1.8mm Mduara Subminiature Silicon PIN Photodiode PD42-21B/TR8 Datasheet - Vipimo 1.8mm Dia - Lens Nyeusi - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

PD42-21B/TR8 ni photodiode ya silicon ya aina PIN yenye kasi na usikivu wa juu, iliyoundwa kwa matumizi ya kugundua infrared. Imewekwa kwenye kifurushi kidogo cha SMD chenye kipenyo cha 1.8mm chenye lens ya duara ya juu, iliyotengenezwa kwa plastiki nyeusi. Kifaa hiki kimeboreshwa kiwimbi ili kufanana na diodi za kawaida za kutolea infrared. Kazi yake kuu ni kubadilisha mwanga unaoingia, hasa katika wigo wa infrared, kuwa mkondo wa umeme.

Faida kuu za kifaa hiki zinatokana na wakati wake wa haraka wa kujibu, usikivu wa juu wa mwanga, na uwezo mdogo wa makutano, na kumfanya ufawe kwa matumizi yanayohitaji kugundua mwanga kwa haraka na kwa uaminifu. Inasambazwa kwenye mkanda na reel unaolingana na michakato ya usanikishaji ya otomatiki, na kuzingatia viwango vya kisasa via mazingira kwa kuwa haina risasi (Pb-free), inatii RoHS, inatii EU REACH, na haina halojeni.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinaeleza mipaka ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishiwi.

• Voltage ya Kinyume (VR):32 V - Voltage ya juu kabisa inayoweza kutumiwa kwa upendeleo wa kinyume kwenye vituo vya photodiode.
• Joto la Uendeshaji (Topr):-25°C hadi +85°C - Safu ya joto ya mazingira kwa uendeshaji wa kawaida wa kifaa.
• Joto la Hifadhi (Tstg):-40°C hadi +85°C - Safu ya joto kwa ajili ya kuhifadhi wakati kifaa hakinafanya kazi.
• Joto la Kuuza (Tsol):260°C kwa upeo wa sekunde 5 - Kikomo cha joto cha kilele wakati wa kuuza kwa njia ya reflow.
• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):150 mW kwenye 25°C - Nguvu ya juu kabisa ambayo kifaa kinaweza kutawanya.

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi, vilivyopimwa kwenye 25°C, vinaeleza utendaji wa photodiode chini ya hali maalum za majaribio.

• Upana wa Wigo wa Mwanga (λ0.5):730 nm hadi 1100 nm - Safu ya urefu wa wimbi ambapo usikivu wa photodiode ni angalau nusu ya thamani yake ya kilele. Hii inafafanua dirisha lake la usikivu.
• Urefu wa Wimbi wa Usikivu wa Kilele (λP):940 nm (Kawaida) - Urefu wa wimbi wa mwanga ambao photodiode ina usikivu mkubwa zaidi. Hii inalinganisha na diodi za kawaida za IR za 940nm.
• Voltage ya Mzunguko Wazi (VOC):0.42 V (Kawaida) kwenye Ee=5 mW/cm², λP=940nm - Voltage inayotokana kwenye vituo vya photodiode chini ya mwangaza wakati hakuna mkondo unaotolewa (mzunguko wazi).
• Mkondo wa Mzunguko Fupi (ISC):4.0 μA (Kawaida) kwenye Ee=1 mW/cm², λP=875nm - Mkondo unaotiririka kupitia photodiode wakati vituo vyake vimefungwa fupi chini ya mwangaza.
• Mkondo wa Mwanga wa Kinyume (IL):4.0 μA (Kawaida) kwenye Ee=1 mW/cm², λP=875nm, VR=5V - Photocurrent inayotokana wakati kifaa kimependelewa kinyume. Hii ndiyo kigezo kuu cha uendeshaji kwa mizunguko mingi ya kugundua.
• Mkondo wa Giza (ID):10 nA (Upeo) kwenye VR=10V - Mkondo mdogo wa uvujaji wa kinyume unaotiririka wakati kifaa kiko katika giza kamili. Thamani za chini zinaonyesha uwiano bora wa ishara kwa kelele.
• Voltage ya Kuvunjika Kinyume (VBR):32 V (Chini), 170 V (Kawaida) kwenye IR=100μA - Voltage ambayo mkondo wa kinyume huongezeka kwa kasi. Kuendesha karibu na au juu ya voltage hii kunaweza kusababisha uharibifu.

3. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka huu unajumuisha mikunjo ya kawaida ya tabia ambayo hutoa ufahamu wa kuona kuhusu tabia ya kifaa zaidi ya vipimo vya sehemu moja.

3.1 Usikivu wa Wigo wa Mwanga (Mchoro 1)

Mkunjo huu unaonyesha usikivu wa jamaa wa photodiode dhidi ya urefu wa wimbi wa mwanga unaoingia. Unaonyesha kwa picha upana wa wigo wa mwanga na usikivu wa kilele kwenye 940nm. Mkunjo unaonyesha ongezeko la kasi la usikivu kutoka karibu 700nm, ukifikia kilele kwenye 940nm, na kisha kupungua polepole kuelekea 1100nm. Umbo hili ni sifa ya visichunguzi vya mwanga vya msingi wa silicon.

3.2 Mkondo wa Mwanga wa Kinyume dhidi ya Mnururisho (Mchoro 2)

Grafu hii inaonyesha uhusiano kati ya photocurrent inayotokana (IL) na msongamano wa nguvu ya mwanga unaoingia (Ee). Kwa photodiode ya aina PIN inayofanya kazi katika hali ya photoconductive (imependelewa kinyume), uhusiano huu kwa kawaida ni sawa katika safu pana. Uwiano huu ni muhimu sana kwa matumizi ya kugundua mwanga ya analog ambapo ishara ya pato lazima iwe sawia moja kwa moja na ukali wa mwanga.

4. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

4.1 Vipimo vya Kifurushi

PD42-21B/TR8 ni kifaa kidogo cha duara chenye kipenyo cha mwili cha 1.8mm. Mchoro wa kina wa mitambo hutoa vipimo vyote muhimu ikiwa ni pamoja na urefu wa jumla, umbo la lens, nafasi ya waya, na mapendekezo ya pad. Mpango ulipendekezwa wa pad ni kwa ajili ya kumbukumbu; wabunifu wanapaswa kurekebisha kulingana na kanuni zao maalum za muundo wa PCB na mahitaji ya joto/mitambo. Tolerances zote za vipimo kwa kawaida ni ±0.1mm isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo.

4.2 Utambuzi wa Ubaguzi wa Terminali

Kifaa kina terminali mbili. Muunganisho sahihi wa ubaguzi wa terminali ni muhimu kwa uendeshaji sahihi katika mzunguko uliopendelewa kinyume. Mchoro wa waraka unaonyesha cathode na anode. Kwa kawaida, waya mrefu zaidi au alama maalum kwenye kifurushi inaashiria cathode. Kuunganisha cathode kwa voltage chanya zaidi (katika upendeleo wa kinyume) ndiyo hali ya kawaida ya uendeshaji.

4.3 Uainishaji wa Kufurushia

Kijenzi kinasambazwa kwenye mkanda uliochongwa wenye mabomba kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7. Vipimo vya mkanda (ukubwa wa mfuko, umbali, n.k.) vimeainishwa ili kuhakikisha utangamano na vifaa vya kawaida vya SMD vya kuchukua na kuweka. Kila reel ina vipande 1000, ambayo ni kiasi cha kawaida kwa uzalishaji wa kiwango cha kati.

5. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

5.1 Profaili ya Kuuza kwa Njia ya Reflow

Kifaa hiki kinafaa kwa michakato ya kuuza kwa njia ya reflow isiyo na risasi (Pb-free). Joto la kilele la juu kabisa halipaswi kuzidi 260°C, na wakati juu ya 260°C unapaswa kuwa mdogo. Jumla ya mizunguko ya reflow haipaswi kuzidi mbili ili kuzuia uharibifu wa mkazo wa joto kwa kifurushi cha plastiki na kiunganishi cha ndani cha die.

5.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika, tahadhari kubwa lazima ichukuliwe. Joto la ncha ya chuma cha kuuza linapaswa kuwa chini ya 350°C, na wakati wa mguso kwa kila waya unapaswa kuwa sekunde 3 au chini. Chuma cha nguvu ya chini (≤25W) kinapendekezwa. Kipindi cha kupoza kinapaswa kuruhusiwa kati ya kuuza kila terminali ili kuzuia kupashwa joto kwa eneo.

5.3 Kurekebisha na Kukarabati

Kurekebisha baada ya kuuza kwa mara ya kwanza hakupendekezwi kabisa. Ikiwa haziepukiki, chuma maalum cha kuuza chenye vichwa viwili kinapaswa kutumiwa ili kupasha joto terminali zote mbili kwa wakati mmoja, na kuruhusu kuondolewa kwa usalama bila kutumia mkazo mwingi wa mitambo. Athari inayoweza kutokea kwa utendaji wa kifaa kutokana na kurekebisha lazima tathminiwe kabla.

6. Tahadhari za Kuhifadhi na Kushughulikia

• Usikivu wa Unyevu:Kifaa hiki kina usikivu wa unyevu. Mfuko haupaswi kufunguliwa hadi tayari kutumika. Hifadhi ya utayarishaji wa awali inapaswa kuwa ≤30°C na ≤90% RH.
• Maisha ya Sakafu:Baada ya kufungua mfuko wa kizuizi cha unyevu, vijenzi lazima vitumike ndani ya masaa 168 (siku 7) ikiwa vimehifadhiwa kwenye ≤30°C na ≤60% RH.
• Kubaka:Ikiwa wakati wa kuhifadhi umezidi au dawa ya kukausha inaonyesha unyevu mwingi, matibabu ya kubaka kwenye 60±5°C kwa masaa 24 yanahitajika ili kuondoa unyevu ulionyonywa na kuzuia \"popcorning\" wakati wa reflow.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mizunguko ya Kawaida ya Matumizi

Matumizi ya msingi ni kama kisichunguzi cha mwanga cha kasi ya juu. Katika mzunguko wa kawaida, photodiode inapendelewa kinyume na voltage chini ya kiwango chake cha juu kabisa (k.m., 5V kama ilivyo katika hali ya majaribio). Photocurrent (IL) hutiririka kupitia resistor ya mzigo (RL). Kupungua kwa voltage kwenye RL, ambayo ni sawia na ukali wa mwanga, kisha huongezwa kwa nguvu na kiwango cha pili cha kikuza cha transimpedance (TIA) au kikuza cha voltage. Wakati wa haraka wa kujibu humfanya ufawe kwa kugundua mwanga wa pulsed na mawasiliano ya data.

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Voltage ya Upendeleo:Voltage ya upendeleo wa kinyume (k.m., 5V) inapendekezwa kwa kasi bora na uwiano. Upendeleo wa juu zaidi unaweza kupunguza uwezo wa makutano zaidi, na kuongeza upana wa bendi, lakini lazima ukae chini ya V_R.
• Kupunguza/Kulinda Mkondo:Kama ilivyoelezwa katika tahadhari, photodiode yenyewe haizuii mkondo. Katika mizunguko ambayo inaweza kukabiliwa na mwanga wenye nguvu au kuunganishwa vibaya, resistor ya mfululizo inaweza kuhitajika ili kuzuia mkondo mwingi ambao unaweza kuharibu makutano.
• Ubunifu wa Mwanga:Lens nyeusi husaidia kupunguza usikivu wa mwanga uliopotoka. Kwa utendaji bora, photodiode inapaswa kuunganishwa na chanzo cha IR (kama diodi ya IR ya 850nm au 940nm) na pengine kichujio cha mwanga ili kuzuia mwanga usiohitajika wa mazingira, hasa mwanga unaoonekana ambao pia unaweza kugundua kwa kiasi fulani.

