PD204-6B 3mm Photodiode Datasheet - Kipenyo cha 3mm - Voltage ya Kinyume ya 32V - Upeo wa Uthibitishaji wa 940nm - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD204-6B ni photodiode ya silicon ya PIN yenye utendaji wa juu iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji majibu ya haraka na uthibitishaji wa juu kwa mwanga katika wigo unaoonekana na karibu na infrared. Ikiwa imewekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha plastiki nyeusi chenye kipenyo cha 3mm, kifaa hiki kimeundwa kutoa uwezo wa kuaminika wa kuhisi mwanga. Majibu yake ya wigo yamefananishwa hasa kwa kuongeza diodes zinazotoa mwanga unaoonekana na infrared (IREDs), na kufanya kuwa sehemu bora ya mpokeaji katika mifumo ya optoelectronics. Kifaa kimejengwa kwa vifaa visivyo na risasi na kinatii kanuni husika za mazingira, na kuhakikisha umefaa kwa utengenezaji wa kisasa wa elektroniki.

2. Vipengele Muhimu na Faida za Msingi

PD204-6B inajitofautisha kupitia sifa kadhaa muhimu za utendaji zinazokidhi matumizi magumu ya kuhisi.

• Muda wa Majibu ya Haraka:Kifaa kinaonyesha muda wa kawaida wa kupanda/kushuka wa nanosekunde 6 (chini ya hali maalum za majaribio ya VR=10V, RL=100Ω), na kuwezesha kugundua mabadiliko ya haraka katika ukali wa mwanga. Hii ni muhimu kwa matumizi yanayohusisha usambazaji wa data, kugundua kitu, na vipimo vyenye usikivu wa wakati.
• Uthibitishaji wa Juu wa Picha:Kwa mkondo wa kawaida wa mzunguko mfupi (I_SC) wa 3.0 μA chini ya mnururisho wa 1 mW/cm² kwenye 940nm, photodiode hutoa ishara ya umeme yenye nguvu kutoka kwa viwango vya chini vya mwanga, na kuboresha uwiano wa ishara kwa kelele na uaminifu wa mfumo.
• Uwezo Mdogo wa Kiunganishi:Uwezo wa chini wa kawaida wa jumla (C_t) wa 5 pF kwa VR=5V na 1MHz huchangia kwa muda wa majibu ya haraka na kuruhusu uendeshaji katika saketi zenye upana wa juu zaidi bila kuharibika kwa ishara.
• Ujenzi Imara:Kifaa kina lenzi nyeusi, ambayo husaidia kupunguza usumbufu usiotakiwa wa mwanga wa mazingira, na kimefungwa katika muundo wa kudumu na wa kawaida wa sekta ya 3mm.
• Kufuata Kanuni za Mazingira:Bidhaa hii haina risasi na imeundwa kubaki ikifuata kanuni za RoHS na EU REACH, na kushughulikia viwango vya kimataifa vya mazingira na usalama.

3. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

Kuelewa vipimo vya umeme na mwanga ni muhimu kwa ubunifu sahihi wa saketi na ushirikiano.

3.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi hufafanua mipaka ambayo kuharibika kudumu kwa kifaa kunaweza kutokea. Uendeshaji unapaswa kudumishwa daima ndani ya mipaka hii.

• Voltage ya Kinyume (V_R):32 V. Hii ndiyo voltage ya juu kabisa ambayo inaweza kutumika kwa upendeleo wa kinyume kwenye vituo vya photodiode.
• Matumizi ya Nguvu (P_C):150 mW kwa au chini ya joto la hewa huria la 25°C. Kipimo hiki hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka, kama inavyoonyeshwa kwenye mkunjo wa kupunguza.
• Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +85°C. Kifaa kimeainishwa kufanya kazi kwa usahihi katika anuwai hii pana ya joto la viwanda.
• Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C.
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C. Hii inaongoza vigezo vya mchakato wa kuuza kwa kurejesha.

3.2 Tabia za Umeme na Mwanga (Ta=25°C)

Vigezo hivi hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji. Thamani za kawaida zinawakilisha kitovu cha usambazaji, wakati thamani za chini na za juu kabisa hufafanua mipaka iliyohakikishwa.

