目錄
1. 產品概覽
PD333-3B/L1 係一款高速、高靈敏度嘅矽PIN光敏二極管，封裝喺標準5mm直徑塑膠殼入面。佢主要功能係將入射光（特別係紅外光譜）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，同時減低對可見光嘅反應。呢個特性令佢特別適合需要喺近紅外線範圍進行檢測嘅應用。呢個元件嘅核心優勢包括快速反應時間、高光敏度同細接面電容，呢啲對於高速信號檢測至關重要。佢設計為無鉛元件，並符合RoHS同歐盟REACH等相關環保法規。
2. 技術參數詳解
2.1 絕對最大額定值
呢個元件設計喺指定範圍內可靠運作。超出呢啲額定值可能會造成永久損壞。
- 反向電壓 (VR):32 V - 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 - 正常運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度 (Tstg):-40°C 至 +100°C - 非運作狀態下嘅儲存溫度範圍。
- 焊接溫度 (Tsol):260°C - 元件喺焊接過程中可以承受嘅峰值溫度。
- 功耗 (Pc):150 mW - 喺環境溫度25°C或以下時，元件可以散發嘅最大功率。
2.2 電光特性
呢啲參數定義咗光敏二極管喺標準測試條件下 (Ta=25°C) 嘅性能。
- 光譜帶寬 (λ0.5):840 nm 至 1100 nm - 響應度至少為峰值一半嘅波長範圍。
- 峰值靈敏度波長 (λP):940 nm (典型值) - 光敏二極管最敏感嘅光波長。
- 開路電壓 (VOC):0.44 V (典型值) - 受光照時 (Ee=5 mW/cm², λp=940nm)，開路端子之間產生嘅電壓。
- 短路電流 (ISC):10 µA (典型值) - 受光照時 (Ee=1 mW/cm², λp=940nm)，端子短路時流動嘅電流。
- 反向光電流 (IL):最小 15 µA - 喺反向偏壓下 (VR=5V, Ee=1 mW/cm², λp=940nm) 產生嘅光電流。呢個係信號檢測嘅關鍵參數。
- 反向暗電流 (ID):最大 30 nA - 喺完全黑暗環境中，施加反向偏壓時 (VR=10V) 流動嘅微小漏電流。數值越低，信噪比越好。
- 反向擊穿電壓 (VBR):最小 32 V，典型 170 V - 接面擊穿、電流急劇增加時嘅反向電壓。
- 總電容 (Ct):6.0 pF (典型值) - 反向偏壓下 (VR=5V, f=1MHz) 嘅接面電容。低電容對於高速運作至關重要。
- 上升/下降時間 (tr/tf):10 ns (典型值) - 輸出信號從最終值嘅10%上升到90%（或從90%下降到10%）所需嘅時間 (VR=10V, RL=100Ω)。呢個定義咗最大切換速度。
3. 分級系統說明
PD333-3B/L1 會根據其喺特定測試條件下 (EL=1mW/cm², λe=940nm, Vp=5V) 嘅反向光電流 (IR) 性能，分入唔同嘅級別。咁樣設計師就可以為佢哋嘅應用選擇性能一致嘅元件。
| 級別編號 | 最小 IL(µA) | 最大 IL(µA) |
|---|---|---|
| BIN1 | 15 | 25 |
| BIN2 | 25 | 35 |
| BIN3 | 35 | 45 |
| BIN4 | 45 | 55 |
| BIN5 | 55 | 65 |
規格書亦註明標準公差：發光強度 ±10%、主波長 ±1nm、正向電壓 ±0.1V，不過後兩者對LED嘅相關性大過呢隻光敏二極管。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾條特性曲線，說明元件喺唔同條件下嘅行為。呢啲對於電路設計同性能預測係必不可少嘅。
4.1 光譜靈敏度
光譜響應曲線顯示元件喺唔同波長下嘅相對靈敏度。佢喺940 nm（紅外線）達到峰值，並且喺大約840 nm至1100 nm範圍內有顯著響應。呢點證實咗佢適合用於遙控器同接近感應器等基於紅外線嘅系統。
4.2 溫度依賴性
提供嘅曲線顯示反向暗電流同環境溫度之間嘅關係，以及功耗對環境溫度嘅關係。暗電流通常會隨溫度升高而增加，可能會影響敏感應用中嘅底噪。功率降額曲線顯示，當環境溫度高過25°C時，最大允許功耗點樣降低。
4.3 電氣特性
關鍵圖表包括：
- 反向光電流 vs. 輻照度 (Ee):顯示產生嘅光電流同入射光功率密度之間嘅線性關係，呢個係光敏二極管嘅基本特性。
- 端子電容 vs. 反向電壓：展示接面電容點樣隨反向偏壓電壓增加而減少。喺較高反向電壓下運作（喺限制內）可以通過降低電容來提高速度。
- 響應時間 vs. 負載電阻：說明上升/下降時間點樣受電路中負載電阻 (RL) 影響。較細嘅 RL通常會導致更快嘅響應，但輸出電壓擺幅會較細。
5. 機械及封裝資料
元件採用標準5mm直徑圓形塑膠封裝。封裝尺寸圖提供咗PCB佔位設計同機械整合嘅關鍵尺寸。主要尺寸包括總直徑 (5mm)、引腳間距同元件高度。除非另有說明，圖紙指定嘅一般公差為 ±0.25mm。封裝有兩條軸向引腳用於電氣連接。黑色環氧樹脂外殼充當透鏡同紅外線濾光片。正確嘅極性識別應基於規格書嘅端子圖；通常，陰極會用較長嘅引腳、封裝上嘅平面標記或特定標記來表示。
