目錄
1. 產品概覽
PD333-3B/L2 係一款高速、高靈敏度嘅矽 PIN 光敏二極管，封裝喺標準 5mm 直徑嘅塑膠殼入面。佢嘅主要功能係將光，特別係紅外線光譜嘅光，轉換成電流。呢個元件配備咗黑色環氧樹脂透鏡，可以增強對紅外線輻射嘅靈敏度，同時提供一定程度嘅環境光過濾。呢款元件專為需要快速響應時間同喺各種環境條件下可靠性能嘅應用而設計。
核心優勢：呢款光敏二極管嘅主要優點包括快速響應時間、高光敏度同細接面電容。呢啲特性令佢適合用嚟偵測光強度嘅快速變化。呢個元件亦符合 RoHS 同歐盟 REACH 法規，表示使用無鉛材料並遵守環境安全標準。
目標市場：呢款光敏二極管主要針對電子行業，特別係用於保安系統、高速光通訊鏈路、相機測光系統，以及其他需要精確同快速光偵測嘅光電應用。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 反向電壓 (VR)：32 V。呢個係可以施加喺光敏二極管端子之間嘅最大反向偏壓電壓。
- 工作溫度 (Topr)：-25°C 至 +85°C。係元件正常運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。係元件非運作狀態下儲存嘅溫度範圍。
- 焊接溫度 (Tsol)：260°C。係元件喺焊接過程中可以承受嘅峰值溫度，通常係短時間內 (例如 10 秒)。
- 功耗 (Pc)：喺 25°C 或以下嘅自由空氣溫度下為 150 mW。係元件可以安全散發嘅最大功率。
2.2 電光特性
呢啲參數喺 Ta=25°C 下量度，定義咗元件喺指定測試條件下嘅性能。
- 光譜帶寬 (λ0.5)：840 nm 至 1100 nm。呢個係光敏二極管響應度至少係峰值一半嘅波長範圍。表示主要對近紅外線區域靈敏。
- 峰值靈敏度波長 (λP)：940 nm (典型值)。係光敏二極管最靈敏嘅光波長。
- 開路電壓 (VOC)：0.39 V (典型值)。係喺光照下 (Ee=1mW/cm²，λp=940nm)，當無連接外部負載 (開路) 時，光敏二極管端子之間產生嘅電壓。
- 短路電流 (ISC)：35 µA (典型值)。係喺相同光照下，當端子短路時，流經光敏二極管嘅電流。
- 反向光電流 (IL)：35 µA (典型值，最小 25 µA)。係當光敏二極管處於反向偏壓 (VR=5V) 同被光照時流動嘅電流。呢個係光偵測電路嘅關鍵參數。
- 反向暗電流 (ID)：5 nA (典型值，最大 30 nA)。係喺完全黑暗同反向偏壓 (VR=10V) 下流動嘅小量漏電流。數值越低，通常信噪比越好。
- 反向擊穿電壓 (VBR)：最小 32 V，典型 170 V。係二極管開始大量導通 (擊穿) 時嘅反向電壓。最小額定值同絕對最大額定值一致。
- 總電容 (Ct)：18 pF (典型值)。係喺 VR=5V 同 f=1MHz 時嘅接面電容。較低嘅電容有助於更快嘅響應時間。
- 上升時間 / 下降時間 (tr / tf)：45 ns (典型值)。係輸出信號響應光強度嘅階躍變化，從最終值嘅 10% 上升到 90% (或從 90% 下降到 10%) 所需嘅時間，量度條件為 VR=10V 同 RL=100Ω。
3. 性能曲線分析
規格書提供咗幾條特性曲線，說明關鍵參數點樣隨操作條件變化。呢啲對電路設計至關重要。
3.1 功耗 vs. 環境溫度
呢條曲線顯示，當環境溫度高過 25°C 時，最大允許功耗會降低。設計師必須喺高溫環境下降低功率處理能力，以防止熱損壞。
