1.8mm Duara Subminiaturi Silikoni PIN Photodiode PD42-21C/TR8 Datasheet - Vipimo 1.8mm Duara - Upeo wa Uthamini 940nm - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD42-21C/TR8 ni photodiode ya silikoni PIN yenye kasi ya juu na uthamini wa juu, iliyoundwa kwa matumizi ya kugundua infrared. Iko katika kifurushi kidogo cha duara cha 1.8mm, chenye lenzi ya juu ya duara ya kifaa cha kusakinishwa kwenye uso (SMD) kilichotengenezwa kwa plastiki nyeusi. Ubunifu huu mwembamba unaufanya ufawe kwa matumizi yenye nafasi ndogo yanayohitaji kugundua infrared kwa uaminifu.

Kifaa hiki kimefananishwa kwa wigo na diodi za kawaida zinazotoa infrared, na kuimarisha utendaji katika mifumo ambapo imeunganishwa na chanzo cha IR. Faida zake kuu ni pamoja na wakati wa majibu wa haraka, uthamini wa juu wa mwanga, na uwezo mdogo wa makutano, ambazo ni muhimu kwa kugundua ishara za kasi.

1.1 Sifa za Msingi na Uzingatiaji

• Wakati wa Majibu wa Haraka:Huwezesha kugundua mabadiliko ya haraka ya ishara za optiki.
• Uthamini wa Juu wa Mwanga:Hutoa pato la umeme lenye nguvu kutoka kwa viwango vya chini vya mwanga.
• Uwezo Mdogo wa Makutano:Huchangia kwa uendeshaji wa kasi kwa kupunguza vipindi vya wakati vya RC.
• Ufungaji:Husambazwa kwenye ukanda wa 12mm uliosakinishwa kwenye reel yenye kipenyo cha inchi 7 kwa usanikishaji wa otomatiki.
• Uzingatiaji wa Mazingira:Bidhaa hii haina risasi, inazingatia kanuni za RoHS na EU REACH, na haina Halojeni (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm).

1.2 Matumizi Lengwa

Photodiode hii imeundwa kwa matumizi katika mifumo mbalimbali ya elektroniki inayohitaji kugundua infrared kwa usahihi.

• Vichunguzi vya mwanga vya kasi
• Vigandishi nakala
• Mashine za michezo na vifaa vya mwingiliano
• Mifumo ya jumla ya matumizi ya infrared (mfano, sensor za karibu, usambazaji wa data)

2. Uchunguzi wa kina wa Vipimo vya Kiufundi

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Kuendesha kifaa zaidi ya mipaka hii kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu.

• Voltage ya Kinyume (V_R):32 V
• Joto la Uendeshaji (T_opr):-25°C hadi +85°C
• Joto la Uhifadhi (T_stg):-40°C hadi +85°C
• Joto la Kuuza (T_sol):260°C kwa ≤ sekunde 5
• Mtawanyiko wa Nguvu (P_d):150 mW kwa au chini ya joto la hewa la bure la 25°C

2.2 Sifa za Umeme-na-Optiki (T_a=25°C)

Vigezo hivi hufafanua utendaji wa photodiode chini ya hali za kawaida.

• Upana wa Wigo (λ_0.5):730 nm hadi 1100 nm. Kifaa hiki kina uthamini katika wigo wa karibu wa infrared.
• Urefu wa Wimbi la Upeo wa Uthamini (λ_P):940 nm. Uthabiti wa juu kabisa hutokea kwenye urefu huu wa wimbi la infrared.
• Voltage ya Sakiti Wazi (V_OC):Kwa kawaida 0.42 V inapong'aa kwa 5 mW/cm² kwenye 940nm.
• Mkondo wa Sakiti Fupi (I_SC):2.0 hadi 12 μA (Kawaida 5.0 μA) inapong'aa kwa 1 mW/cm² kwenye 875nm.
• Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (I_L):2.0 hadi 12 μA (Kawaida 5.0 μA) kwa V_R=5V inapong'aa kwa 1 mW/cm² kwenye 875nm. Hii ni kigezo kikuu cha uendeshaji katika hali ya usakinishaji wa mwanga.
• Mkondo wa Giza (I_D):Kiwango cha juu cha 10 nA kwa V_R=10V. Hii ni mkondo wa uvujaji kukosekana kwa mwanga.
• Voltage ya Kuvunjika Kinyume (V_BR):Kiwango cha chini cha 32 V, Kawaida 170 V kwa I_R=100μA.
• Uwezo wa Jumla (C_t):Kawaida 5 pF kwa V_R=5V, f=1MHz. Uwezo mdogo ni muhimu kwa upana wa juu wa masafa.
• Wakati wa Kupanda/Kushuka (t_r, t_f):Kawaida 6 ns kila moja kwa V_R=10V, R_L=1kΩ. Hii inabainisha kasi ya majibu ya umeme kwa msukumo wa mwanga.

3. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Datasheet inajumuisha mikondo ya sifa ya kawaida ambayo ni muhimu kwa wahandisi wa ubunifu. Ingawa data maalum ya michoro haijatolewa kwa mfumo wa maandishi, mikondo hii kwa kawaida huonyesha uhusiano kati ya vigezo muhimu, na kusaidia kutabiri tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida.

3.1 Taarifa ya Mviringo Iliyodokezwa

Kulingana na sifa za kawaida za photodiode, uhusiano ufuatao kwa kawaida hupangwa:

• Majibu ya Wigo:Mkondo unaonyesha uthabiti wa jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, ukifikia kilele kwenye 940 nm na kushuka hadi nusu kwenye 730 nm na 1100 nm.
• Mkondo dhidi ya Mwangaza (I_Ldhidi ya E_e):Inatarajiwa kuwa ya mstari katika anuwai pana, na kuthibitisha ufaafu wa photodiode kwa kupima mwanga wa analogi.
• Uwezo dhidi ya Voltage ya Kinyume (C_tdhidi ya V_R):Uwezo kwa kawaida hupungua kwa kuongezeka kwa ubaguzi wa kinyume, na kuathiri majibu ya masafa.
• Mkondo wa Giza dhidi ya Joto (I_Ddhidi ya T):Mkondo wa giza takriban huongezeka mara mbili kwa kila kupanda kwa 10°C kwa joto, ambayo ni muhimu kwa uendeshaji wa joto la juu.

4. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

4.1 Vipimo vya Kifurushi

Photodiode huja katika kifurushi kidogo cha duara chenye kipenyo cha mwili cha 1.8mm. Michoro ya kina ya mitambo katika datasheet inabainisha vipimo vyote muhimu ikiwa ni pamoja na urefu wa lenzi, nafasi ya waya, na ukubwa wa jumla. Mapungufu kwa kawaida ni ±0.1mm isipokuwa imebainishwa vingine. Mpango wa pad ulipendekezwa umetolewa kwa kumbukumbu ya ubunifu wa PCB, lakini wahandisi wanashauriwa kuubadilisha kulingana na mchakato wao maalum wa usanikishaji na mahitaji ya joto.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi na Usakinishaji

Kifurushi cha SMD kina mwelekeo maalum. Mchoro wa datasheet unaonyesha vituo vya cathode na anode. Ubaguzi sahihi ni muhimu kwa uendeshaji sahihi wa sakiti. Mwili mweusi wa plastiki wenye lenzi wazi ya duara husaidia katika uthamini wa mwelekeo.

5. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

Ushughulikiaji sahihi ni muhimu kudumisha uaminifu na utendaji wa kifaa.

5.1 Uhifadhi na Uthabiti wa Unyevu

• Usifungue mfuko wa kuzuia unyevu hadi uwe tayari kutumia.
• Hifadhi mifuko isiyofunguliwa kwa 10°C~30°C na ≤90% RH.
• Tumia ndani ya mwaka mmoja tangu usafirishaji.
• Baada ya kufungua, vifaa lazima vitumike ndani ya masaa 168 (maisha ya sakafu) wakati wa kuhifadhiwa kwa 10°C~30°C na ≤60% RH. Vinginevyo, lazima vikaushwe tena na kuhifadhiwa kwenye mfuko kavu.
• Utaratibu wa kukausha: Saa 96 kwa 60°C ± 5°C na <5% RH.

5.2 Hali ya Kuuza

• Kuuza kwa Reflow:Profa ya joto iliyopendekezwa imetolewa. Usizidi mizunguko miwili ya reflow.
• Kuuza kwa Mkono:Tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha <350°C na nguvu <25W. Muda wa mguso kwa kila kituo unapaswa kuwa < sekunde 3. Ruhusu muda wa sekunde 2 kati ya kuuza kila kituo ili kuzuia uharibifu wa joto.
• Epuka msongo wa mitambo kwenye kifaa wakati wa kupokanzwa na epuka kupinda PCB baada ya kuuza.

