kepekaan Kelembapan

Peranti ini sensitif kepada kelembapan. Beg penghalang kelembapan tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Sebelum dibuka, keadaan penyimpanan hendaklah 30°C atau kurang dan 90% Kelembapan Relatif (RH) atau kurang. Jumlah jangka hayat dalam beg yang tidak dibuka ialah satu tahun. Selepas dibuka, komponen mesti disimpan pada 30°C atau kurang dan 60% RH atau kurang dan digunakan dalam masa 168 jam (7 hari). Jika penyerap lembapan silika gel menunjukkan tepu atau masa penyimpanan dilebihi, rawatan pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan.

6.2 Perlindungan Elektrik

Langkah berjaga-jaga kritikal ialah perlindungan arus berlebihan. Sebagai diod, ia mesti dikendalikan dengan perintang had arus bersiri apabila terpincang. Tanpa perintang ini, peningkatan kecil dalam voltan yang dikenakan boleh menyebabkan peningkatan besar dalam arus yang berpotensi merosakkan, membawa kepada kebakaran. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan operasi dan arus foto atau arus gelap yang dikehendaki.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Litar Aplikasi Tipikal

PD70-01B/TR7 boleh digunakan dalam dua konfigurasi utama: mod fotovolta (pincang sifar) dan mod fotokonduktif (pincang songsang). Dalam mod fotovolta, ia menjana voltan/arus apabila disinari, sesuai untuk pengesanan cahaya mudah. Dalam mod fotokonduktif (dengan voltan pincang songsang dikenakan, contohnya, 5V), kelajuan tindak balas adalah jauh lebih pantas, dan kelinearan diperbaiki, menjadikannya sesuai untuk pengesanan denyut berkelajuan tinggi seperti dalam alat kawalan jauh IR. Litar penguat transimpedans (TIA) biasa digunakan untuk menukar arus foto kecil kepada isyarat voltan yang boleh digunakan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Faktor reka bentuk utama termasuk:Pincangan:Pilih mod operasi berdasarkan keperluan kelajuan dan kelinearan.Lebar Jalur:Kapasitans rendah (disebabkan oleh masa pensuisan pantas) membolehkan lebar jalur tinggi apabila dipasangkan dengan penguat rendah hingar yang sesuai.Penapisan Optik:Penapis cahaya siang terbina dalam adalah bermanfaat, tetapi untuk aplikasi tertentu, penapis optik luaran tambahan mungkin diperlukan untuk menyekat panjang gelombang yang tidak diingini.Susun Atur PCB:Pastikan fotodiod dan penguatnya berdekatan untuk mengurangkan kapasitans parasit dan pengambilan hingar. Pastikan anod dan katod berorientasi dengan betul mengikut penandaan pakej.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan fotodiod atau fototransistor piawai, struktur PIN PD70-01B/TR7 menawarkan kelebihan yang berbeza. Kawasan intrinsik (I) antara lapisan P dan N mengurangkan kapasitans simpang, membolehkan masa tindak balas yang lebih pantas (masa pensuisan singkat). Ini menjadikannya lebih unggul untuk penghantaran data berkelajuan tinggi melalui IR. Parameter sensitiviti tinggi dan arus gelap yang ditentukan memberikan nisbah isyarat-kepada-hingar yang baik. Penapis cahaya siang bersepadu adalah ciri praktikal yang tidak terdapat dalam semua fotodiod asas, memudahkan reka bentuk untuk persekitaran cahaya ambien.

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Apakah tujuan penapis cahaya siang?

Penapis cahaya siang melemahkan sensitiviti dalam spektrum cahaya nampak (lebih kurang 400-700 nm). Ini mengurangkan hingar dan gangguan daripada sumber cahaya ambien seperti cahaya matahari atau pencahayaan bilik, membolehkan peranti mengesan isyarat inframerah termodulat daripada alat kawalan jauh atau sumber IR lain dengan lebih boleh dipercayai.

9.2 Bagaimana saya memilih nilai perintang bersiri?

Perintang bersiri menghadkan arus di bawah keadaan gelap dan bercahaya. Dalam mod pincang songsang, nilai perintang (R) boleh dianggarkan menggunakan Hukum Ohm: R ≈ (Voltan Bekalan - Susut Voltan Songsang Diod) / Arus Dijangka Maksimum. Arus harus dikekalkan jauh di bawah had penyerakan kuasa maksimum. Mulakan dengan nilai konservatif (contohnya, 10kΩ) dan laraskan berdasarkan amplitud isyarat dan keperluan kelajuan.

9.3 Bolehkah sensor ini mengesan cahaya nampak?

Walaupun julat spektrumnya bermula pada 730 nm (sempadan cahaya nampak merah), sensitivitinya dalam spektrum cahaya nampak adalah sangat rendah disebabkan oleh penapis cahaya siang. Ia terutamanya adalah pengesan inframerah yang dioptimumkan untuk 940 nm. Untuk pengesanan cahaya nampak, fotodiod tanpa penapis perintang IR atau cahaya siang diperlukan.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

Fotodiod PIN Silikon ialah peranti semikonduktor yang menukar cahaya kepada arus elektrik. Apabila foton dengan tenaga lebih besar daripada jurang jalur silikon menghentam peranti, ia menjana pasangan elektron-lubang di kawasan susutan. Dalam struktur PIN, kawasan intrinsik (I) yang luas diapit di antara kawasan jenis-P dan jenis-N. Kawasan I yang luas ini mewujudkan kawasan susutan yang lebih besar untuk penyerapan foton dan, yang penting, mengurangkan kapasitans simpang. Di bawah pincang songsang, medan elektrik menyapu pembawa cas ini ke kenalan, menjana arus foto yang berkadar dengan keamatan cahaya tuju. Proses "planar" merujuk kepada teknik pembuatan, yang biasanya menghasilkan peranti dengan prestasi stabil dan konsisten.