PD438C 4.8mm Nusu-Lensi Silikoni PIN Fotodiodi Datasheet - Kipenyo 4.8mm - Voltage ya Kinyume 32V - Kupoteza Nguvu 150mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD438C ni fotodiodi ya silikoni PIN yenye kasi na usikivu mkubwa, iliyowekwa katika kifurushi cha plastiki cha silinda chenye mtazamo wa upande. Kazi yake kuu ni kubadilisha mwanga unaoingia, hasa katika wigo wa infrared, kuwa mkondo wa umeme. Kipengele muhimu cha kifaa hiki ni kwamba kifurushi cha epoxy chenyewe kinachukua nafasi ya kichujio cha infrared (IR) kilichojumuishwa, ambacho kinalingana na wigo wa vitoa mwanga vya IR vya kawaida. Ubunifu huu unarahisisha ushirikishaji wa mfumo kwa kupunguza hitaji la kuchuja nje. Kifaa hiki kina sifa za nyakati za kukabiliana haraka, usikivu mkubwa wa mwanga, na uwezo mdogo wa makutano, na kumfanya ufawe kwa matumizi yanayohitaji kugundua mwanga haraka na sahihi.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Vipimo Vya Juu Kabisa

Kifaa hiki kimeundwa kufanya kazi kwa uaminifu ndani ya mipaka ifuatayo kamili, zaidi ya hapo uharibifu wa kudumu unaweza kutokea. Voltage ya juu ya kinyume (V_R) ni 32V. Kupoteza nguvu (P_d) haipaswi kuzidi 150 mW. Safu ya joto la uendeshaji (T_opr) ni kutoka -40°C hadi +85°C, wakati joto la uhifadhi (T_stg) linaenea kutoka -40°C hadi +100°C. Kwa usanikishaji, joto la kuuza (T_sol) linapaswa kudumishwa kwa 260°C kwa muda usiozidi sekunde 5 ili kuzuia uharibifu wa joto kwa kifurushi na kipande cha semiconductor.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C), PD438C inaonyesha vigezo vifuatavyo muhimu vya utendaji. Upana wa wigo wa mwitikio wake (λ_0.5) unaanzia 400 nm hadi 1100 nm, na urefu wa wimbi la upeo wa usikivu (λ_p) kwa kawaida ni 940 nm, na kulilinganisha kikamilifu na vyanzo vya kawaida vya mwanga wa infrared. Inapounganishwa na mnururisho wa 5 mW/cm² kwenye 940 nm, voltage ya kawaida ya mzunguko wazi (V_OC) ni 0.35V. Mkondo wa mzunguko mfupi (I_SC) kwa kawaida ni 18 µA chini ya 1 mW/cm² kwenye 940 nm. Chini ya upendeleo wa kinyume wa 5V na mnururisho sawa, mkondo wa mwanga wa kinyume (I_L) kwa kawaida ni 18 µA (kiwango cha chini 10.2 µA). Mkondo wa giza (I_d), ambao ni mkondo wa uvujaji kukosekana kwa mwanga, kwa kawaida ni 5 nA (kiwango cha juu 30 nA) kwenye voltage ya kinyume ya 10V. Uwezo wa jumla wa terminal (C_t) kwa kawaida ni 25 pF kwenye upendeleo wa kinyume wa 3V na 1 MHz. Nyakati za kupanda na kushuka (t_r/t_f) zote kwa kawaida ni 50 ns inapofanya kazi na upendeleo wa kinyume wa 10V na mpinzani wa mzigo wa 1 kΩ.

3. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Datasheet hutoa mikondo kadhaa ya sifa ambayo ni muhimu kwa wahandisi wa ubunifu. Mviringo waUsikivu wa Wigounaonyesha uwiano wa kukabiliana kwa fotodiodi katika safu yake ya urefu wa wimbi la uendeshaji, na kuthibitisha upeo kwenye 940 nm. Grafu yaKupoteza Nguvu dhidi ya Joto la Mazingirainaonyesha kupungua kwa nguvu ya juu inayoruhusiwa kadiri joto la uendeshaji linavyoongezeka, ambayo ni muhimu kwa usimamizi wa joto. Mviringo waMkondo wa Giza dhidi ya Joto la Mazingiraunaonyesha jinsi mkondo wa uvujaji unavyoongezeka kwa joto, jambo muhimu kwa matumizi ya mwanga mdogo au joto la juu. Mchoro waMkondo wa Mwanga wa Kinyume dhidi ya Mnururisho (Ee)unaonyesha uhusiano wa mstari kati ya nguvu ya mwanga unaoingia na mkondo wa mwanga unaozalishwa, na kuthibitisha mwitikio unaotabirika wa kifaa. Mviringo waUwezo wa Terminal dhidi ya Voltage ya Kinyumeunaonyesha jinsi uwezo wa makutano unavyopungua kwa kuongezeka kwa upendeleo wa kinyume, ambayo huathiri moja kwa moja kasi ya kifaa. Hatimaye, grafu yaMuda wa Kukabiliana dhidi ya Upinzani wa Mzigoinaonyesha jinsi muda wa kupanda/kushuka unavyoathiriwa na mzigo wa nje, na kuongoza uteuzi wa mpinzani sahihi wa mzigo kwa saketi zenye kasi muhimu.

4. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi

PD438C imefungwa katika umbo la silinda la mtazamo wa upande chenye kipenyo cha jina la 4.8mm. Mchoro wa kina wa mitambo unabainisha vipimo vyote muhimu ikiwa ni pamoja na nafasi ya kuongoza, urefu wa kifurushi, na jiometri ya lensi. Mchoro unabainisha kuwa uvumilivu wa vipimo kwa kawaida ni ±0.25mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Usanidi wa mtazamo wa upande ni muhimu hasa kwa matumizi ambapo njia ya mwanga ni sambamba na uso wa kufungia, kama vile katika sensor za tundu au mifumo ya kugundua makali.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme

Kifaa hiki ni kijenzi chenye terminali mbili. Kathodi kwa kawaida hutambuliwa kwa kuongoza kwa muda mrefu, mfuo, au doa tambarare kwenye mwili wa kifurushi. Muunganisho sahihi wa ubaguzi wa umeme ni muhimu wakati wa kutumia upendeleo wa kinyume kwa utendaji bora katika hali ya photoconductive.

5. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Kijenzi hiki kimekadiriwa kwa kuuza kwenye joto la kilele la 260°C. Ni muhimu kwamba wakati ulio juu ya joto la kioevu (kwa kawaida karibu 217°C kwa solder isiyo na risasi) uwe mdogo hadi kiwango cha juu cha sekunde 5 ili kuzuia mkazo wa joto kupita kiasi kwenye kifurushi cha epoxy na vifungo vya waya vya ndani. Wasifu wa kawaida wa reflow au wave soldering kwa usanikishaji usio na risasi kwa ujumla unatumika. Tahadhari inapaswa kuchukuliwa ili kuepuka mkazo wa mitambo kwenye viongozi wakati wa usindikaji na kuweka.

6. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

Kipimo cha kawaida cha ufungaji ni vipande 500 kwa mfuko. Mifuko sita inachanganywa kuwa kikasha kimoja cha ndani, na vikasha kumi vya ndani hufanya kikasha kimoja cha usafirishaji kikuu, na kusababisha jumla ya vipande 30,000 kwa kila kikasha kikuu. Lebo ya bidhaa inajumuisha sehemu za nambari ya sehemu ya mteja (CPN), nambari ya sehemu ya mtengenezaji (P/N), idadi ya ufungaji (QTY), na taarifa ya ufuatiliaji wa kundi (LOT No.).

