photodiodes au silicium. Donnée de référence

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Les photodiodes au silicium sont destinées à être utilisées comme récepteurs de rayonnement infrarouge dans le cadre de capteurs optiques. Ils sont utilisés dans les systèmes d'automatisation photoélectrique, dans les appareils de mesure de température sans contact, les équipements informatiques et de mesure, les équipements contrôlés par programme fonctionnant à une longueur d'onde de rayonnement comprise entre 0,5 et 1,12 microns. En fait, le récepteur de la photodiode est sa jonction pn. Sous l'action du rayonnement, le CVC de la transition change de manière significative.

Les photodiodes peuvent contenir un élément photosensible, deux (FD-20-Z0K), quatre (FD-19KK) et plus. Le champ photosensible de la photodiode FD-246 est divisé en 12 (ou 64) éléments. Cela permet au signal de sortie d'être capturé dans un code Gray à six bits. La forme géométrique et les dimensions des éléments peuvent également être différentes.

Un cône d'immersion a été utilisé comme fenêtre d'entrée pour la photodiode FD-K-227, et un guide de lumière a été utilisé pour les FD-252 et FD-252-1. La fenêtre d'entrée de l'appareil FD-20 Z0K n'a pas de "verre" transparent de protection.

Les photodiodes sont produites dans un boîtier scellé verre-métal de différentes conceptions. La borne positive de l'appareil est marquée soit par un point de couleur contrastante sur le corps, soit par un morceau de tube PVC coloré sur la borne du fil. En l'absence d'étiquettes, une sortie plus longue est positive.

Les appareils fonctionnent selon deux modes électriques - avec polarisation externe et sans polarisation. Dans le premier d'entre eux, la photodiode fournit une sensibilité monochromatique à courant élevé, dans le second - une détectivité élevée.

Les principales dimensions, brochage et caractéristiques spectrales de la sensibilité des photodiodes au silicium sont illustrées à la fig. 1-23.

Photodiodes au silicium

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Les principales caractéristiques techniques des appareils sont résumées dans le tableau. 1. Les tirets dans le tableau signifient que les paramètres barrés de l'appareil correspondant ne sont pas normalisés selon les spécifications.

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Paramètres de base, leurs dimensions et définitions (selon GOST 21934-83)

Région de sensibilité spectrale, µm - intervalle de longueur d'onde de la caractéristique spectrale, dans lequel la sensibilité du récepteur de rayonnement dépasse 10% de la valeur maximale.

La longueur d'onde de la sensibilité spectrale maximale, µm est la longueur d'onde correspondant à la caractéristique de sensibilité spectrale maximale.

Tension de travail. V est une tension constante appliquée au récepteur, à laquelle les valeurs nominales des paramètres sont fournies pour un fonctionnement à long terme.

Courant de température, A - courant traversant le récepteur de rayonnement à une tension donnée en l'absence de flux de rayonnement.

Photocourant (courant de photosignal), A - courant traversant le récepteur à la tension spécifiée sur celui-ci, en raison de l'influence du flux de rayonnement.

Sensibilité intégrale au courant, A/lm - le rapport du photocourant à la puissance du flux de rayonnement (d'une composition spectrale donnée) qui a provoqué l'apparition du photocourant.

Seuil de sensibilité, W - Valeur efficace de la première harmonique du flux de mesure modulé agissant sur le récepteur avec une distribution spectrale donnée, à laquelle la valeur efficace de la première harmonique de la tension (courant) du photosignal est égale à la racine- valeur quadratique moyenne du bruit de tension (courant) dans une bande donnée à la fréquence de modulation du rayonnement du flux.

Seuil de sensibilité dans une seule bande de fréquence, VgPts (ou lmlGHz) - le seuil de sensibilité du récepteur de rayonnement, réduit à une seule bande de fréquence de l'amplificateur.