3.2 光譜靈敏度
呢個圖表繪製咗光敏二極管嘅歸一化響應度對波長嘅關係。佢直觀地確認咗喺 940 nm 嘅峰值靈敏度，同大約 840 nm 至 1100 nm 嘅光譜帶寬，突顯咗佢適合紅外線應用。
3.3 反向暗電流 vs. 環境溫度
暗電流會隨溫度呈指數級增加。呢條曲線對於喺高溫下操作嘅應用至關重要，因為增加嘅暗電流會提高偵測系統嘅底噪。
3.4 反向光電流 vs. 輻照度 (Ee)
呢個圖表展示咗喺指定範圍內，產生嘅光電流 (IL) 同入射光功率密度 (輻照度) 之間嘅線性關係。佢確認咗元件嘅線性光響應，呢點對於準確嘅光測量好重要。
3.5 端子電容 vs. 反向電壓
接面電容 (Ct) 會隨反向偏壓電壓 (VR) 增加而減少。呢條曲線讓設計師可以選擇一個操作偏壓電壓，以優化響應速度 (較高 VR 時較低電容) 同功耗/噪音之間嘅權衡。
3.6 響應時間 vs. 負載電阻
呢個圖表顯示咗上升/下降時間 (tr/tf) 點樣隨偵測電路中嘅負載電阻 (RL) 變化。使用較細嘅負載電阻可以實現更快嘅響應時間，但同時亦會減少輸出電壓擺幅。呢條曲線有助於為所需帶寬選擇 RL。
4. 機械及封裝資料
4.1 封裝尺寸
元件採用徑向引腳、5mm 直徑嘅塑膠封裝。尺寸圖指定咗本體直徑、引腳間距、引腳直徑同總體尺寸。註明指出標準公差為 ±0.25mm，除非圖紙另有規定。陰極通常由較長嘅引腳或封裝邊緣嘅平面標識。
4.2 極性識別
陽極連接較短嘅引腳，而陰極連接較長嘅引腳。封裝喺陰極引腳附近可能有一個平面。電路組裝時必須注意正確極性。
5. 焊接及組裝指引
焊接溫度嘅絕對最大額定值係 260°C。呢個同標準無鉛回流焊接曲線 (例如 IPC/JEDEC J-STD-020) 兼容。元件唔應該長時間暴露喺呢個溫度下；典型回流峰值溫度持續時間係 20-40 秒。使用溫控烙鐵進行手工焊接亦可以接受，前提係引腳處唔超過 260°C 嘅限制。儲存應喺指定嘅 Tstg 範圍 (-40°C 至 +100°C) 內嘅乾燥、常溫環境中，以防止吸濕同其他劣化。
6. 包裝及訂購資料
標準包裝規格係每袋 200-500 件，每盒 5 袋，每箱 10 盒。包裝上嘅標籤包括客戶產品編號 (CPN)、產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY) 同批號 (LOT No) 等欄位。其他欄位如 CAT (發光強度等級)、HUE (主波長等級) 同 REF (正向電壓等級) 亦有列出，但更典型係用於 LED；對於呢款光敏二極管，佢哋可能唔會積極用於分級。產品編號 PD333-3B/L2 遵循製造商內部命名慣例。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
- 高速光偵測：用於光數據鏈路、條碼掃描器同激光測距儀，其中 45ns 嘅響應時間具有優勢。
- 保安系統：整合到被動紅外線 (PIR) 運動感應器、光束中斷感應器同光幕中。
- 相機系統：用於自動曝光控制、閃光燈監測同紅外線濾波偵測。
- 工業感應：用於自動化設備中嘅物體偵測、邊緣感應同不透明度測量。
7.2 設計考慮因素
- 偏壓電路：為咗最快嘅響應，應喺反向偏壓 (光導) 模式下操作光敏二極管。跨阻放大器 (TIA) 通常用於將光電流轉換成電壓信號。
- 降噪：屏蔽元件同電路免受電氣噪音干擾。為 TIA 使用低噪音運算放大器，並考慮使用濾波器來減輕暗電流嘅影響，特別係喺高溫下。