• Majibu ya Wigo:Photodiode hii ina usikivu katika anuwai ya takriban 840 nm hadi 1100 nm (kwenye alama 0.5 za majibu ya jamaa), na uthibitishaji wa kilele (λ_P) kwenye 940 nm. Hii inafanya iwe sawa kabisa kwa kuunganishwa na LED za infrared za 940nm.
• Uzalishaji wa Mkondo wa Picha:
  • Mkondo wa Mzunguko Mfupi (I_SC):Kwa kawaida 3.0 μA kwa E_e=1mW/cm², λ_p=940nm. Hii ndiyo mkondo unaozalishwa na voltage sifuri kwenye diode (hali ya photovoltaic).
  • Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (I_L):Chini kabisa 1.0 μA, Kwa kawaida 3.0 μA kwa E_e=1mW/cm², λ_p=940nm, V_R=5V. Hii ndiyo mkondo wakati diode inapopendelewa kinyume, ambayo ndiyo hali ya kawaida ya uendeshaji kwa kasi na mstari.
• Mkondo wa Giza (I_D):Juu kabisa 10 nA kwa V_R=10V, E_e=0mW/cm². Hii ndiyo mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka wakati hakuna mwanga. Mkondo mdogo wa giza ni muhimu kwa kugundua ishara dhaifu za mwanga.
• Voltage ya Mzunguko Wazi (V_OC):Kwa kawaida 0.42 V kwa E_e=1mW/cm², λ_p=940nm. Hii ndiyo voltage inayozalishwa kwenye mzunguko wazi chini ya mwangaza.
• Uwezo (C_t):Kwa kawaida 5 pF kwa V_R=5V, f=1MHz. Uwezo huu wa kiunganishi huathiri wakati wa RC na hivyo upana wa saketi ya kuhisi.
• Kasi ya Majibu (t_r/t_f):Kwa kawaida 6 ns kwa V_R=10V, R_L=100Ω. Inafafanua jinsi mkondo wa pato unaweza kufuata mabadiliko ya mwanga wa pembejeo kwa haraka.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Data ya picha hutoa ufahamu wa jinsi vigezo vinavyobadilika na hali za uendeshaji.

4.1 Matumizi ya Nguvu dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo wa kupunguza unaonyesha kuwa matumizi ya juu kabisa ya nguvu yanapungua kwa mstari kadiri joto la mazingira linavyoongezeka zaidi ya 25°C. Wabunifu lazima wahakikisha hatua ya uendeshaji (voltage ya kinyume * mkondo wa picha + mkondo wa giza) haizidi mkunjo huu ili kuzuia mzigo wa joto.

4.2 Uthibitishaji wa Wigo

Mkunjo wa majibu ya wigo unaonyesha usikivu wa jamaa wa photodiode kama kazi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha kilele kwenye 940nm na upana wa wigo unaofaa kutoka takriban 840nm hadi 1100nm. Nyenzo za lenzi nyeusi huunda majibu haya, na kuchuja baadhi ya urefu wa wimbi mfupi.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

PD204-6B inatumia kifurushi cha kawaida cha radial-leaded, chenye kipenyo cha 3mm.

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Mchoro wa vipimo hutoa vipimo muhimu vya ubunifu wa alama ya PCB na ushirikiano wa mitambo. Vipimo muhimu vinajumuisha kipenyo cha jumla (3mm), nafasi ya kuongoza, kipenyo cha kuongoza, na urefu wa sehemu. Toleransi zote zisizobainishwa ni ±0.25mm. Cathode kwa kawaida hutambuliwa na kuongoza kwa muda mrefu au doa laini kwenye ukingo wa kifurushi.

5.2 Utambuzi wa Ubaguzi wa Umeme

Ubaguzi sahihi wa umeme ni muhimu. Kifaa hiki ni diode. Anode kwa kawaida ni kuongoza kwa muda mfupi au kuongoza karibu na upande laini wa kifurushi. Kutumia upendeleo wa kinyume (voltage chanya kwa cathode, hasi kwa anode) ndiyo hali ya kawaida ya uendeshaji kwa hali ya photoconductive.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

• Kuuza kwa Kurejesha:Joto la juu kabisa la kuuza limeainishwa kuwa 260°C. Wasifu wa kawaida wa kuuza kwa kurejesha wa infrared au convection kwa usanikishaji usio na risasi unatumika. Wakati juu ya kioevu unapaswa kudhibitiwa kulingana na viwango vya sekta ili kuzuia uharibifu wa kifurushi.
• Kuuza kwa Mkono:Ikiwa kuuza kwa mkono ni muhimu, tumia chuma chenye udhibiti wa joto. Punguza muda wa mguso hadi chini ya sekunde 3 kwa kila kuongoza kwa joto lisilozidi 350°C ili kuepuka mkazo wa joto kwenye kifurushi cha plastiki na die ya ndani ya semiconductor.
• Kusafisha:Tumia vinasafi vinavyolingana na nyenzo za epoksi nyeusi za plastiki. Epuka kusafisha kwa ultrasonic isipokuwa ikiwa imethibitishwa kuwa salama kwa sehemu hiyo.
• Hali ya Hifadhi:Hifadhi katika mazingira kavu, yasiyo na athari ndani ya anuwai maalum ya joto la -40°C hadi +100°C. Tumia ndani ya miezi 12 kutoka tarehe ya usafirishaji ili kuhakikisha kufuata vipimo vilivyochapishwa.

7. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

7.1 Uainishaji wa Ufungaji

Bidhaa hii imefungwa kwenye mifuko isiyo na umeme. Kiasi cha kawaida cha ufungaji ni vipande 200 hadi 1000 kwa kila mfuko. Mifuko minne hufungwa kwenye kasha moja la ndani, na kasha moja la ndani husafirishwa kwenye kasha moja la nje.

7.2 Taarifa ya Lebo

Lebo ya mfuko ina taarifa muhimu za ufuatiliaji na bidhaa, ikijumuisha Nambari ya Sehemu (P/N), kiasi (QTY), nambari ya kundi (LOT No.), na msimbo wa tarehe. Bidhaa haijapangwa au kupangwa kwa vigezo maalum kama nguvu ya mwanga au urefu wa wimbi; inasambazwa kwa jedwali la kawaida la tabia za umeme na mwanga.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

PD204-6B hutumiwa kwa kawaida katika usanidi mbili kuu wa saketi:

1. Hali ya Photoconductive (Upendeleo wa Kinyume):Hii ndiyo hali bora ya uendeshaji wa kasi na mstari. Voltage ya upendeleo wa kinyume (mfano, 5V hadi 10V, ikibaki chini ya V_R=32V) inatumika. Mkondo wa picha (I_L) hutiririka kupitia resistor ya mzigo (R_L). Kushuka kwa voltage kwenye R_Lndiyo ishara ya pato. R_Lndogo hutoa majibu ya haraka lakini pato la chini la voltage. Kikuza cha transimpedance (TIA) mara nyingi hutumiwa kubadilisha mkondo wa picha kuwa voltage yenye faida ya juu na upana wa wigo.
2. Hali ya Photovoltaic (Upendeleo wa Sifuri):Photodiode imeunganishwa moja kwa moja kwenye mzigo wa juu wa upinzani (kama pembejeo ya op-amp). Inazalisha voltage (V_OC) sawia na ukali wa mwanga. Hali hii hutoa kelele chini lakini ina majibu ya polepole na sio mstari sana.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Upendeleo:Kwa kasi bora na mstari, endesha kwa upendeleo wa kinyume. Hakikisha voltage ya upendeleo pamoja na voltage yoyote ya ishara haizidi kiwango cha juu cha 32V.
• Upana wa Wigo na Mzigo:Uwezo wa jumla (photodiode + pembejeo ya kikuza) na upinzani wa mzigo/ huunda ncha kuu inayopunguza upana wa wigo (BW ≈ 1/(2πRC)). Chagua R_Lau resistor ya maoni ya TIA ipasavyo.
• Kukataa Mwanga wa Mazingira:Lenzi nyeusi inasaidia, lakini kwa mazingira yenye mwanga mkubwa wa mazingira, zingatia kuchuja kwa mwanga (mfano, kichujio cha wigo la 940nm) na kurekebisha chanzo cha IR na kugundua kwa wakati mmoja.
• Mpangilio wa PCB:Weza photodiode karibu na pembejeo ya kikuza ili kupunguza uwezo wa kupotea na kukamata kelele. Tumia ndege ya ardhi kwa ulinzi. Pita usambazaji wa upendeleo na capacitor karibu na kifaa.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na phototransistors, photodiode ya PIN ya PD204-6B hutoa muda wa majibu wa haraka zaidi (nanosekunde dhidi ya mikrosekunde) na mstari bora katika anuwai pana ya ukali wa mwanga. Haina faida ya ndani, ambayo husababisha mkondo wa chini wa pato lakini pia utegemezi wa chini wa joto na utendaji unaotabirika zaidi. Ikilinganishwa na photodiodes nyingine, mchanganyiko wake wa kifurushi cha 3mm, uthibitishaji wa kilele cha 940nm, voltage ya kinyume ya 32V, na kasi ya haraka hufanya iwe chaguo la anuwai kwa kuhisi kwa jumla ya IR.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQs)

Q: Kuna tofauti gani kati ya I_SCna I_L?

A: I_SC(Mkondo wa Mzunguko Mfupi) hupimwa na volts sifuri kwenye diode. I_L(Mkondo wa Mwanga wa Kinyume) hupimwa na voltage maalum ya upendeleo wa kinyume iliyotumika. I_Lkwa kawaida iko karibu sana na I_SCna ndiyo kigezo kinachotumiwa kwa ubunifu katika hali ya kawaida ya upendeleo wa kinyume.

Q: Ninawezaje kubadilisha mkondo wa picha kuwa voltage inayoweza kutumiwa?

A: Njia rahisi zaidi ni resistor ya mzigo (V_out= I_L* R_L). Kwa utendaji bora, tumia kikuza cha transimpedance, ambacho hutoa ardhi ya uwongo ya upinzani wa chini kwenye cathode ya photodiode, na kuongeza kasi na mstari, na kutoa V_out= -I_L* R_feedback.