6. 焊接及組裝指引
元件嘅最高焊接溫度額定值為260°C。可以使用無鉛製程嘅標準回流焊或波峰焊曲線，確保控制峰值溫度同液相線以上嘅時間，以防止熱損壞。手動焊接應使用溫控烙鐵快速進行。建議將元件儲存喺乾燥環境中，以防止吸濕，吸濕可能會喺焊接時引起問題（爆米花效應）。
7. 包裝及訂購資料
標準包裝規格係每袋500件，每盒5袋，每箱10盒，總共每箱25,000件。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) 同相關性能等級（例如CAT表示強度等），以及批次編號同日期代碼，以便追溯。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 高速光檢測：由於其10ns響應時間，適合用於光纖數據傳輸、條碼掃描器同光學編碼器。
- 保安系統：可用於入侵檢測光束、煙霧探測器，或作為基於紅外線嘅保安通訊接收器。
- 相機應用：適用於測光、自動對焦輔助系統，或作為紅外線截止濾光片監視器。
- 工業感應：自動化設備中嘅物體檢測、計數同位置感應。
8.2 設計考慮因素
- 偏壓電路：光敏二極管可以用於光伏模式（零偏壓）進行低噪聲應用，或者用於光導模式（反向偏壓）以獲得更高速度同線性度。32V最大反向電壓允許廣泛嘅偏壓選擇。
- 放大：輸出電流好細（微安級），所以幾乎總係需要一個跨阻放大器 (TIA) 將電流轉換成可用嘅電壓信號。
- 噪聲：對於敏感應用，要考慮暗電流同佢嘅溫度依賴性。需要屏蔽同小心嘅PCB佈局，以盡量減少電氣噪聲嘅拾取。
- 光學濾波：黑色環氧樹脂提供咗一定嘅濾波效果，但對於特定波長選擇，可能需要額外嘅帶通光學濾光片。
9. 技術比較與差異
同普通光敏二極管相比，PD333-3B/L1 喺常見嘅5mm封裝中提供咗速度 (10ns)、靈敏度（指定條件下最小15µA）同穩健嘅32V反向電壓額定值之間嘅平衡組合。佢嘅矽結構同PIN結構為近紅外應用提供咗成本、速度同靈敏度之間良好嘅權衡。替代品可能包括用於空間受限設計嘅更細封裝光敏二極管、具有唔同光譜響應（例如可見光）嘅光敏二極管，或者用於需要內部增益應用嘅雪崩光敏二極管 (APD)，不過APD更複雜同昂貴。
10. 常見問題 (FAQ)
問：光伏模式同光導模式有咩分別？
答：喺光伏模式（零偏壓）下，光敏二極管自己產生電壓/電流，提供非常低嘅暗電流同噪聲。喺光導模式（反向偏壓）下，施加外部電壓，咁樣會降低接面電容（提高速度）並改善線性度，代價係暗電流稍高。
問：我點樣揀啱嘅級別？
答：根據你應用所需嘅最小信號電流來選擇級別。使用較高級別可以確保更強嘅信號，但可能涉及成本考慮。為咗生產一致性，請指定單一級別。
問：呢隻光敏二極管可以用於可見光檢測嗎？
答：雖然佢喺可見紅光譜中有一定響應，但佢嘅峰值喺940nm（紅外線），而且黑色環氧樹脂會衰減可見光。對於主要嘅可見光檢測，使用具有透明或特定顏色透鏡、峰值波長喺可見光範圍內嘅光敏二極管會更合適。
問：我應該用幾大數值嘅負載電阻 (RL)？
答：呢個取決於所需嘅速度同信號水平。較細嘅 RL（例如 50Ω）會提供更快嘅響應，但電壓輸出較細 (Vout = Iph* RL)。較大嘅 RL會提供較大嘅電壓，但由於同二極管電容形成嘅RC時間常數，響應會較慢。請參考響應時間 vs. 負載電阻曲線。
11. 實用設計案例
案例：簡單物體檢測感應器
一個常見用途係遮斷光束感應器。一個發射940nm紅外線嘅LED放喺PD333-3B/L1光敏二極管對面。光敏二極管以光導模式運作，通過一個負載電阻（例如10kΩ）施加5V反向偏壓。正常情況下，紅外線照射到二極管，產生光電流並喺電阻上產生電壓降。當有物體遮斷光束時，光電流會顯著下降，導致電阻上嘅電壓發生大變化。呢個電壓信號可以輸入到比較器，為微控制器產生數字中斷信號。10ns嘅響應時間遠快過呢個應用所需，但高靈敏度確保咗即使使用較弱紅外線源或喺較長距離下都能可靠運作。
12. 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) 區域。當能量大過半導體帶隙嘅光子撞擊器件時，佢哋會喺本徵區域產生電子-空穴對。喺內部內建電勢（光伏模式）或施加嘅反向偏壓（光導模式）嘅影響下，呢啲電荷載流子被分開，產生一個與入射光強度成正比嘅可測量光電流。同標準PN光敏二極管相比，PIN結構中嘅寬本徵區域降低咗接面電容，從而實現更高速度嘅運作。
13. 行業趨勢
光敏二極管嘅需求喺消費電子（智能手機感應器、可穿戴設備）、汽車（LiDAR、駕駛員監控）、工業自動化同通訊（數據中心）等領域持續增長。趨勢包括進一步小型化至晶片級封裝、與片上放大同信號處理電路集成、開發用於新波長範圍（例如短波紅外線）嘅光敏二極管，以及提升低噪聲同高速等性能參數，以滿足新興技術嘅要求。
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。 |