Кремниевые фотодиоды. Справочные данные

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Справочные материалы

 Комментарии к статье

Кремниевые фотодиоды предназначены для использования в качестве приемников инфракрасного излучения в составе оптических датчиков. Их применяют в системах фотоэлектрической автоматики, в устройствах бесконтактного измерения температуры, вычислительной и измерительной техники, программно управляемого оборудования, работающих на длине волны излучения в пределах 0,5... 1,12 мкм. Собственно приемником фотодиода служит его p-n переход. Под действием излучения ВАХ перехода существенно изменяется.

Фотодиоды могут содержать один фоточувствительный элемент, два (ФД-20-З0К), четыре (ФД-19КК) и более. Фоточувствительное поле фотодиода ФД-246 разделено на 12 (или 64) элементов. Это позволяет снимать выходной сигнал в шестиразрядном коде Грея. Геометрическая форма и размеры элементов также могут быть различными.

В качестве входного окна у фотодиода ФД-К-227 использован иммерсионный конус, у ФД-252 и ФД-252-1 - световод. Входное окно прибора ФД-20 З0К не имеет защитного прозрачного "стекла".

Фотодиоды выпускают в герметичном металлостеклянном корпусе разной конструкции. Плюсовой вывод прибора маркируют либо точкой контрастного цвета на корпусе, либо отрезком цветной ПВХ трубки на проволочном выводе. При отсутствии меток плюсовым является более длинный вывод.

Приборы работают в двух электрических режимах - с внешним смещением и без смещения. В первом из них фотодиод обеспечивает высокую токовую монохроматическую чувствительность, во втором - высокую обнаружительную способность.

Основные размеры, цоколевка и спектральные характеристики чувствительности кремниевых фотодиодов представлены на рис. 1-23.

(нажмите для увеличения)

(нажмите для увеличения)

Основные технические характеристики приборов сведены в табл. 1. Прочерки в таблице означают, что у соответствующего прибора прочеркнутые параметры по техническим условиям не нормированы.

(нажмите для увеличения)

Основные параметры, их размерность и определения (по ГОСТ 21934-83)

Область спектральной чувствительности, мкм - интервал длины волны спектральной характеристики, в котором чувствительность приемника излучения превышает 10 % максимального значения.

Длина волны максимума спектральной чувствительности, мкм-длина волны, соответствующая максимуму спектральной характеристики чувствительности.

Рабочее напряжение. В - постоянное напряжение, приложенное к приемнику, при котором обеспечены номинальные значения параметров при длительной работе.

Темповой ток, А - ток, протекающий через приемник излучения при заданном напряжении на нем в отсутствие потока излучения.

Фототок (ток фотосигнала), А - ток, протекающий через приемник при указанном напряжении на нем, обусловленный воздействием потока излучения.

Интегральная чувствительность по току, А/лм - отношение фототока к мощности потока излучения (заданного спектрального состава), вызвавшего появление фототока.

Порог чувствительности, Вт - сроднееквадратическое значение первой гармоники действующего на приемник модулированного потока измерения с заданным спектральным распределением, при котором среднее квадратическое значение первой гармоники напряжения (тока) фотосигнала равно среднему квадратиче-скому значению напряжения (тока) шума в заданной полосе на частоте модуляции потока излучения.

Порог чувствительности в единичной частотной полосе, ВгПц (или лмлГГц) -порог чувствительности приемника излучения, приведенный к единичной частотной полосе усилителя.

Коэффициент фотоэлектрической связи, % (или отн. ед.) - отношение значения напряжения (тока) фотосигнала неосвещенного (необлучаемого) фоточувствительного элемента, расположенного рядом с освещенным (облучаемым), к значению напряжения (тока) фотосигнала освещенного (для многоэлементных приемников излучения).

Обнаружительная способность, Вт~' - величина, обратная порогу чувствительности.

Плоский угол зрения (2в), град. - угол в нормальной фоточувствительному элементу плоскости между направлениями падения параллельного пучка излучения, при которых напряжение (ток) фотосигнала приемника излучения уменьшается до заданного уровня.

