PD15-22B/TR8 Silicon PIN Photodiode Datasheet - Kifurushi 3.5x4.0x1.65mm - Voltage ya Kinyume 32V - Lens Nyeusi - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD15-22B/TR8 ni photodiode ya silicon ya PIN yenye kasi ya juu na usikivu mkubwa, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji kugundua mwanga haraka. Iko ndani ya kifurushi kidogo cha kifaa cha kusakinishwa kwenye uso (SMD) chenye kilele cha gorofa, na umbo la plastiki nyeusi na lensi nyeusi. Kifaa hiki kinafanana na vyanzo vya mwanga vinavyoona na karibu na infrared, na hivyo kufaa kwa matumizi mbalimbali ya kugundua.

Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na muda wake wa kukabiliana haraka, ambao huwezesha kugundua mabadiliko ya haraka katika ukubwa wa mwanga, na usikivu wake mkubwa wa mwanga, unaoruhusu uendeshaji wa kuaminika hata chini ya hali ya mwanga mdogo. Uwezo mdogo wa kiunganishi huchangia utendaji wake wa kasi ya juu. Bidhaa hii inatii viwango vya mazingira, ikiwa haina risasi (Pb-free), inatii RoHS, inatii EU REACH, na haina halojeni (na Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Uchambuzi 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 vya Juu Kabisa kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu.

• Voltage ya Kinyume (VR):32 V. Hii ndio voltage ya juu kabisa inayoweza kutumiwa katika hali ya upendeleo wa kinyume bila kusababisha kuvunjika.
• Joto la Uendeshaji (Topr):-40°C hadi +85°C. Hii inafafanua safu ya joto la mazingira kwa uendeshaji wa kawaida wa kifaa.
• Joto la Uhifadhi (Tstg):-40°C hadi +100°C. Kifaa kinaweza kuhifadhiwa ndani ya safu hii wakati hakifanyi kazi.
• Joto la Kuuza (Tsol):260°C kwa upeo wa sekunde 5. Hii ni muhimu kwa michakato ya kuuza kwa reflow.
• Mtawanyiko wa Nguvu (Pc):150 mW. Nguvu ya juu kabisa ambayo kifaa kinaweza kutawanya kwa usalama.
• Kiwango cha ESD HMB:Chini kabisa 2000V. Inaonyesha uimara wa kifaa dhidi ya kutokwa kwa umeme kwa kutumia Mfano wa Mwili wa Binadamu.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi hupimwa kwa Ta=25°C na hufafanua utendaji mkuu wa photodiode.

• Upana wa Wigo (λ):730 nm hadi 1100 nm (kwa 10% ya usikivu wa kilele). Kifaa hukabiliana na mwanga ndani ya safu hii ya urefu wa wimbi, na usikivu wa kilele katika karibu na infrared.
• Urefu wa Wimbi wa Usikivu wa Kilele (λP):Kwa kawaida 940 nm. Urefu wa wimbi ambao photodiode ina usikivu mkubwa zaidi.
• Voltage ya Mzunguko Wazi (VOC):Kwa kawaida 0.41 V chini ya mnururisho (Ee) wa 5 mW/cm² kwa λP=940nm. Hii ndio voltage inayotokana wakati terminal ziko wazi.
• Mkondo wa Mzunguko Fupi (ISC):Chini kabisa 4.0 μA, Kwa kawaida 6.5 μA chini ya Ee=1 mW/cm² kwa λP=875nm. Hii ndio mkondo unaotokana wakati terminal zimefungwa fupi.
• Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (IL):Chini kabisa 4.2 μA, Kwa kawaida 6.5 μA chini ya Ee=1 mW/cm² kwa λP=875nm na VR=5V. Hii ndio mkondo wa mwanga unaotokana wakati diode inapendelewa kinyume, ambayo ndio hali ya kawaida ya uendeshaji kwa matumizi ya kasi ya juu.
• Mkondo wa Kinyume wa Giza (ID):Upeo wa 10 nA kwa VR=10V katika giza kamili. Hii ndio mkondo mdogo wa uvujaji unaotiririka hata wakati hakuna mwanga.
• Voltage ya Kuvunjika Kinyume (BVR):Chini kabisa 32 V, Kwa kawaida 170 V iliyopimwa kwa mkondo wa kinyume (IR) wa 100 μA katika giza.
• Muda wa Kupanda/Kushuka (tr, tf):Kwa kawaida 10 ns kila moja chini ya VR=5V na RL=1000 Ω. Hii inafafanua kasi ya kubadilisha ya photodiode.
• Pembe ya Kuona (2θ1/2):Kwa kawaida digrii 130 kwa VR=5V. Hii inaonyesha uwanja mpana wa maono kwa kugundua mwanga.

3. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka huu unatoa mikunjo kadhaa ya tabia ambayo ni muhimu kwa wahandisi wa ubunifu.

3.1 Usikivu wa Wigo

Mkunjo wa majibu ya wigo unaonyesha usikivu wa jamaa wa photodiode katika urefu tofauti wa wimbi. Inathibitisha usikivu wa kilele karibu na 940 nm, na majibu muhimu kutoka 730 nm hadi 1100 nm. Hii inafanya iwe mechi bora kwa vitoa infrared kama vile vile vyenye urefu wa wimbi wa 850nm au 940nm vinavyotumiwa kwa kawaida katika udhibiti wa mbali, sensor za karibu, na viungo vya mawasiliano ya data.

3.2 Mkondo wa Giza dhidi ya Joto la Mazingira

Mkunjo huu unaonyesha jinsi mkondo wa giza (ID) unaongezeka kwa kasi kadiri joto la mazingira linavyopanda. Kwa 25°C, ni chini ya 10 nA, lakini inaweza kupanda sana kwa joto la juu zaidi (k.m., 85°C). Wabunifu lazima wazingatie ongezeko hili la kelele katika matumizi ya joto la juu au wakati viwango vya chini sana vya mwanga vinahitaji kugunduliwa.

3.3 Mkondo wa Mwanga wa Kinyume dhidi ya Mnururisho

Grafu hii inaonyesha uhusiano wa mstari kati ya mkondo wa mwanga wa kinyume (IL) na mnururisho wa mwanga unaoingia (Ee). Photodiode inaonyesha mstari mzuri, ikimaanisha kuwa mkondo wa pato ni sawia moja kwa moja na ukubwa wa mwanga katika safu yake ya uendeshaji. Hii ni muhimu sana kwa matumizi ya kugundua mwanga ya analog ambapo kipimo sahihi cha ukubwa kinahitajika.

3.4 Uwezo wa Terminal dhidi ya Voltage ya Kinyume

Uwezo wa kiunganishi hupungua kadiri voltage ya upendeleo wa kinyume (VR) inavyopanda. Uwezo mdogo unafaa kwa uendeshaji wa kasi ya juu kwani hupunguza muda wa RC wa mzunguko. Mkunjo unaonyesha kuwa kutumia upendeleo wa kinyume wa juu zaidi (k.m., 10V badala ya 5V) kunaweza kupunguza uwezo kwa kiasi kikubwa, na hivyo kuboresha upana wa bendi na muda wa kukabiliana.

3.5 Muda wa Kukabiliana dhidi ya Upinzani wa Mzigo

Mkunjo huu unaonyesha usawazisho kati ya kasi ya kukabiliana na ukubwa wa ishara. Muda wa kupanda/kushuka huongezeka na upinzani wa juu wa mzigo (RL). Kwa kukabiliana haraka zaidi, upinzani wa mzigo wa thamani ya chini (k.m., 50 Ω) unapaswa kutumiwa, lakini hii itatoa ishara ndogo ya voltage. Kikuza cha transimpedance mara nyingi hutumiwa kushinda kikwazo hiki, kikitoa kasi ya juu na faida nzuri ya ishara.

