PD95-21B/TR10 Photodiode Datasheet - Kifurushi cha Duara cha 1.9mm SMD - Lensi Nyeusi - Upeo wa Uthamini 940nm - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD95-21B/TR10 ni kifaa kidogo sana, cha kusakinishwa kwenye uso (SMD) kilichoundwa kwa matumizi ya juu ya kugundua mwanga. Ni photodiode ya silikoni ya PIN, ambayo ni sehemu ya msingi ya semiconductor inayobadilisha nishati ya mwanga kuwa mkondo wa umeme. Kifaa hiki kimewekwa kwenye kifurushi kidogo cha duara chenye kipenyo cha 1.9mm chenye usanidi wa "Z-Bend" wa waya, na kukifanya kifaa hiki kifae kwa michakato ya usakinishaji otomatiki. Juu ya kifurushi kuna lenzi ya plastiki nyeusi ambayo husaidia kufafanua uwanja wa mtazamo na kutoa ulinzi fulani wa kimazingira. Kazi yake ya msingi ni kugundua mionzi ya infrared, na sifa zake za wimbi la mwanga zimewekwa mahsusi ili kufanana na diodes za kawaida za infrared (IREDs), na kukifanya kuwa sehemu bora ya mpokeaji katika mifumo ya optoelectronic.

2. Vipengele Muhimu na Matumizi

2.1 Faida za Msingi

Photodiode hii inatoa faida kadhaa za utendaji muhimu kwa muundo wa kisasa wa elektroniki:

• Muda wa Kujibu wa Haraka:Muundo wa PIN, pamoja na eneo lake la asili (I), huruhusu ukusanyaji wa haraka wa wabebaji, na kuwezesha kifaa kujibu haraka kwa mabadiliko ya ukubwa wa mwanga. Hii ni muhimu kwa mawasiliano ya data, kugundua msukumo, na kugundua kwa kasi.
• Uthamini wa Juu wa Picha:Hutengeneza kwa ufanisi mkondo wa umeme unaoweza kupimika kutoka kwa viwango vya chini vya mwanga unaoingia (mwangaza), na kuboresha uwiano wa ishara-kwa-kelele katika saketi za kugundua.
• Uwezo Mdogo wa Kiungo:Uwezo mdogo ni muhimu kwa kudumisha upana wa juu wa masafa na kujibu haraka, kwani hupunguza muda wa RC wa saketi ya kugundua.
• Ufanisi wa Uzalishaji Imara:Kifaa hiki kimeundwa kustahimili michakato ya kawaida ya kuuza kwa kuyeyusha kwa infrared na awamu ya mvuke, na kuwezesha usakinishaji thabiti wa PCB.
• Uzingatiaji wa Mazingira:Sehemu hii haina risasi (Pb-free), inafuata kanuni ya REACH ya Umoja wa Ulaya, na inakidhi mahitaji ya kutokuwa na halojeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm), na kufanana na viwango vya kimataifa vya mazingira na usalama.

2.2 Matumizi Lengwa

Photodiode hii imeundwa kwa mifumo inayohitaji kugundua infrared kwa uaminifu. Maeneo ya kawaida ya matumizi ni pamoja na:

• Mifumo ya Infrared Iliyotumika:Hii inajumuisha anuwai pana, ikiwa ni pamoja na vidhibiti vya mbali, sensor za karibu, kugundua vitu, na swichi za mwanga za kukatiza.
• Vikopaji na Vichapishi:Inatumika kwa kugundua karatasi, kugundua kiwango cha toner, na utaratibu wa kuskeni ambapo kugundua kwa usahihi kwa mwanga unaoakisiwa au unaopitishwa kunahitajika.
• Sensor za Magari:Inafaa kwa miradi ya kugundua isiyo muhimu sana ndani ya magari, kama vile sensor za mvua, sensor za usiku, au kugundua uwepo wa watu ndani, ambapo uaminifu katika anuwai ya joto ni muhimu.

3. Uchambuzi wa Vigezo vya Kiufundi

3.1 Viwango vya Juu Kabisa

Vikomo hivi hufafanua hali ya mkazo ambayo zaidi yake uharibifu wa kudumu unaweza kutokea. Uendeshaji unapaswa kuwa ndani ya mipaka hii kila wakati.