5.3 Urekebishaji na Ukarabati

Ukarabati baada ya kuuza haupendekezwi. Ikiwa hauwezekani, tumia chuma cha kuuza chenye vichwa viwili ili kupokanzwa vituo vyote kwa wakati mmoja na kuinua sehemu hiyo sawasawa. Daima thibitisha utendaji wa kifaa baada ya urekebishaji wowote.

6. Taarifa ya Ufungaji na Uagizaji

6.1 Vipimo vya Ukanda na Reel

Kifaa kimefungwa kwenye ukanda wa kubeba na vipimo vilivyobainishwa katika datasheet. Kiasi cha kawaida ni vipande 1000 kwa kila reel ya inchi 7. Vipimo vya ukanda vinaihakikisha ushirikiano na vifaa vya kawaida vya kuchukua-na-kuweka vya SMD.

6.2 Taarifa ya Lebo

Lebo ya reel ina taarifa ya kawaida ya kufuatilia na usanikishaji sahihi: Nambari ya Sehemu ya Mteja (CPN), Nambari ya Sehemu (P/N), Nambari ya Kundi, Kiasi, Urefu wa Wimbi la Kilele (HUE), Daraja (CAT), Kumbukumbu (REF), Kiwango cha Uthabiti wa Unyevu (MSL-X), na Asili ya Uzalishaji.

7. Mazingatio ya Ubunifu wa Matumizi

7.1 Ulinzi wa Sakiti

Muhimu:Kipingamizi cha nje cha kuzuia mkondo lazima kitumike kwa mfululizo na photodiode wakati wa uendeshaji katika hali ya usakinishaji wa mwanga (ubaguzi wa kinyume). Bila hiyo, mabadiliko madogo ya voltage yanaweza kusababisha mshtuko mkubwa wa mkondo, na kwa uwezekano kuchoma kifaa.

7.2 Ubaguzi na Usindikaji wa Ishara

Photodiode inaweza kutumika katika hali mbili kuu:

• Hali ya Photovoltaic (Ubaguzi wa Sifuri):Hutoa voltage (V_OC). Hutoa kelele ndogo lakini majibu ya polepole.
• Hali ya Photoconductive (Ubaguzi wa Kinyume):Inaendeshwa na voltage ya kinyume (mfano, 5V kama ilivyo kwenye vipimo). Hii hupunguza uwezo wa makutano (kuongeza kasi ya majibu) na kuboresha mstari lakini huongeza mkondo wa giza. Kikuza cha transimpedance (TIA) kwa kawaida hutumiwa kubadilisha mkondo wa mwanga (I_L) kuwa ishara ya voltage inayoweza kutumika.

7.3 Ubunifu wa Optiki

Lenzi ya duara ina pembe maalum ya kuona. Kwa kuunganisha bora, linganisha chanzo cha IR ndani ya pembe hii. Nyumba nyeusi hupunguza kurudia kwa ndani na kuingiliwa kutoka kwa mwanga wa mazingira.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Uwekaji

Ikilinganishwa na photodiode za kawaida, PD42-21C/TR8 hutoa usawa wa kasi (6 ns), uthamini (5 μA kwa kawaida kwa 1mW/cm²), na ukubwa mdogo sana wa SMD. Uthamini wake wa kilele cha 940nm unaufanya ufanane moja kwa moja na LED nyingi za bei nafuu za IR. Uwezo mdogo ni tofauti muhimu kwa matumizi ya masafa ya juu ikilinganishwa na vifaa vyenye maeneo makubwa ya shughuli.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

9.1 Kuna tofauti gani kati ya I_SCna I_L?

I_SC(Mkondo wa Sakiti Fupi) hupimwa kwa voltage sifuri kwenye diode. I_L(Mkondo wa Mwanga wa Kinyume) hupimwa chini ya ubaguzi wa kinyume uliotumika (mfano, 5V). Katika photodiode ya PIN iliyoundwa vizuri, thamani hizi ni sawa sana, kama inavyoonyeshwa kwenye datasheet (zote Kawaida 5.0 μA). I_Lni kigezo cha vitendo zaidi kwa ubunifu wa sakiti katika uendeshaji wenye ubaguzi.

9.2 Ninawezaje kuchagua thamani ya kipingamizi cha mfululizo?

Kipingamizi hukizuia mkondo chini ya mwangaza wa juu kabisa. Hesabu R ≥ (Voltage ya Usambazaji) / (I_Lya Juu Kabisa). Kutoka kwa vipimo, I_Lya Juu Kabisa ni 12 μA. Kwa ubaguzi wa 5V, R inapaswa kuwa ≥ 5V / 12μA ≈ 417 kΩ. Thamani ya kuanzia ya kawaida ni 100 kΩ, ambayo pia huweka upana wa masafa pamoja na uwezo wa makutano.

9.3 Je, hii inaweza kutumika kwa kugundua mwanga unaoonekana?

Anuwai yake ya wigo huanza kwenye 730 nm, ambayo iko katika infrared ya karibu. Ina uthamini mdogo sana kwa mwanga unaoonekana (urefu wa wimbi chini ya 700 nm). Kwa mwanga unaoonekana, photodiode yenye uthamini wa kilele katika anuwai ya 550-650 nm itakuwa inafaa zaidi.

10. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Hali: Sensor ya Karibu ya Infrared katika Kifaa cha Kudhibiti Michezo.

1. Uunganishaji wa Vipengele:PD42-21C/TR8 imeunganishwa na LED ya IR ya 940nm.
2. Ubunifu wa Sakiti:Photodiode inabaguliwa kinyume na 3.3V kupitia kipingamizi cha 100 kΩ. Pato lake limeunganishwa kwenye pembejeo ya kinyume ya op-amp iliyosanikishwa kama TIA na kipingamizi cha maoni cha 1 MΩ na capacitor ndogo ya maoni (mfano, 1 pF) ili kudumisha majibu.
3. Uendeshaji:LED ya IR hutoa ishara ya msukumo. Wakati kitu (mfano, mkono wa mtumiaji) kinakaribia, kinatolea mwanga wa IR kwa photodiode. TIA hubadilisha mkondo ulioongezeka wa mwanga kuwa mshtuko wa voltage unaoweza kupimika.
4. Faida:Majibu ya haraka ya photodiode huruhusu kugundua haraka mwendo wa mkono. Ukubwa wake mdogo unafaa kwa urahisi ndani ya nyumba ndogo ya kudhibiti. Uthamini wa juu unahakikisha uendeshaji wa kuaminika hata kwa ishara dhaifu za kurudia.

11. Kanuni ya Uendeshaji

Photodiode ya PIN inajumuisha eneo pana, lenye doping nyepesi la asili (I) lililowekwa kati ya maeneo ya semiconductor ya aina-P na aina-N. Inapobaguliwa kinyume, eneo la asili linakuwa limepungua kabisa, na kuunda uga mkubwa wa umeme. Fotoni zinazoingia zenye nishati kubwa kuliko pengo la bendi la semiconductor zinachukuliwa, na kuunda jozi za elektroni-na-shimo. Uga mkubwa wa umeme hutenganisha haraka wabebaji hawa, na kutoa mkondo wa mwanga ambao ni sawia na ukubwa wa mwanga. Eneo pana la asili hupunguza uwezo wa makutano (kuwezesha kasi ya juu) na kuongeza kiasi cha kunyonya fotoni (kuboresha uthamini), ikilinganishwa na photodiode ya kawaida ya PN.

12. Mienendo ya Sekta

Mahitaji ya vichunguzi vya mwanga vidogo, vya kasi yanaendelea kukua, yanayosukumwa na matumizi katika elektroniki za watumiaji (simu janja, vifaa vya kuvaliwa), magari (LiDAR, kugundua ndani ya gari), na otomatiki ya viwanda. Mienendo ni pamoja na kupunguzwa zaidi kwa ukubwa, ujumuishaji wa photodiode na sakiti za kukuza na kudigitalisha kwenye chip moja (mfano, sensor zilizojumuishwa za optiki), na utendaji ulioboreshwa katika bendi maalum za urefu wa wimbi kwa matumizi mapya kama vile kutambua ishara na kugundua 3D. Vifaa kama PD42-21C/TR8 vinawakilisha suluhisho lililokomaa, la kuaminika kwa matumizi yenye unyeti wa gharama, yenye kiasi kikubwa yanayohitaji kugundua infrared imara.