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

PD438C inafaa vizuri kwa matumizi mbalimbali ya optoelektroniki. Kasi yake ya juu inafanya kuwa bora kwakugundua mwanga kwa kasikatika viungo vya mawasiliano ya data au kugundua msukumo. Mara nyingi hutumiwa katikavifaa vya elektroniki vya watumiajikama vile kamera na kamera za video (VCRs, kamera za video) kwa mifumo ya autofocus, kupima mwanga, au kugundua mwisho wa tepi. Inatumika kama sensor ya kuaminika katikaswichi za optoelektronikina vizuizi vya kugundua nafasi, kugundua kitu, na mifumo ya encoder ya mzunguko. Kichujio cha IR kilichojumuishwa kinafanya kiwe na ufanisi hasa katika mifumo iliyowekwa pamoja na LED za IR za 940 nm, na kuchuja mwanga unaoonekana usiotakiwa.

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Wakati wa kubuni saketi na PD438C, mambo kadhaa lazima yazingatiwe. Kwauboreshaji wa kasi, endesha fotodiodi kwa upendeleo wa kinyume wa kutosha (mfano, 5V-10V) ili kupunguza uwezo wa makutano na utumie mpinzani wa mzigo wa thamani ya chini, kama inavyoonyeshwa kwenye mviringo wa muda wa kukabiliana dhidi ya upinzani wa mzigo, ingawa hii inabadilishana na mzunguko wa voltage ya pato. Usanidi wa kikuza umeme wa transimpedance (TIA) mara nyingi hupendekezwa kwa kubadilisha mkondo mdogo wa mwanga kuwa voltage inayoweza kutumika huku ukidumisha upana wa bendi. Kwamatumizi yanayohisi kelele, kipimo cha mkondo wa giza na utegemezi wake wa joto ni muhimu; kupozesha kifaa au kutumia mbinu za kugundua kwa wakati mmoja kunaweza kuwa muhimu. Uwiano wa mkondo wa mwanga na mnururisho unarahisisha miundo ya kupima nguvu ya mwanga. Hakikisha kwamba tundu la macho na usawa ni sahihi kwa mwelekeo wa kifurushi cha mtazamo wa upande.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na fotodiodi za kawaida bila lensi au kichujio, PD438C inatoa faida tofauti kutokana naepoxy yake iliyojumuishwa ya nusu-lensi na kichujio cha IR. Hii inaondoa hitaji la kichujio tofauti cha macho, na kupunguza idadi ya vijenzi, utata wa usanikishaji, na gharama. Kifurushi cha mtazamo wa upande ni umbo maalum la fomu ambalo linatatua changamoto za ushirikishaji katika miundo iliyozuiwa na nafasi ambapo sensor za mtazamo wa juu haziwezi kutumika. Mchanganyiko wake wa kasi ya hali ya juu (50 ns) na usikivu mzuri (18 µA kwenye 1 mW/cm²) hutoa wasifu wa utendaji ulio sawa kwa matumizi mengi ya kati, na kukiweka kati ya vifaa vya kasi sana, usikivu mdogo na fotodiodi za polepole, zenye usikivu mkubwa.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Madhumuni ya "nusu-lensi" ni nini?

A: Nusu-lensi husaidia kuzingatia mwanga unaoingia kwenye eneo la kazi la chip ya silikoni, na kuongeza eneo la ukusanyaji lenye ufanisi na hivyo kukabiliana (usikivu) wa kifaa ikilinganishwa na dirisha tambarare.

Q: Kwa nini upeo wa usikivu uko kwenye 940 nm?

A: Sifa za asili za kunyonya za silikoni hufikia kilele katika eneo la karibu la infrared. 940 nm ni urefu wa wimbi la kawaida sana kwa vitoa mwanga vya infrared (LED), kwani haionekani kwa jicho la mwanadamu na inapatikana kwa urahisi. Epoxy imetengenezwa ili kufanana na hii.

Q: Je, ninapaswa kutumia fotodiodi hii katika hali ya photovoltaic (upendeleo sifuri) au photoconductive (upendeleo wa kinyume)?

A: Kwa kasi na uwiano wa juu zaidi, hali ya photoconductive (kutumia upendeleo wa kinyume, mfano, 5V) inapendekezwa. Inapunguza uwezo wa makutano na kupanua eneo la kupungua. Hali ya photovoltaic (upendeleo sifuri) hutoa kelele ndogo (hakuna mkondo wa giza) lakini ni polepole zaidi.