• Voltage ya Kinyume (V_R):32 V. Voltage ya juu kabisa ambayo inaweza kutumiwa kwa upande wa kinyume kwenye diode bila kusababisha kuvunjika.
• Joto la Uendeshaji (T_opr):-25°C hadi +85°C. Anuwai ya joto la mazingira ambayo kifaa hiki kimeainishwa kufanya kazi kwa usahihi.
• Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +85°C. Anuwai ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C kwa upeo wa sekunde 5. Hii hufafanua uvumilivu wa joto la kilele wakati wa kuuza kwa kuyeyusha.
• Mtawanyiko wa Nguvu (P_d):150 mW kwenye 25°C. Nguvu ya juu kabisa ambayo kifaa kinaweza kutawanya kwa usalama kama joto.

3.2 Sifa za Umeme-Mwanga (Ta=25°C)

Vigezo hivi hufafanua utendaji wa kifaa chini ya hali za kawaida za uendeshaji.

• Upana wa Wimbi la Mwanga (λ_0.5):730 nm hadi 1100 nm. Hii ni anuwai ya urefu wa wimbi ambapo uthamini wa photodiode ni angalau nusu ya thamani yake ya kilele. Inathibitisha kwamba kifaa hiki kinaweza kugundua katika wigo wa karibu wa infrared.
• Urefu wa Wimbi la Mwanga wa Kilele cha Uthamini (λ_P):940 nm (Kawaida). Urefu wa wimbi la mwanga ambao photodiode inaweza kugundua zaidi. Hii inafanana kikamilifu na kilele cha utoaji wa LED nyingi za kawaida za infrared za GaAlAs.
• Mkondo wa Saketi Fupi (I_SC):4 µA (Kawaida) kwa E_e=1 mW/cm², λ=875 nm. Mkondo unaotengenezwa wakati vituo vya photodiode vimefungwa fupi (voltage ya upendeleo sifuri). Ni kipimo cha moja kwa moja cha ufanisi wa utengenezaji wa mkondo wa picha.
• Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (I_L):4 µA (Kawaida) kwa E_e=1 mW/cm², λ=875 nm, V_R=5V. Mkondo unaotiririka chini ya upendeleo wa kinyume wakati unaong'aa. Kufanya kazi kwa upendeleo wa kinyume (hali ya photoconductive) kwa ujumla hutoa kujibu haraka na pato lenye mstari zaidi kuliko upendeleo sifuri (hali ya photovoltaic).
• Mkondo wa Giza wa Kinyume (I_D):10 nA (Upeo) kwa V_R=10V. Mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka chini ya hali ya upendeleo wa kinyume katika giza kamili. Mkondo mdogo wa giza ni muhimu kwa kugundua ishara dhaifu za mwanga, kwani inawakilisha sakafu ya kelele ya kifaa.
• Voltage ya Kuvunjika Kinyume (V_BR):32 V (Chini), 170 V (Kawaida). Voltage ambayo mkondo wa kinyume huongezeka kwa kasi. Kifaa hakipaswi kufanya kazi karibu na hatua hii.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Waraka huu unarejelea mikunjo ya kawaida ya utendaji ambayo hutoa ufahamu wa kina zaidi kuliko vipimo vya hatua moja.

4.1 Uthamini wa Wimbi la Mwanga (Mchoro 1)

Mkunjo huu unaonyesha kwa picha uthamini wa photodiode kama kazi ya urefu wa wimbi la mwanga unaoingia. Utaonyesha mkunjo wa umbo la kengele, ukifikia kilele kwa takriban 940 nm na kupungua kuelekea alama maalum za 730 nm na 1100 nm kwa nusu ya uthamini wa kilele. Mkunjo huu ni muhimu kwa kufananisha photodiode na chanzo maalum cha mwanga, na kuhakikisha nguvu ya juu ya ishara.

4.2 Mkondo wa Mwanga wa Kinyume dhidi ya Mwangaza (Mchoro 2)

Grafu hii inaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa picha unaotengenezwa (I_L) na msongamano wa nguvu ya mwanga unaoingia (E_e). Kwa photodiode ya PIN iliyoundwa vizuri inayofanya kazi katika eneo lake la mstari, uhusiano huu unapaswa kuwa wa mstari sana. Mwinuko wa mstari huu unawakilisha uthamini wa photodiode (kwa kawaida katika A/W). Ustahamilifu huu ni muhimu kwa matumizi ya kupima mwanga ya analog.