7.3 Mazingira ya Matumizi

• Kugundua Mwanga wa Kasi ya Juu:Inafaa kwa mifumo ya kizuizi cha mwanga, kuhesabu vitu, na encoders ambapo mabadiliko ya haraka ya kuwasha/kuzima mwanga yanahitaji kugunduliwa.
• Vikopaji na Vichanganuzi:Inaweza kutumika kama sensor ya kugundua uwepo wa hati, kukwama kwa karatasi, au kama sehemu ya safu ya kugundua picha katika visichunguzi vya picha vya mguso (CIS).
• Mashine za Mchezo na Vifaa vya Matumizi ya Kaya:Inatumika katika vipokeaji vya udhibiti wa mbali wa IR, visichunguzi vya karibu, na mifumo ya kutambua ishara.
• Mifumo ya Infrared Iliyotumika:Mfumo wowote unaotumia mwanga wa infrared uliobadilishwa au pulsed kwa usambazaji wa data, kupima umbali (wakati wa kuruka), au kugundua uwepo rahisi.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na photodiodes za kawaida za PN, muundo wa PIN hutoa faida kuu: eneo pana la kupungua (safu ya \"I\" au ya asili) ambayo husababishauwezo mdogo wa makutano(kuwezesha kujibu kwa haraka) na kuiruhusu kufanya kazi kwa ufanisi kwenye voltage za chini za upendeleo wa kinyume. Kifurushi kidogo cha 1.8mm kinafanya kiwe bora kwa miundo iliyozuiwa na nafasi. Lens nyeusi hutoa kiwango cha kuzuia mwanga unaoonekana ikilinganishwa na aina zenye lens wazi, ambayo ni muhimu katika matumizi maalum ya IR.

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

Swali: Kuna tofauti gani kati ya mkondo wa mzunguko fupi (I_SC) na mkondo wa mwanga wa kinyume (I_L)?

Jibu: I_SChupimwa kwa voltage sifuri kwenye diode (hali ya photovoltaic). I_Lhupimwa kwa upendeleo wa kinyume uliotumiwa (hali ya photoconductive). I_Lkwa kawaida ndiyo kigezo kinachotumiwa katika ubunifu wa mzunguko kwani ni thabiti zaidi na sawa, na upendeleo wa kinyume huharakisha kujibu.

Swali: Kwa nini mkondo wa giza ni muhimu?

Jibu: Mkondo wa giza ndio sakafu ya kelele ya photodiode. Katika matumizi ya mwanga mdogo, mkondo wa juu wa giza unaweza kuficha ishara ndogo ya photocurrent, na kupunguza usikivu na uwiano wa ishara kwa kelele. Uainishaji wa juu wa 10 nA ni chini kabisa kwa photodiode ya silicon.

Swali: Je, naweza kutumia hii na chanzo cha mwanga kinachoonekana?

Jibu: Ndiyo, lakini kwa ufanisi uliopunguzwa. Mkunjo wa majibu ya wigo unaonyesha kuwa ina usikivu kutoka ~730nm, kwa hivyo itagundua mwanga wa nyekundu na karibu na infrared vizuri. Kwa utendaji bora na mwanga unaoonekana (k.m., bluu au kijani), photodiode yenye kilele tofauti cha wigo itakuwa inafaa zaidi.

10. Kanuni za Uendeshaji

Photodiode ya PIN ni kifaa cha semiconductor chenye eneo la aina ya p, eneo la asili (lisilo na doping), na eneo la aina ya n. Inapopendelewa kinyume, eneo pana la kupungua huundwa hasa kwenye safu ya asili. Photoni zinazoingia zenye nishati kubwa kuliko pengo la bendi la semiconductor zinanyonywa, na kuunda jozi za elektroni na shimo. Uga wenye nguvu wa umeme katika eneo la kupungua hutenganisha haraka jozi hizi, na kuzifanya zipelekwe kwenye terminali husika, na hivyo kuzalisha photocurrent ambayo ni sawia na ukali wa mwanga unaoingia. Safu ya asili hupunguza uwezo na kuruhusu ukusanyaji wa ufanisi wa vibeba kwenye eneo pana, na kuongeza kasi na ufanisi wa quantum.