PD333-3B/L1 5mm Photodiode Datasheet - Kipenyo cha 5mm - Voltage ya Kinyume ya 32V - Lenzi Nyeusi - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD333-3B/L1 ni photodiode ya kisilisi ya PIN yenye mwendo wa haraka na usikivu mkubwa, iliyofungwa katika kifurushi cha kawaida cha plastiki chenye kipenyo cha 5mm. Kazi yake kuu ni kubadilisha mwanga unaoingia, hasa katika wigo wa infrared, kuwa mkondo wa umeme. Kifaa hiki kina lenzi ya epoksi nyeusi, ambayo huongeza usikivu wake kwa mnururisho wa infrared huku ikipunguza majibu kwa mwanga unaoonekana. Hii inafanya iweze kutumika hasa katika matumizi yanayohitaji kugundua katika safu ya karibu ya infrared. Faida kuu za kijenzi hiki ni pamoja na wakati wake wa haraka wa kujibu, usikivu mkubwa wa mwanga, na uwezo mdogo wa makutano, ambazo ni muhimu kwa kugundua ishara za haraka. Imebuniwa kama kijenzi kisicho na risasi (Pb-free) na inatii kanuni zinazohusiana na mazingira kama vile RoHS na EU REACH.

2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Kifaa hiki kimeundwa kufanya kazi kwa uaminifu ndani ya mipaka maalum. Kuzidi viwango hivi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu.

• Voltage ya Kinyume (V_R):32 V - Voltage ya juu kabisa ya upendeleo wa kinyume inayoweza kutumiwa kwenye vituo vya photodiode.
• Joto la Uendeshaji (T_opr):-25°C hadi +85°C - Safu ya joto ya mazingira kwa uendeshaji wa kawaida.
• Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C - Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C - Joto la kilele ambalo kifaa kinaweza kustahimili wakati wa michakato ya kuuza.
• Mtawanyiko wa Nguvu (P_c):150 mW - Nguvu ya juu kabisa ambayo kifaa kinaweza kutawanya kwenye au chini ya joto la mazingira la 25°C.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hufafanua utendaji wa photodiode chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C).

• Upana wa Wigo (λ_0.5):840 nm hadi 1100 nm - Safu ya urefu wa wambamba ambapo usikivu ni angalau nusu ya thamani yake ya kilele.
• Urefu wa Wigo wa Usikivu wa Kilele (λ_P):940 nm (Kawaida) - Urefu wa wambamba wa mwanga ambao photodiode ina usikivu mkubwa zaidi.
• Voltage ya Mzunguko Wazi (V_OC):0.44 V (Kawaida) - Voltage inayotokana kwenye vituo vilivyo wazi vinapounguzwa (E_e=5 mW/cm², λ_p=940nm).
• Mkondo wa Mzunguko Mfupi (I_SC):10 µA (Kawaida) - Mkondo unaotiririka wakati vituo vimefungwa mzunguko mfupi chini ya mwangaza (E_e=1 mW/cm², λ_p=940nm).
• Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (I_L):Chini ya 15 µA - Mkondo wa mwanga unaotokana chini ya upendeleo wa kinyume (V_R=5V, E_e=1 mW/cm², λ_p=940nm). Hiki ni kigezo muhimu cha kugundua ishara.
• Mkondo wa Giza wa Kinyume (I_D):Juu ya 30 nA - Mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka chini ya upendeleo wa kinyume katika giza kamili (V_R=10V). Thamani ya chini inafaa kwa uwiano bora wa ishara kwa kelele.
• Voltage ya Kuvunjika Kinyume (V_BR):Chini ya 32 V, Kawaida 170 V - Voltage ya kinyume ambayo makutano huvunjika na mkondo huongezeka kwa kasi.
• Uwezo wa Jumla (C_t):6.0 pF (Kawaida) - Uwezo wa makutano chini ya upendeleo wa kinyume (V_R=5V, f=1MHz). Uwezo mdogo ni muhimu sana kwa uendeshaji wa haraka.
• Wakati wa Kupanda/Kushuka (t_r/t_f):10 ns (Kawaida) - Muda unaohitajika kwa ishara ya pato kupanda kutoka 10% hadi 90% (au kushuka kutoka 90% hadi 10%) ya thamani yake ya mwisho (V_R=10V, R_L=100Ω). Hii inafafanua kasi ya juu kabisa ya kubadilisha.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja

PD333-3B/L1 hupangwa katika daraja tofauti kulingana na utendaji wake wa Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (I_L) chini ya hali maalum za majaribio (E_e=1mW/cm², λ_p=940nm, V_R=5V). Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vijenzi vilivyo na utendaji thabiti kwa matumizi yao.