5. Habari ya Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki ni kifurushi cha duara chenye kipenyo cha 1.9mm. Michoro ya kina ya mitambo imetolewa kwenye waraka, ikibainisha vipimo vyote muhimu ikiwa ni pamoja na kipenyo cha mwili, urefu, nafasi ya waya, na vipimo vya waya. Vipimo vyote viko kwenye milimita na uvumilivu wa kawaida wa ±0.1mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Mtindo wa waya wa "Z-Bend" umeundwa kutoa msingi thabiti wa kusakinishwa kwenye uso na kupunguza mkazo wa mitambo.

5.2 Utambulisho wa Upande

Photodiode ni sehemu yenye upande. Mchoro wa waraka unaonyesha wazi vituo vya cathode na anode. Upande sahihi lazima uzingatiwe wakati wa usakinishaji wa bodi ya saketi kwa uendeshaji sahihi katika usanidi wa upendeleo wa kinyume.

5.3 Vipimo vya Ukanda wa Kubeba na Reel

Kwa usakinishaji otomatiki, vipengele vinatolewa kwenye ukanda wa kubeba na reel. Waraka unajumuisha vipimo vya mifuko ya ukanda wa kubeba, kipenyo cha reel, na mwelekeo. Kiasi cha kawaida cha kufunga ni vipande 1000 kwa kila reel.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usakinishaji

6.1 Hifadhi na Uthabiti wa Unyevu

Photodiode hii ni nyeti kwa unyevu. Tahadhari lazima zichukuliwe ili kuzuia "popcorning" au kutenganishwa wakati wa kuuza kwa kuyeyusha:

• Hifadhi mifuko isiyofunguliwa kwa ≤30°C na ≤90% RH.
• Tumia vipengele ndani ya mwaka mmoja.
• Baada ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% RH.
• Tumia ndani ya saa 168 (siku 7) baada ya kufungua mfuko wa kuzuia unyevu.
• Ikiwa muda wa hifadhi umepitwa au dawa ya kukausha inaonyesha kuingia kwa unyevu, oka kwa 60±5°C kwa saa 24 kabla ya matumizi.

6.2 Profaili ya Kuuza kwa Kuyeyusha

Profaili ya joto ya kuuza kwa kuyeyusha isiyo na risasi inapendekezwa. Profaili inapaswa kudhibitiwa ili kuhakikisha joto la kilele la mwili halizidi 260°C kwa zaidi ya sekunde 5. Kuuza kwa kuyeyusha haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili ili kuepuka uharibifu wa joto kwa kifurushi cha plastiki na kipande cha semiconductor.

6.3 Kuuza kwa Mkono na Urekebishaji

Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika, tahadhari kubwa inahitajika:

• Tumia chuma cha kuuza chenye joto chini ya 350°C na nguvu chini ya 25W.
• Weka kikomo cha muda wa mguso kwa kila waya kwa sekunde 3.
• Ruhusu muda wa kupumzisha wa angalau sekunde 2 kati ya kuuza kila waya.
• Epuka mkazo wa mitambo kwenye kipengele wakati wa kupokanzwa.
• Urekebishaji haupendekezwi kabisa. Ikiwa hauepukiki, chuma maalum cha kuuza chenye vichwa viwili kinapaswa kutumiwa ili kupokanzwa waya zote mbili kwa wakati mmoja, na kuzuia mkazo wa joto. Utendaji wa kifaa lazima uthibitishwe baada ya jaribio lolote la urekebishaji.

6.4 Mazingatio ya Muundo wa Bodi ya Saketi

Baada ya kuuza, bodi ya saketi haipaswi kupindika au kupindika, kwani hii inaweza kuhamisha mkazo kwenye kipande cha semiconductor chenye kuvunjika au viungo vya kuuza, na kusababisha kushindwa.

7. Mazingatio ya Muundo wa Matumizi

7.1 Ulinzi dhidi ya Mkondo Mwingi

Kumbuka muhimu la muundo: Photodiode yenyewe haina kizuizi cha mkondo cha ndani. Wakati inafanya kazi kwa upendeleo wa kinyume, hata ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la mkondo ikiwa kifaa kimefunuliwa kwa mwanga. Kwa hivyo, resistor ya mfululizo ya njelazimaitumike katika saketi ya upendeleo ili kuzuia mkondo wa juu kabisa chini ya hali ya mwanga mkali na kuzuia kuchomeka.

7.2 Upendeleo na Saketi za Kiunganishi

Photodiode inaweza kutumika katika hali kuu mbili:

1. Hali ya Photoconductive (Upendeleo wa Kinyume):Kutumia voltage ya upendeleo wa kinyume (kwa mfano, 5V kama ilivyo katika hali ya majaribio) hupanua eneo la kupungua, na kupunguza uwezo wa kiungo na kuharakisha muda wa kujibu. Hii ndiyo hali inayopendekezwa kwa matumizi ya kasi na ya mstari. Pato ni chanzo cha mkondo, kwa kawaida hubadilishwa kuwa voltage kwa kutumia kikuza cha transimpedance (TIA).
2. Hali ya Photovoltaic (Upendeleo Sifuri):Photodiode hutengeneza voltage yake mwenyewe inapong'aa, na kufanya kazi kama seli ya jua. Hali hii hutoa mkondo mdogo sana wa giza lakini ina kujibu polepole na ustahamilifu mdogo. Inafaa kwa kupima mwanga wa masafa ya chini ambapo urahisi ni muhimu.

7.3 Muundo wa Mwanga

Lensi nyeusi hutoa pembe maalum ya mtazamo. Kwa utendaji bora, muundo wa mfumo unapaswa kuzingatia usawazishaji kati ya chanzo cha mwanga cha infrared (kwa mfano, LED) na photodiode, pamoja na vyanzo vya uingiliaji vya mwanga wa mazingira (kwa mfano, jua, balbu za incandescent) ambavyo viko ndani ya anuwai yake ya wimbi la mwanga. Vichungi vya mwanga vinaweza kuwa muhimu katika mazingira yenye mwanga mkubwa wa mazingira.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Uchaguzi

PD95-21B/TR10 ni ya kundi la photodiodes za silikoni zilizo na lenzi nyeusi. Wakati wa kuchagua photodiode, wahandisi wanapaswa kulinganisha vigezo muhimu dhidi ya mahitaji ya matumizi: kasi ya kujibu (inayohusiana na uwezo na upendeleo), uthamini (I_L), mfanano wa wimbi la mwanga na chanzo cha mwanga, ukubwa wa kifurushi, na uthabiti wa mazingira. Mchanganyiko wa kifaa hiki wa ukubwa mdogo, uthamini mzuri, kujibu haraka, na ufanisi wa SMD unaufanya kuwa mgombea mzuri kwa matumizi ya kugundua infrared ya watumiaji na viwanda yenye kiasi kikubwa na nafasi ndogo ambapo uaminifu na gharama zina usawa.

9. Kanuni za Uendeshaji

Photodiode ya PIN ni kifaa cha semiconductor chenye muundo wa tabaka tatu: Silikoni ya aina-P, ya asili (isiyo na doping), na aina-N. Wakati fotoni zenye nishati kubwa kuliko pengo la bendi la silikoni zinagonga eneo la asili, zinazalisha jozi za elektroni-na-shimo. Katika diode ya PIN yenye upendeleo wa kinyume, uga wa umeme katika eneo pana la asili huwafukuza wabebaji hawa kwenye vituo vyao mtawaliwa, na kutengeneza mkondo wa picha ambao ni sawia na ukubwa wa mwanga unaoingia. Eneo pana la asili ndio ufunguo wa utendaji wake: linatengeneza eneo kubwa la kupungua kwa kunyonya fotoni (kuongeza uthamini) na kupunguza uwezo wa kiungo (kuongeza kasi).

10. Kukataa Dhamana na Vidokezo vya Matumizi

Habari iliyotolewa kwenye waraka inawakilisha vipimo vya mtengenezaji wakati wa kuchapishwa. Mikunjo ya kawaida ya utendaji ni kwa ajili ya kumbukumbu na haiwakilishi thamani za chini au za juu zilizohakikishiwa. Ni wajibu wa mbuni kufanya kazi ya kifaa ndani ya Viwango vyake vya Juu Kabisa na kuthibitisha utendaji katika matumizi maalum ya mwisho. Bidhaa hii kwa ujumla haikusudiwi kutumika katika mifumo muhimu ya usalama, ya kuunga mkono maisha, ya kijeshi, au ya msingi ya magari bila uthibitisho na idhini maalum kutoka kwa mtengenezaji wa sehemu.