3.6 Mkondo wa Mwanga wa Jamaa dhidi ya Uhamisho wa Pembe

Picha hii inaonyesha usikivu wa pembe wa photodiode. Pembe mpana ya kuona ya digrii 130 imethibitishwa, ikionyesha kuwa ishara iliyogunduliwa inabaki kubwa kiasi hata kwa mwanga unaoingia kwa pembe kubwa kutoka kwa mhimili wa kati. Hii ni faida kwa matumizi ambapo usawazishaji haufai kamili au ambapo uwanja mpana wa kugundua unahitajika.

4. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi

PD15-22B/TR8 inakuja kwenye kifurushi kidogo cha SMD. Vipimo muhimu ni kama ifuatavyo (yote kwa mm, uvumilivu ±0.1mm isipokuwa imebainishwa):

• Urefu wa Jumla: 4.0 mm
• Upana wa Jumla: 3.5 mm
• Urefu wa Jumla: 1.65 mm (kwa kawaida, kutoka ndege ya kukaa hadi juu ya lensi)
• Upana wa Mwongozo: 1.55 mm ±0.05 mm
• Pitch ya Mwongozo: 2.95 mm
• Mapendekezo ya muundo wa ardhi ya terminal yanatolewa kwa mpangilio wa PCB.

Anodi na katodi zimewekwa alama wazi kwenye mchoro wa kifurushi. Pini 1 ndio katodi.

4.2 Vipimo vya Ukanda wa Kubeba na Reel

Kifaa kinatolewa kwenye ukanda na reel kwa usanikishaji wa otomatiki. Reel ina vipande 2000. Vipimo vya kina vya mifuko ya ukanda wa kubeba na reel vinatolewa ili kuhakikisha utangamano na vifaa vya kawaida vya kuchukua na kuweka.

5. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

5.1 Uhifadhi na Usikivu wa Unyevu

Photodiode hii ni nyeti kwa unyevu. Tahadhari lazima zichukuliwe ili kuzuia uharibifu wakati wa uhifadhi na usimamizi.

• Usifungue mfuko wa kuzuia unyevu hadi utakapokuwa tayari kutumia.
• Kabla ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤90% RH.
• Tumia ndani ya mwaka mmoja tangu usafirishaji.
• Baada ya kufungua, hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH.
• Tumia ndani ya saa 168 (siku 7) baada ya kufungua mfuko.
• Ikiwa muda wa uhifadhi umepitwa au dawa ya kukausha inaonyesha unyevu, oka kwa 60 ±5°C kwa angalau saa 24 kabla ya matumizi.

5.2 Profaili ya Kuuza kwa Reflow

Profaili ya joto ya kuuza kwa reflow isiyo na risasi inapendekezwa. Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Eneo la joto la awali na la kutia.
• Joto la kilele lisizidi 260°C.
• Muda juu ya 240°C unapaswa kudhibitiwa.
• Kuuza kwa reflow haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili.
• Epuka msongo wa mitambo kwenye sehemu wakati wa kupokanzwa.
• Usipotoshe PCB baada ya kuuza.

5.3 Kuuza kwa Mkono na Urekebishaji

Ikiwa kuuza kwa mkono ni lazima:

• Tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha <350°C.
• Punguza muda wa mguso hadi ≤3 sekunde kwa kila terminal.
• Tumia chuma chenye kiwango cha nguvu <25W.
• Ruhusu muda wa kupoa wa >2 sekunde kati ya kuuza kila terminal.
• Urekebishaji baada ya kuuza haupendekezwi. Ikiwa hauepukiki, tumia chuma cha kuuza chenye vichwa viwili ili kupokanzwa terminal zote mbili kwa wakati mmoja na kupunguza msongo wa joto. Thibitisha utendaji wa kifaa baada ya urekebishaji wowote.

6. Vidokezo vya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

6.1 Matumizi ya Kawaida

• Kichunguzi cha Mwanga cha Kasi ya Juu:Inafaa kwa viungo vya data vya mwanga, vihesabu, na kugundua lazer kutokana na muda wake wa kukabiliana wa 10 ns.
• Vigaaji na Vichanganuzi:Inatumika kwa kugundua uwepo wa hati, kugundua ukingo, na kugundua msongamano wa toner.
• Mashine za Mchezo na Vifaa vya Matumizi ya Kaya:Inatumika katika kugundua karibu, kutambua ishara, na vipokezi vya udhibiti wa mbali wa IR.