- 光學考慮：黑色環氧樹脂透射紅外線。對於特定波長過濾，可能需要額外嘅外部光學濾波器。確保光學孔徑清潔並正確對齊。
- 負載電阻選擇：根據所需帶寬 (參見響應時間 vs. 負載電阻曲線) 同期望嘅輸出電壓水平 (Vout = IL * RL) 選擇 RL。
8. 技術比較
同標準光敏二極管或光電晶體管相比，PD333-3B/L2 提供咗速度同靈敏度嘅平衡組合。佢嘅 PIN 結構比標準 PN 光敏二極管提供更寬嘅耗盡區，從而導致更低嘅接面電容 (典型 18 pF)，實現更快響應，同喺紅外線光譜中更高嘅量子效率。5mm 封裝比更細嘅 SMD 光敏二極管提供更大嘅有效區域，收集更多光線以獲得更高嘅信號輸出，呢點喺低光或長距離偵測場景中可能有益。
9. 常見問題 (基於技術參數)
問：短路電流 (ISC) 同反向光電流 (IL) 有咩分別？
答：ISC 係喺零偏壓電壓 (端子短路) 下量度，而 IL 係喺施加反向偏壓 (例如 5V) 下量度。對於 PIN 光敏二極管，IL 通常非常接近 ISC，並且係大多數偏壓偵測電路中使用嘅參數。
問：我可唔可以用呢款光敏二極管偵測可見光？
答：雖然佢喺可見紅光譜 (接近 700nm) 有一定靈敏度，但佢嘅峰值喺 940nm (紅外線)。要喺可見光下獲得最佳性能，峰值靈敏度喺可見光範圍 (例如 550-650nm) 嘅光敏二極管會更適合。
問：我點樣將光電流 (IL) 轉換成可用嘅電壓？
答：最常用嘅方法係使用跨阻放大器 (TIA)。輸出電壓係 Vout = -IL * Rf，其中 Rf 係 TIA 嘅反饋電阻。呢種配置亦令光敏二極管保持喺虛擬短路狀態，將接面電容嘅影響減到最小。
問：無鉛同符合 RoHS嘅標示係咩意思？
答：表示產品製造時無使用鉛 (Pb)，並符合歐盟《限制有害物質指令》，該指令限制電氣同電子設備中嘅特定有害物質。
10. 實際應用案例
設計紅外線接近感應器：PD333-3B/L2 可以同一個 940nm 紅外線 LED 配對，創建一個簡單嘅接近或物體偵測感應器。LED 以特定頻率脈衝。光敏二極管偵測反射嘅紅外線光。一個採用反向偏壓模式嘅光敏二極管電路，後面接一個 TIA 同一個調諧到 LED 脈衝頻率嘅帶通濾波器，可以有效從環境光噪音中提取微弱嘅反射信號。45ns 嘅響應時間允許高頻調製，提高抗噪能力並實現更快嘅偵測週期。
11. 工作原理
PIN 光敏二極管係一種半導體器件，具有一個夾喺 P 型同 N 型區域之間嘅本徵 (I) 區。當能量大於半導體帶隙嘅光子撞擊器件時，佢哋會喺本徵區產生電子-空穴對。喺反向偏壓下，橫跨本徵區嘅電場將呢啲電荷載子掃向各自嘅端子，產生一個與入射光強度成正比嘅光電流。寬闊嘅本徵區減少咗接面電容 (實現更快響應) 並增加咗光子吸收嘅體積 (提高靈敏度)，特別係對於紅外線等較長波長。
12. 行業趨勢
光敏二極管嘅需求喺工業自動化、汽車 LiDAR、消費電子 (例如智能手機接近感應器) 同生物醫學感應等領域持續增長。趨勢包括進一步小型化至晶片級封裝 (CSP)、與片上放大同信號處理電路集成，以及開發用於特定波長帶 (例如用於氣體感應) 嘅光敏二極管。亦都專注於改善性能指標，例如更低嘅暗電流、更高嘅速度同喺惡劣環境條件下增強嘅可靠性。PD333-3B/L2 代表咗呢個不斷演變嘅領域中一個成熟、可靠嘅元件，非常適合需要穩健紅外線偵測嘅成本敏感、大批量應用。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |