Photoconvertisseur FTS202. Donnée de référence

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Le photoconvertisseur FTS202 est un microcircuit à base de silicium contenant une photodiode d'une surface de 2x2 mm2 et une unité d'éléments à couplage de charge en série avec lui sur une puce. Le microcircuit est conçu pour convertir (intégrer) le courant de la photodiode en un niveau de tension équivalent. Une caractéristique du convertisseur, qui le distingue des dispositifs similaires, est des caractéristiques de photoconversion plus élevées.

Structurellement, le photoconvertisseur est réalisé dans un boîtier rond verre-métal 301.8-1 avec huit fils conducteurs rigides (Fig. 1). Dans le couvercle du boîtier du côté opposé aux bornes, un trou rond est prévu pour l'accès à la lumière.

Le photoconvertisseur FTS202 peut être utilisé à la fois dans les systèmes optiques électroniques de précision et dans les équipements ménagers.

Brochage du convertisseur : broche. 1 - substrat, sortie positive de la tension d'alimentation; broche. 2 - entrée de tension de polarisation de la photodiode ; broche. 3 - entrée de l'impulsion de la fin du cycle d'accumulation de charge et du début de la lecture ; broche. 4 - entrée de l'impulsion de fin de cycle de lecture ; broche. 5 - entrée de la tension de drain initiale ; broche. 6 - sortie; broche. 7 - sortie négative de la tension d'alimentation; broche. 8 - gratuit.

Principales caractéristiques techniques

• Plage spectrale de travail, nm......200...1100
• Coefficient de conversion, V/W, pas moins, à une longueur d'onde de rayonnement de 900 nm......2x1011
• Plage dynamique, pas moins......107
• Seuil de sensibilité dans une seule bande de fréquence, W·Hz-1/2, pas pire......10-14
• Linéarité de conversion, %, pas pire......0,1
• Instabilité thermique de la sensibilité, %, pas plus, à une longueur d'onde de rayonnement de 300 nm......0,1
• Intervalle de temps d'intégration du photocourant, ms ...... 1 ... 200
• Tension d'alimentation, V ...... 12
• Les limites de la tension de sortie changent lorsque l'éclairage du photoconvertisseur passe du minimum au maximum, V, pas moins de ...... 6
• Niveau de tension sombre, V ...... 3,5 ... 6
• Consommation d'énergie, mW, pas plus de ..... 10

La sensibilité spectrale absolue du photoconvertisseur FTS202 dans la plage de longueurs d'onde de fonctionnement est illustrée à la Fig. 2.

Pour assurer le fonctionnement du photoconvertisseur FTs202, il est nécessaire de lui fournir, en plus de la tension d'alimentation, deux impulsions courtes de bas niveau, l'une sur l'entrée F, et l'autre sur RG. Ces impulsions doivent avoir, d'une part, la même période, puisque sa valeur détermine le temps nécessaire du cycle d'intégration du photocourant, et, d'autre part, un décalage (déphasage) dans le temps. Le décalage d'impulsion, plus précisément, le temps entre le front d'impulsion positif F et le front d'impulsion négatif RG, fixe l'intervalle pendant lequel une tension équivalente à l'intégrale du photocourant sera présente à la sortie du dispositif. Le reste du temps, la sortie sera à un niveau proche de la tension d'obscurité.

Des impulsions avec les paramètres requis peuvent être générées à l'aide de puces CMOS. Sur la fig. 3 montre l'une des nombreuses options possibles pour le circuit de mise en forme d'impulsions et sa connexion au convertisseur FTS202.

Sur la fig. 4 montre des diagrammes de signaux à des points caractéristiques de l'appareil.

L'oscillateur maître des onduleurs CMOS DD1.1, DD1.2 génère une séquence continue d'impulsions d'une fréquence d'environ 50 Hz, dont la forme est proche du "méandre". Deux séquences paraphases sont retirées du générateur. L'un de la sortie de l'inverseur DD1.2 passe par le circuit de différenciation R2C2 à l'entrée de l'inverseur DD1.3, le second - de la sortie de l'inverseur DD1.1 à travers un circuit de différenciation similaire R3C3 - à l'entrée du onduleur DD1.4. Dans ce cas, les circuits de différenciation le long du front des impulsions d'entrée forment de courtes impulsions positives avec une oscillation allant jusqu'à environ 7 V. Des impulsions négatives d'une durée d'environ 1.3 μs sont formées à la sortie des inverseurs DD1.4, DD15 .XNUMX.

Ils arrivent aux entrées F et RG du photoconvertisseur et contrôlent son fonctionnement. Leur période définit le cycle d'intégration du photocourant tc.i - environ 20 ms, et le décalage temporel - la durée du signal de sortie (temps d'exposition) te - environ 10 ms. Dans le cas général, l'intervalle de décalage temporel des impulsions d'horloge aux entrées F et RG peut être fixé arbitrairement, mais dans certaines limites, selon lesquelles le circuit de mise en forme d'impulsions est construit.

Cela permet de définir arbitrairement le type (forme) du signal de sortie - des impulsions courtes à un niveau presque constant. Dans le cas où il est nécessaire d'obtenir la sensibilité de seuil maximale possible, le temps d'intégration du photocourant (cycle) doit également être maximal, c'est-à-dire que la période d'impulsion aux entrées F et RG doit atteindre 200 ms.

La tension d'alimentation peut également être modifiée dans la plage de 5 à 15 V, mais dans ce cas, le niveau de tension d'obscurité et les limites du changement de tension du signal de sortie changeront en conséquence - d'environ 2 à 7 V. Si nécessaire, l'obscurité le niveau de tension peut être facilement déplacé au niveau zéro en connectant le circuit VD1R5 à la sortie du photoconvertisseur. Le type de diode Zener dépend de la valeur de polarisation ; par exemple, avec une tension d'alimentation de 12 V, une diode Zener KS168A convient.

Auteur : O. Cherevan, Saint-Pétersbourg

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