6.2 Mazingatio Muhimu ya Ubunifu

• Kupunguza/Ulinzi wa Mkondo:Waraka huu unatahadharisha wazi kwamba upinzani wa mfululizo wa nje LAAZIMA utumike kwa ulinzi. Mabadiliko madogo ya voltage yanaweza kusababisha mabadiliko makubwa ya mkondo, yanayoweza kusababisha kuchomeka. Upinzani huu hupunguza mkondo kupitia diode.
• Upendeleo kwa Kasi:Kwa utendaji bora wa kasi ya juu, endesha photodiode katika hali ya upendeleo wa kinyume (hali ya photoconductive). Voltage ya juu ya kinyume (hadi kiwango cha juu kabisa) itapunguza uwezo wa kiunganishi na kuboresha muda wa kukabiliana, kama inavyoonyeshwa kwenye mikunjo ya tabia.
• Muundo wa Mzunguko:Kwa kubadilisha mkondo wa mwanga kuwa voltage, fikiria kutumia kikuza cha transimpedance (TIA). Usanidi huu hutoa upinzani mdogo wa ingizo (kudumisha voltage ya photodiode mara kwa mara, ambayo hupunguza ubadilishaji wa uwezo), upana wa bendi wa juu, na faida inayoweza kudhibitiwa. Uchaguzi wa upinzani wa maoni na upana wa bendi wa kikuza utaamua utendaji wa jumla wa mfumo.
• Ubunifu wa Mwanga:Lensi nyeusi husaidia kupunguza usikivu wa mwanga usiohitajika. Hakikisha njia ya mwanga ni safi na haina vikwazo. Pembe mpana ya kuona ya digrii 130 inatoa urahisi katika usawazishaji wa mitambo.
• Usimamizi wa Joto:Zingatia ongezeko la mkondo wa giza na joto, hasa katika matumizi ya usahihi wa juu au joto la juu. Mzunguko wa fidia ya joto yanaweza kuwa muhimu.

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

Utaratibu wa kawaida wa kufunga unahusisha kuweka reels ndani ya mfuko wa alumini wa kuzuia unyevu pamoja na dawa ya kukausha na lebo zinazofaa. Lebo inajumuisha sehemu za Nambari ya Sehemu ya Mteja (CPN), Nambari ya Uzalishaji (P/N), Idadi (QTY), Daraja (CAT), Urefu wa Wimbi wa Kilele (HUE), Marejeo (REF), Nambari ya Kundi (LOT No.), na Mahali pa Uzalishaji.

Mwongozo wa kuchagua kifaa unathibitisha kuwa modeli PD15-22B/TR8 hutumia chip ya Silicon na ina lensi Nyeusi.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Uwekaji

PD15-22B/TR8 inajipatia nafasi kama photodiode ya jumla ya silicon ya PIN yenye kasi ya juu katika kifurushi cha kawaida cha SMD. Vipengele vyake vya kutofautisha ni mchanganyiko wake uliosawazishwa wa kasi (10 ns), usikivu, pembe mpana ya kuona, na utii imara wa mazingira (RoHS, Isiyo na Halojeni). Ikilinganishwa na photodiode zenye kasi ya chini au phototransistors, inatoa utendaji bora kwa kugundua mwanga wa mfululizo. Ikilinganishwa na photodiode za kasi ya juu zaidi, zenye utaalamu, inatoa suluhisho la gharama nafuu kwa matumizi ya kawaida yanayohitaji muda wa kukabiliana katika safu ya nanosekunde. Lensi nyeusi ni faida ikilinganishwa na toleo la lensi wazi katika mazingira yenye mwanga wa mazingira, kwani husaidia kuzuia ishara zisizohitajika.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Kuna tofauti gani kati ya Mkondo wa Mzunguko Fupi (ISC) na Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (IL)?

A: ISC hupimwa kwa voltage sifuri kwenye diode (hali ya mzunguko fupi). IL hupimwa kwa voltage ya upendeleo wa kinyume iliyotumiwa (k.m., 5V). IL kwa kawaida ndio kigezo kinachotumiwa katika ubunifu wa mzunguko kwani photodiode kwa kawaida huendeshwa kwa upendeleo wa kinyume kwa mstari na kasi.

Q: Kwa nini upinzani wa mfululizo ni lazima?

A> Tabia ya I-V ya photodiode ni mwinuko sana katika mwelekeo wa mbele. Ongezeko dogo la voltage ya mbele linaweza kusababisha mkondo mkubwa sana, unaoweza kuharibu, kutiririka. Upinzani wa mfululizi hupunguza mkondo huu hadi thamani salama.

Q: Ninawezaje kuchagua voltage ya kinyume ya uendeshaji?

A> Inahusisha usawazishaji. Voltage ya juu ya kinyume (k.m., 10-20V) hupunguza uwezo kwa kukabiliana haraka lakini huongeza mkondo wa giza kidogo na hutumia nguvu zaidi. Voltage ya chini (k.m., 5V) inatosha kwa matumizi mengi na inadumisha mkondo wa giza mdogo. Rejea kwenye mkunjo wa uwezo dhidi ya voltage.

Q: Je, photodiode hii inaweza kugundua mwanga unaoonekana?

A> Ndio, safu yake ya wigo huanza kwa 730 nm, ambayo iko katika sehemu ya nyekundu ya kina ya wigo unaoonekana. Hata hivyo, usikivu wake wa kilele uko katika karibu na infrared (940 nm), kwa hivyo usikivu wake kwa mwanga unaoonekana (hasa bluu na kijani) utakuwa chini kuliko kwa mwanga wa IR.

10. Kanuni ya Uendeshaji

Photodiode ya PIN ni kifaa cha semiconductor kinachobadilisha mwanga kuwa mkondo wa umeme. Inajumuisha eneo pana la asili (I) lenye doping nyepesi lililowekwa kati ya eneo la semiconductor la aina ya P na la aina ya N (kutengeneza muundo wa P-I-N). Wakati fotoni zenye nishati ya kutosha zinapogonga eneo la asili, zinatengeneza jozi za elektroni na shimo. Chini ya ushawishi wa uga wa umeme wa ndani (mara nyingi huimarishwa na voltage ya upendeleo wa kinyume wa nje), vibeba malipo hivi hutenganishwa, na kutengeneza mkondo wa mwanga ambao ni sawia na ukubwa wa mwanga unaoingia. Eneo pana la asili huruhusu ufanisi wa juu wa quantum (unyonyaji zaidi wa mwanga) na uwezo mdogo wa kiunganishi ikilinganishwa na photodiode ya kawaida ya PN, ambayo moja kwa moja hubadilisha kuwa usikivu wa juu zaidi na muda wa kukabiliana haraka.

11. Mienendo ya Sekta

Mahitaji ya photodiode kama PD15-22B/TR8 yanasukumwa na mienendo kadhaa inayoendelea. Kuenea kwa Internet of Things (IoT) na vifaa vya kisasa kunaongeza hitaji la sensor za mwanga wa mazingira, sensor za karibu, na viungo rahisi vya mawasiliano ya mwanga. Otomatiki katika sekta za viwanda na watumiaji hutegemea vihesabu vya mwanga na sensor za kugundua vitu. Kuna msukumo wa kuendelea wa kupunguza ukubwa, unaosababisha kifurushi kidogo cha SMD, na kwa ushirikiano wa juu zaidi, ambapo photodiode huchanganywa na mzunguko wa kukuza na kurekebisha ishara katika moduli moja. Zaidi ya hayo, msisitizo juu ya ufanisi wa nishati na uwajibikaji wa mazingira hufanya utii kwa viwango kama RoHS na utengenezaji usio na halojeni kuwa mahitaji ya msingi kwa sehemu zinazotumiwa katika soko la kimataifa.