Q: Naweza kutumia hii na chanzo cha mwanga kinachoonekana?

A: Ndiyo, lakini kwa uthibitishaji uliopunguzwa. Mkunjo wa majibu ya wigo unaonyesha kuwa ina usikivu hadi urefu wa wimbi unaoonekana, lakini kilele chake kiko kwenye infrared. Kwa utendaji bora na chanzo kinachoonekana, photodiode yenye kilele katika wigo unaoonekana (mfano, 550-650nm) ingekuwa sawa zaidi.

Q: Ni nini madhumuni ya jaribio la voltage ya kuvunjika kinyume (V_BR)?

A: Ni jaribio la ubora na uthabiti, linaloonyesha voltage ambayo diode huingia kwenye kuvunjika kwa mwamba. Uendeshaji wa kawaida unapaswa kuwa chini kabisa ya thamani hii (kwa kawaida kutumia V_Rya 5V-10V).

11. Mifano ya Matumizi ya Vitendo

Mfano 1: Sensor ya Karibu ya Kitu kwenye Mlango wa Otomatiki.LED ya IR (940nm) na PD204-6B zimewekwa pande zote mbili za mlango. Wakati boriti haijakatizwa, mkondo wa picha thabiti hugunduliwa. Wakati mtu anapovunja boriti, kushuka kwa mkondo wa picha husababisha utaratibu wa kufungua mlango. Majibu ya haraka ya PD204-6B yanahakikisha kugunduliwa mara moja.

Mfano 2: Kugundua Karatasi kwenye Kiga Nakala.Photodiode inaweza kutumika kugundua uwepo au kutokuwepo kwa karatasi kwa kuakisi boriti ya IR kutoka kwenye uso wa karatasi. Uthibitishaji wa juu unaruhusu kufanya kazi na karatasi zenye uakisi wa chini, na kifurushi kidogo kinafaa kwenye nafasi nyembamba.

Mfano 3: Kiungo Rahisi cha Data.Kwa kurekebisha LED ya IR kwa mzunguko ndani ya upana wa wigo wa photodiode (ambayo inaweza kuwa MHz kadhaa na ubunifu sahihi wa saketi), PD204-6B inaweza kutumika kwa mawasiliano ya mawasiliano ya mfupi, ya kiwango cha chini cha data, kama vile katika udhibiti wa mbali au telemetry ya sensor.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Photodiode ya PIN ni kifaa cha semiconductor chenye eneo pana, lenye doping nyepesi la asili (I) lililowekwa kati ya maeneo ya aina ya P na aina ya N. Wakati fotoni zenye nishati kubwa kuliko bandgap ya semiconductor zinapovutiwa katika eneo la asili, huunda jozi za elektroni na shimo. Chini ya ushawishi wa uwezo wa ndani uliojengwa (katika hali ya photovoltaic) au uwanja wa umeme wa upendeleo wa kinyume uliotumika (katika hali ya photoconductive), vibeba malipo hivi hutenganishwa, na kuzalisha mkondo wa picha ambao ni sawia na ukali wa mwanga unaoanguka. Eneo pana la asili hupunguza uwezo wa kiunganishi (na kuwezesha kasi ya juu) na kuongeza kiasi cha kuvutia kwa fotoni (na kuboresha uthibitishaji).

13. Mienendo ya Sekta na Mazingira

Photodiodes kama PD204-6B ni vipengele vya msingi katika uwanja unaokua wa optoelectronics na kuhisi. Mienendo inajumuisha kuongezeka kwa ushirikiano na kukuza kwenye chip na urekebishaji wa ishara (mfano, katika sensor zilizounganishwa za mwanga), mahitaji ya kasi ya juu zaidi kusaidia LiDAR na mawasiliano ya mwanga, na mahitaji ya ukubwa mdogo wa kifurushi kwa vifaa vya matumizi ya watumiaji na vifaa vya IoT. Pia kuna msukumo wa kuendelea wa kuboresha utendaji katika anuwai pana za joto na matumizi ya chini ya nguvu. Vifaa vilivyo na alama za kawaida na utendaji ulioainishwa vizuri, kama hii, bado ni muhimu kwa anuwai kubwa ya matumizi ya viwanda, ya kibiashara, na ya magari ya kuhisi ambapo uaminifu na ufanisi wa gharama ni muhimu zaidi.

Onyo: Taarifa iliyotolewa kwenye waraka huu ni kwa marejeleo ya kiufundi. Wabunifu wanapaswa kuthibitisha vigezo vyote chini ya hali maalum za matumizi yao. Viwango vya juu kabisa havipaswi kuzidi. Mtengenezaji hachukui uwajibikaji wowote kwa matumizi yasiyolingana na vipimo vilivyotolewa.