Waraka pia unabainisha uvumilivu wa kawaida: Uzito wa Mwangaza ±10%, Urefu wa Wigo Unaotawala ±1nm, na Voltage ya Mbele ±0.1V, ingawa hizi mbili za mwisho zinahusiana zaidi na LED kuliko photodiode hii.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka unajumuisha mikondo kadhaa ya tabia inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali tofauti. Hizi ni muhimu kwa ubunifu wa mzunguko na utabiri wa utendaji.

4.1 Usikivu wa Wigo

Mkondo wa majibu ya wigo unaonyesha usikivu wa jamaa wa kifaa katika urefu tofauti za wambamba. Unafikia kilele kwenye 940 nm (infrared) na una majibu makubwa kutoka takriban 840 nm hadi 1100 nm. Hii inathibitisha ufaao wake kwa mifumo ya msingi wa IR kama vile udhibiti wa mbali na sensor za karibu.

4.2 Utegemezi wa Joto

Mikondo imetolewa inayoonyesha uhusiano kati ya Mkondo wa Giza wa Kinyume na Joto la Mazingira, na Mtawanyiko wa Nguvu dhidi ya Joto la Mazingira. Mkondo wa giza kwa kawaida huongezeka kwa joto, ambayo kunaweza kuathiri kiwango cha chini cha kelele katika matumizi nyeti. Mkondo wa kupunguza nguvu unaonyesha jinsi mtawanyiko wa juu kabisa wa nguvu unaoruhusiwa hupungua kadiri joto la mazingira linapanda juu ya 25°C.

4.3 Tabia za Umeme

Grafu kuu ni pamoja na:

• Mkondo wa Mwanga wa Kinyume dhidi ya Mnururisho (E_e):Inaonyesha uhusiano wa mstari kati ya mkondo wa mwanga unaotokana na msongamano wa nguvu ya mwanga unaoingia, sifa ya msingi ya photodiode.
• Uwezo wa Kituo dhidi ya Voltage ya Kinyume:Inaonyesha jinsi uwezo wa makutano hupungua kwa kuongezeka kwa voltage ya upendeleo wa kinyume. Kufanya kazi kwa voltage ya juu ya kinyume (ndani ya mipaka) kunaweza kuboresha kasi kwa kupunguza uwezo.
• Wakati wa Kujibu dhidi ya Upinzani wa Mzigo:Inaonyesha jinsi wakati wa kupanda/kushuka unavyoathiriwa na kipingamizi cha mzigo (R_L) kwenye mzunguko. R_Lndogo kwa ujumla husababisha majibu ya haraka lakini mabadiliko madogo ya voltage ya pato.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

Kifaa hutumia kifurushi cha kawaida cha duara cha plastiki chenye kipenyo cha 5mm. Mchoro wa vipimo vya kifurushi hutoa vipimo muhimu vya ubunifu wa alama ya PCB na ushirikishaji wa mitambo. Vipimo muhimu ni pamoja na kipenyo cha jumla (5mm), nafasi ya waya, na urefu wa kijenzi. Mchoro hubainisha uvumilivu wa jumla wa ±0.25mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Kifurushi kina waya mbili za axial kwa ajili ya muunganisho wa umeme. Mwili mweusi wa epoksi hufanya kazi kama lenzi na kichujio cha IR. Utambuzi sahihi wa polarity unapaswa kulingana na mchoro wa kituo cha waraka; kwa kawaida, cathode inaonyeshwa na waya ndefu, sehemu ya gorofa kwenye kifurushi, au alama maalum.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Kijenzi kimepimwa kwa joto la juu kabisa la kuuza la 260°C. Wasifu wa kawaida wa reflow au wimbi la kuuza kwa michakato isiyo na risasi inaweza kutumika, kuhakikisha joto la kilele na wakati juu ya kioevu hudhibitiwa ili kuzuia uharibifu wa joto. Kuuza kwa mkono kunapaswa kufanywa kwa haraka na chuma chenye udhibiti wa joto. Inapendekezwa kuhifadhi vijenzi katika mazingira kavu ili kuzuia kunyonya unyevu, ambayo kunaweza kusababisha matatizo wakati wa kuuza (popcorning).