Coefficient de couplage photoélectrique, % (ou unités rel.) - le rapport de la valeur de tension (courant) du signal photo d'un élément photosensible non éclairé (non irradié) situé à côté de l'illuminé (irradié) à la valeur de la tension ( courant) du photosignal illuminé (pour les détecteurs de rayonnement multiéléments).

Puissance de détection, W~' - l'inverse du seuil de sensibilité.

Angle de vue plat (2c), deg. est l'angle dans le plan normal à l'élément photosensible entre les directions d'incidence du faisceau de rayonnement parallèle, auquel la tension (courant) du photosignal du récepteur de rayonnement diminue jusqu'à un niveau prédéterminé.

En tableau. 1, entre autres, il existe un paramètre "constante de temps du récepteur de rayonnement, s", qui est absent dans GOST21934-83. Dans la normale départementale, ce paramètre est défini comme le temps depuis le début de l'impact sur le photodétecteur d'une impulsion rectangulaire de rayonnement optique jusqu'au moment où la tension du photosignal atteint une valeur égale à 1 - 1/e du maximum valeur (voir le livre Aksenenko M. D., Baranochnikova M. Ya, Smolina O. V. Photodétecteurs microélectroniques. - M.: Energoatomizdat, 1984, p. 137).

La constante de temps t détermine la valeur de la fréquence limite supérieure de la reproduction du signal impulsionnel qui module le flux de rayonnement : Fv.rp ° 1/2πt (si t est en secondes, alors la fréquence Fv.rp est en hertz).

La photodiode FD-9K (Fig. 7, a) est produite en deux modifications - avec des dimensions d'élément photosensible de 4,4x4,4 mm ou 5,6x5,6 mm. Le champ de travail du dispositif FD-20-ZZK (Fig. 15a) est composé de deux paires d'éléments photosensibles de 0,3x1,4 mm et 0,4x1,4 mm.

Les appareils FD-246 sont conçus dans un boîtier métallique unifié (Fig. 20) avec le nombre de fils correspondant au nombre d'éléments photosensibles. Les conclusions des photodiodes FD-7K, FD-9K, FD-17K, FD-18K, FD-24K sont réalisées sous la forme de pétales plats avec un trou pour souder les conducteurs. Pour photodiodes FD-6K, FD-8K, FD-10K, FD-21-KP, FD-23K, FD-25K, FD-26K, FD-27K, FD-28KP, FD-K-155, FD-K- 227, FD-256 cordons flexibles multifilaires.

Les photodiodes FD-11 (Fig. 8) sont produites avec des fils flexibles multifilaires et monofilaires. Les photodiodes FDK-1 et FDK-1 dans (Fig. 1) ont une borne positive de suites de deux fils. Les appareils de certains types (par exemple, FD-28KP. Fig. 17, a) ont une sortie supplémentaire du boîtier de l'écran.

La zone d'étalement technologique est grisée sur les graphiques de caractéristiques spectrales.

Les photodiodes au silicium sont capables de fonctionner dans une très large gamme de paramètres de fonctionnement. Les valeurs de ces paramètres sont présentées dans le tableau. 2.

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En conclusion, nous notons que dans le processus de production en série d'appareils, de nombreuses modifications et clarifications sont apportées à la documentation technique concernant les caractéristiques électriques et les modes de fonctionnement. Par conséquent, les informations ci-dessus doivent être utilisées pour présélectionner un appareil d'un type ou d'un autre, après quoi il est nécessaire de se référer aux spécifications de celui-ci.

littérature

Aksenenko M. D., Baranochnikov M. L. Récepteurs de rayonnement optique. Annuaire. - M. : Radio et communication, 1987.
Aksenenko M, D., Baranochnikov M. L., Smolin O. V. Photodétecteurs microélectroniques - M. : Energoatomizdat. 1984.
GOST 17772-79. Récepteurs de rayonnement et dispositifs photoélectriques à semi-conducteurs récepteurs

Auteur : L. Lomakin, Moscou

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