В табл. 1 среди прочих есть параметр "постоянная времени приемника излучения, с", отсутствующий в ГОСТ21934-83. В ведомственной нормали этот параметр определен как время с начала воздействия на фотоприемник прямоугольного импульса оптического излучения до момента, когда напряжение фотосигнала достигнет значения, равного 1 - 1/е от максимального значения (см. книгу Аксененко М. Д., Бараночникова М. Я, Смолина О. В. Микроэлектронные фотоприемные устройства. - М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 137).

Постоянная времени т определяет значение верхней граничной частоты воспроизведения импульсного сигнала, модулирующего поток излучения: Fв.rp° 1/2πт (если т-в секундах, то частота Fв.rp - в герцах).

Фотодиод ФД-9К (рис. 7,а) выпускают в двух модификациях - с размерами фоточувствительнсто элемента 4,4x4,4 мм или 5,6x5,6 мм. Рабочее поле прибора ФД-20-ЗЗК (рис. 15,а) составлено из двух пар фоточувствительных элементов размерами 0,3x1,4 мм и 0,4x1,4 мм.

Приборы ФД-246 оформлены в унифицированном металлическом корпусе (рис. 20) с числом выводов, соответствующим числу фоточувствительных элементов. Выводы фотодиодов ФД-7К, ФД-9К, ФД-17К, ФД-18К, ФД-24К выполнены в виде плоских лепестков с отверстием для пайки проводников. У фотодиодов ФД-6К, ФД-8К, ФД-10К, ФД-21-КП, ФД-23К, ФД-25К, ФД-26К, ФД-27К, ФД-28КП, ФД-К-155, ФД-К-227, ФД-256 выводы гибкие, многопроволочные.

Фотодиоды ФД-11 (рис. 8) выпускают как с многопроволочными гибкими, так и с однопроволочными выводами. У фотодиодов ФДК-1 и ФДК-1 в (рис. 1) плюсовой вывод свит из двух проволок. Приборы некоторых типов (например, ФД-28КП. рис. 17,а) имеют дополнительный вывод от корпуса-экрана.

На графиках спектральных характеристик заштрихована зона технологического разброса.

Кремниевые фотодиоды способны работать в весьма широких пределах эксплуатационных параметров. Значения этих параметров представлены в табл. 2.

(нажмите для увеличения)

В заключение заметим, что в процессе серийного производства приборов в техническую документацию вносят множество изменений и уточнений, касающихся электрических характеристик и эксплуатационных режимов. Поэтому указанную выше информацию следует использовать для предварительного выбора прибора того или иного типа, после чего необходимо обратиться к техническим условиям на него.

Литература

1. Аксененко М. Д., Бараночников М. Л. Приемники оптического излучения. Справочник. - М.: Радио и связь, 1987.
2. Аксененко М, Д., Бараночников М. Л., Смолин О. В. Микроэлектронные фотоприемные устройства - М.: Энергоатомиздат. 1984.
3. ГОСТ 17772-79. Приемники излучения и устройства приемные полупроводниковые фотоэлектрические

Автор: Л.Ломакин, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Справочные материалы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Горячие напитки высвобождают миллионы частиц пластика 08.09.2026

Бумажные стаканчики давно стали привычной альтернативой пластиковым: их используют в кофейнях, офисах и заведениях быстрого питания для кофе, чая и других напитков. Однако название "бумажный" не означает, что такая посуда полностью состоит из бумаги. Чтобы стаканчик не размокал, его внутреннюю поверхность покрывают тонким слоем полимера. Исследователи из Университета Квинсленда решили выяснить, что происходит с этими покрытиями при контакте с горячей жидкостью, и обнаружили, что вместе с напитком из них могут высвобождаться чрезвычайно мелкие частицы пластика. В ходе лабораторных экспериментов специалисты изучили два типа одноразовых бумажных стаканчиков. В одном случае внутренняя поверхность была защищена традиционным полиэтиленовым покрытием, а в другом использовался полимер на основе полимолочной кислоты (PLA), который часто рассматривается в качестве более экологичной альтернативы обычному пластику. Полимолочная кислота способна биологически разлагаться при определенных условиях ...>>