7. Taarifa ya Kufurushia na Kuagiza

Uainishaji wa kawaida wa kufurushia ni vipande 500 kwa kila mfuko, mifuko 5 kwa kila sanduku, na sanduku 10 kwa kila kasha, jumla ya vipande 25,000 kwa kila kasha. Lebo kwenye kifurushi inajumuisha sehemu za Nambari ya Bidhaa ya Mteja (CPN), Nambari ya Bidhaa (P/N), Idadi ya Kufurushia (QTY), na viwango vya utendaji vinavyohusiana (CAT kwa nguvu, n.k.), pamoja na Nambari ya Kundi na msimbo wa tarehe kwa ajili ya kufuatilia.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Kugundua Mwanga kwa Kasi:Inafaa kwa usambazaji wa data kupitia nyuzi za mwanga, skana za msimbo wa mstari, na encoder za macho kutokana na wakati wake wa kujibu wa 10ns.
• Mifumo ya Usalama:Inaweza kutumika katika mihimili ya kugundua uvamizi, vigunduzi vya moshi, au kama mpokeaji wa mawasiliano ya usalama ya msingi wa IR.
• Matumizi ya Kamera:Inafaa kwa kupima mwanga, mifumo ya usaidizi wa kufokusisha otomatiki, au kama kifuatiliaji cha kichujio cha kukata IR.
• Kugundua Viwanda:Kugundua vitu, kuhesabu, na kugundua nafasi katika vifaa vya otomatiki.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Mzunguko wa Upendeleo:Photodiode inaweza kutumika katika hali ya photovoltaic (upendeleo sifuri) kwa matumizi ya kelele chini au hali ya photoconductive (upendeleo wa kinyume) kwa kasi ya juu na mstari. Voltage ya juu kabisa ya kinyume ya 32V huruhusu safu pana ya chaguo za upendeleo.
• Kuongeza:Mkondo wa pato ni mdogo (microamps), kwa hivyo kikuza cha transimpedance (TIA) karibu kila wakati kinahitajika kubadilisha mkondo kuwa ishara ya voltage inayoweza kutumika.
• Kelele:Kwa matumizi nyeti, zingatia mkondo wa giza na utegemezi wake wa joto. Kinga na mpangilio wa hati wa PCB ni muhimu ili kupunguza kuchukua kelele za umeme.
• Kuchuja Macho:Epoksi nyeusi hutoa uchujaji fulani, lakini kwa uteuzi maalum wa urefu wa wambamba, kichujio cha ziada cha bandpass kinaweza kuhitajika.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na photodiode za jumla, PD333-3B/L1 inatoa mchanganyiko ulio sawa wa kasi (10ns), usikivu (chini ya 15µA @ hali maalum), na ukadiriaji wa nguvu wa voltage ya kinyume ya 32V katika kifurushi cha kawaida cha 5mm. Muundo wake wa kisilisi na muundo wa PIN hutoa usawa mzuri kati ya gharama, kasi, na usikivu kwa matumizi ya karibu ya IR. Mbadala zinaweza kujumuisha photodiode zilizo na kifurushi kidogo kwa ajili ya miundo yenye nafasi ndogo, zile zilizo na majibu tofauti ya wigo (mfano, mwanga unaoonekana), au photodiode za avalanche (APDs) kwa matumizi yanayohitaji faida ya ndani, ingawa APDs ni ngumu zaidi na ghali.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Kuna tofauti gani kati ya hali ya photovoltaic na photoconductive?

A: Katika hali ya photovoltaic (upendeleo sifuri), photodiode hutoa voltage/mkondo wake mwenyewe, ikitoa mkondo wa giza na kelele chini sana. Katika hali ya photoconductive (upendeleo wa kinyume), voltage ya nje hutumiwa, ambayo hupunguza uwezo wa makutano (kuongeza kasi) na kuboresha mstari, kwa gharama ya mkondo wa giza wa juu kidogo.

Q: Ninawezaje kuchagua daraja sahihi?

A: Chagua daraja kulingana na mkondo wa chini unaohitajika wa ishara kwa matumizi yako. Kutumia daraja la juu kunahakikisha ishara yenye nguvu lakini kunaweza kuwa na athari za gharama. Kwa uthabiti katika uzalishaji, bainisha daraja moja.

Q: Je, photodiode hii inaweza kutumika kwa kugundua mwanga unaoonekana?

A: Ingawa ina majibu fulani katika wigo nyekundu unaoonekana, kilele chake kiko kwenye 940nm (IR), na epoksi nyeusi hupunguza mwanga unaoonekana. Kwa kugundua mwanga unaoonekana kimsingi, photodiode yenye lenzi wazi au maalum ya rangi na urefu wa kilele wa wambamba katika safu inayoonekana itakuwa inafaa zaidi.

Q: Thamani gani ya kipingamizi cha mzigo (R_L) ninapaswa kutumia?

A: Inategemea kiwango kinachohitajika cha kasi na ishara. R_Lndogo (mfano, 50Ω) hutoa majibu ya haraka lakini pato ndogo la voltage (Vout = I_ph* R_L). R_Lkubwa hutoa voltage kubwa lakini majibu ya polepole kutokana na wakati wa RC ulioundwa na uwezo wa diode. Rejea mkondo wa "Wakati wa Kujibu dhidi ya Upinzani wa Mzigo".

11. Kisa Halisi cha Ubunifu

Kisa: Sensor Rahisi ya Kugundua Kitu

Matumizi ya kawaida ni sensor ya kuvunja mhimili. LED ya IR inayotoa kwenye 940nm huwekwa kinyume na photodiode ya PD333-3B/L1. Photodiode inafanya kazi katika hali ya photoconductive na upendeleo wa kinyume wa 5V kupitia kipingamizi cha mzigo (mfano, 10kΩ). Chini ya hali ya kawaida, mwanga wa IR unagonga diode, na kutoa mkondo wa mwanga na kuunda kushuka kwa voltage kwenye kipingamizi. Wakati kitu kinapovunja mhimili, mkondo wa mwanga hushuka kwa kiasi kikubwa, na kusababisha mabadiliko makubwa ya voltage kwenye kipingamizi. Ishara hii ya voltage inaweza kuingizwa kwenye kulinganisha ili kutoa usumbufu wa dijiti kwa microcontroller. Wakati wa kujibu wa 10ns ni haraka zaidi kuliko inavyohitajika kwa matumizi haya, lakini usikivu mkubwa unahakikisha uendeshaji wa kuaminika hata na vyanzo vya IR dhaifu au kwa umbali mrefu.

12. Kanuni ya Uendeshaji

Photodiode ya PIN ni kifaa cha semiconductor chenye eneo la asili (I) lililowekwa kati ya maeneo ya aina ya P na aina ya N. Wakati fotoni zilizo na nguvu zaidi ya pengo la bendi la semiconductor zinapogonga kifaa, huunda jozi za elektroni na shimo katika eneo la asili. Chini ya ushawishi wa uwezekano wa ndani uliojengwa (hali ya photovoltaic) au upendeleo wa kinyume uliotumiwa (hali ya photoconductive), wabebaji hawa wa malipo hutenganishwa, na kuunda mkondo wa mwanga unaoweza kupimika ambao ni sawia na nguvu ya mwanga unaoingia. Eneo pana la asili katika muundo wa PIN hupunguza uwezo wa makutano ikilinganishwa na photodiode ya kawaida ya PN, na kuwezesha uendeshaji wa kasi ya juu.

13. Mienendo ya Sekta

Mahitaji ya photodiode yanaendelea kukua katika maeneo kama vile elektroniki za watumiaji (sensor za simu janja, vifaa vya kuvaa), magari (LiDAR, ufuatiliaji wa dereva), otomatiki ya viwanda, na mawasiliano (vituo vya data). Mienendo inajumuisha kupunguzwa zaidi kwa ukubwa katika kifurushi cha kiwango cha chip, ushirikishaji na mzunguko wa kuongeza na usindikaji wa ishara kwenye chip, maendeleo ya photodiode kwa safu mpya za urefu wa wambamba (mfano, infrared ya wimbi fupi), na uboreshaji wa vigezo vya utendaji kama vile kelele chini na kasi ya juu ili kukidhi mahitaji ya teknolojia zinazoibuka.