Q: Joto linaathirije utendaji?

A: Kama inavyoonyeshwa kwenye mikondo, mkondo wa giza huongezeka kwa kiasi kikubwa na joto, ambayo inaweza kuwa chanzo cha kelele. Mkondo wa mwanga chenyewe pia una mgawo mdogo wa joto. Kwa uendeshaji thabiti, fidia ya joto au mazingira yaliyodhibitiwa yanaweza kuwa muhimu katika matumizi ya usahihi.

10. Mifano ya Vitendo ya Ubunifu na Matumizi

Mfano 1: Sensor ya Karibu ya Infrared:LED ya IR hutoa msukumo kwenye 940 nm. Mwanga ulioakisiwa hugunduliwa na PD438C. Kifurushi cha mtazamo wa upande huruhusu mtokeaji na kigundu zote kuwekwa kwenye PCB sawa, wakikabili mwelekeo sawa. Kichujio cha IR kilichojumuishwa kwenye PD438C husaidia kukataa mwanga unaoonekana wa mazingira, na kuboresha uwiano wa ishara-kelele ya ishara ya IR iliyoakisiwa. Kontrola ndogo hupima mkondo wa fotodiodi kupitia TIA ili kubaini uwepo wa kitu au umbali.

Mfano 2: Swichi ya Macho yenye Tundu:PD438C imewekwa upande mmoja wa mabano ya umbo la U, ikikabili LED ya IR upande mwingine. Kitu kinachopita kwenye tundu hukatiza boriti. Muda wa kukabiliana haraka (50 ns) huruhusu kugundua matukio ya kasi sana au kusimba mwendo wa haraka.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Fotodiodi ya PIN ni kifaa cha semiconductor chenye eneo pana, lenye doping nyepesi la asili (I) lililowekwa kati ya eneo la aina-P na aina-N. Wakati fotoni zenye nishati kubwa kuliko pengo la bendi la semiconductor (kwa silikoni, urefu wa wimbi mfupi kuliko ~1100 nm) zinapogonga kifaa, huzalisha jozi za elektroni-shimo katika eneo la asili. Chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme uliojengwa ndani (katika hali ya photovoltaic) au upendeleo wa kinyume uliotumika (katika hali ya photoconductive), vibeba malipo hivi hutenganishwa, na kuunda mkondo wa mwanga unaoweza kupimika ambao ni sawia na kiwango cha mwanga unaoingia. Eneo pana la asili huruhusu kiasi kikubwa cha kupungua, ambacho huboresha ufanisi wa quantum (usikivu) na kupunguza uwezo wa makutano, na kuwezesha uendeshaji wa kasi zaidi ikilinganishwa na fotodiodi ya kawaida ya PN.

12. Mienendo na Maendeleo ya Sekta

Soko la fotodiodi kama PD438C linaendelea kuendeshwa na mienendo katika otomatiki, vifaa vya elektroniki vya watumiaji, na mawasiliano. Kuna msukumo wa kila wakati wakasi ya juu zaidiili kusaidia usambazaji wa data wa haraka zaidi katika viungo vya macho.Usikivu ulioboreshwa(kelele ndogo, kukabiliana kwa juu) huruhusu uendeshaji na vitoa mwanga vya nguvu ndogo au kwa umbali mrefu zaidi.Kupunguzwa kwa ukubwani mwenendo mwingine muhimu, na kusababisha fotodiodi katika vifurushi vidogo vya kufungia kwenye uso. Zaidi ya hayo, ushirikishaji unaendelea, na vifaa zaidi vinavyojumuisha fotodiodi, kikuza umeme, na wakati mwingine hata mantiki ya dijiti katika kifurushi kimoja (mfano, safu za fotodiodi, sensor zilizojumuishwa za macho). PD438C, pamoja na kichujio chake kilichojumuishwa cha macho, inawakilisha hatua katika mwenendo huu wa ushirikishaji, na kurahisisha orodha ya vifaa kwa wabunifu wa mfumo.