Графен приближает идею космического лифта 08.09.2026

Вывод грузов за пределы Земли сегодня остается сложным и дорогостоящим процессом: каждый запуск требует огромного количества топлива, а значительная часть конструкции ракеты используется всего один раз. Поэтому идея космического лифта, возникшая еще много десятилетий назад, продолжает привлекать внимание инженеров и исследователей. Вместо множества отдельных ракетных стартов предлагается создать постоянную транспортную систему между Землей и космосом, по которой грузы перемещались бы с помощью электричества. Последние достижения в производстве поликристаллического графена вновь заставили специалистов обсуждать эту концепцию не только как фантастическую идею, но и как потенциальный инженерный проект. Основным элементом будущего сооружения должен стать сверхпрочный трос. Согласно концепции Международного консорциума космического лифта (ISEC), он должен начинаться у экватора и простираться примерно на 100 000 километров в космос, значительно дальше геостационарной орбиты. На внешнем ко ...>>

Робот Bean-Bot без моторов и программирования 07.09.2026

Робототехнику трудно представить без электродвигателей, аккумуляторов, датчиков и управляющего программного обеспечения. Однако исследователи Итальянского технологического института продемонстрировали, что для выполнения довольно сложных движений все эти компоненты иногда вовсе не обязательны. Созданный ими миниатюрный робот Bean-Bot способен самостоятельно прыгать, катиться, скользить, переворачиваться и преодолевать наклонные поверхности, используя энергию нагрева и особенности собственной конструкции. Идея разработки возникла благодаря необычному природному механизму. За основу специалисты взяли мексиканскую фасоль, которая способна неожиданно перемещаться из-за находящейся внутри семени личинки моли. В лаборатории биомиметической мягкой робототехники эту природную особенность переосмыслили с инженерной точки зрения. Получившийся Bean-Bot представляет собой легкую оболочку характерной формы, пружину из материала с памятью формы и несколько магнитов. Основным источником энергии ...>>

Случайная новость из Архива Безрамочный смартфон со встроенной солнечной батареей 12.08.2019 Компания Xiaomi подала во Всемирную организацию интеллектуальной собственности патентную заявку на разработку смартфона с солнечной батареей. На прилагаемых в документе изображениях показано мобильное устройство, переднюю панель которого целиком занимает экран без вырезов и отверстий. Фронтальной камеры не видно, выдвижного модуля тоже нет, но камера может быть спрятана под дисплеем - соответствующая технология сейчас разрабатывается. Самое интересное находится на задней панели, где размещается солнечная батарея. Помимо двойной камеры со вспышкой, дизайн которой идентичен аппаратам Xiaomi Mi 8 и Redmi Note 6 Pro, смартфон оснащен солнечной панелью, которая занимает большую часть корпуса. При этом такая конструкция не делает устройство толще, на изображениях видно, что модуль камеры выступает даже больше, чем эта батарея. Пока не ясно, действительно ли Xiaomi намерена выпустить смартфон с солнечной батареей, но китайская компания может стать первым производителем, кто это сделает. Хотя идея не нова и была уже реализована с помощью отдельных модулей. Так, например, в 2010 году LG выпустила аксессуар-накладку для телефона LG Pop GD510 с солнечной батареей, а в прошлом году бренд Caviar выпустил iPhone X Tesla со встроенной панелью.

Другие интересные новости:

▪ Прогулки как средство от депрессии

▪ Смартфоны разрушают психику

▪ Новому аналогу GPS будут не нужны спутники

▪ Продолжительность сна зависит от генов

▪ Электрический кроссовер DS Aero Sport Lounge

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Разводной ключ. История изобретения и производства

▪ статья Где и когда были одомашнены лисицы? Подробный ответ

▪ статья Перегревание, тепловой и солнечный удар. Медицинская помощь

▪ статья Тринисторный регулятор. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Радиотракт трансивера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026