Seleccionando un arreglo de fotodiodos infrarrojos para tu próximo sistema óptico

Cuando la mayoría de las personas piensan en detectores para sistemas ópticos, probablemente se inclinan por los arreglos CCD o los sensores CMOS. Esto es comprensible; estos componentes tienen una larga y exitosa historia y son un componente familiar de las cámaras. Sin embargo, cuando se trata de recopilar mediciones sensibles fuera del espectro visible, un sensor CCD o CMOS no es la mejor opción. En su lugar, deberías usar un fotodiodo o un arreglo de fotodiodos para recoger estas mediciones sensibles. Aquí está lo que necesitas saber sobre los arreglos de fotodiodos y cómo seleccionar el mejor componente para tu próximo sistema óptico.

Medición vs. Imagen

A primera vista, los CCDs, los sensores CMOS y los arreglos de fotodiodos podrían parecer los reemplazos perfectos entre sí en diferentes aplicaciones, pero este no es el caso. Cada uno de estos componentes tiene su lugar en diferentes aplicaciones, y no es la mejor idea mezclar componentes y aplicaciones.

Los sensores CMOS y los CCDs son sensores de arreglo de píxeles que se utilizan principalmente para la imagen. La exposición a la luz en cada píxel se utiliza para construir un mapa de intensidad para la luz del entorno circundante. Cuando agregas filtración de color a diferentes píxeles, entonces puedes construir imágenes a color. Contrasta esto con un arreglo de fotodiodos; un arreglo de fotodiodos se forma a partir de una serie de elementos (generalmente menos de 1024) con un cátodo común. Cada elemento se asemeja a un píxel y actúa como su propio fotodiodo p-n. En algunas aplicaciones, como en el militar y aeroespacial, un arreglo de fotodiodos podría ensamblarse a partir de varios detectores de arreglo de fotodiodos individuales.

Un arreglo de fotodiodos está típicamente optimizado para proporcionar una respuesta de alta sensibilidad dentro de una banda estrecha de longitudes de onda, mientras que los sensores CMOS y los CCDs están típicamente construidos para operar a lo largo del rango visible. Debido a que el número de elementos es tan pequeño, y la respuesta deseada está confinada a un rango más pequeño de longitudes de onda, un arreglo de fotodiodos se utiliza típicamente para aplicaciones de imagen muy específicas o para recopilar mediciones sensibles en longitudes de onda específicas. Si necesitas recopilar mediciones extremadamente sensibles distintas de las que se pueden recoger con un arreglo de fotodiodos, en su lugar se debería usar un fotomultiplicador.

(Texto alternativo: Pequeño arreglo de fotodiodos) https://www.shutterstock.com/image-photo/digital-electronic-colour-sensor-chip-solder-1077154646

Criterios de Selección de Arreglo de Fotodiodos Infrarrojos

Los siguientes puntos deben considerarse al seleccionar un fotodiodo para su uso en cualquier sistema de imagen infrarroja:

• Espectro de sensibilidad: Las hojas de datos normalmente indican la sensibilidad a una única longitud de onda (normalmente la longitud de onda con máxima sensibilidad). Sin embargo, como la mayoría de los componentes, la sensibilidad depende de la frecuencia. La sensibilidad normalmente se indica en unidades de A/W o como un porcentaje de la sensibilidad máxima.
• Rango de longitud de onda: Los arreglos de fotodiodos están diseñados para operar en diferentes rangos de longitud de onda. Hay arreglos de fotodiodos que abarcan partes de los espectros visible, ultravioleta e infrarrojo disponibles de diferentes fabricantes.
• Corriente máxima de salida: Esta es la corriente máxima que un elemento en un arreglo de fotodiodos puede producir.
• Voltaje de ruptura: Cuando se opera en modo fotoconductivo, el componente se polariza en inversa. Este es el voltaje máximo de polarización inversa que causará una ruptura. Note que un arreglo de fotodiodos puede operarse en modo fotovoltaico (es decir, sin polarización).

Optek OPR2100T

El arreglo de fotodiodos OPR2100T es un paquete SMD de 6 elementos y 12 pines que es ideal para aplicaciones de codificadores de motores industriales. Este arreglo de fotodiodos tiene un paquete opaco que bloquea la luz ambiental. El paquete es bastante robusto y tiene un área activa de 3.45 mm cuadrados. La máxima responsividad se observa a 850 nm.

Fotografía del arreglo de fotodiodos OPR2100T y su responsividad. Del datasheet de OPR2100T.

Advanced Photonix PDB-C216

El PDB-C216 es un arreglo de fotodiodos lineal con respuesta máxima a 950 nm. El espectro de sensibilidad se extiende al rango visible, aunque esto puede eliminarse con el filtro adecuado si se desea detección en longitudes de onda infrarrojas. Este arreglo de fotodiodos se utiliza en escáneres de equipaje y otras aplicaciones que requieren mediciones de escaneo lineal.

El arreglo de fotodiodos lineal PDB-C216 y su responsividad. Del datasheet de PDB-C216.

Broadcom SPD2025-12X

En el ámbito de las telecomunicaciones, el arreglo de fotodiodos lineal SPD2025-12X de Broadcom es ideal para diseños de receptores ópticos de alto rendimiento. Este arreglo de fotodiodos de 12 elementos proporciona alta responsividad, baja corriente oscura y baja capacitancia para productos de alta banda ancha. Algunas aplicaciones de telecomunicaciones incluyen su uso en receptores que utilizan señalización multimodo 12×25-Gb/s y 12×28-Gb/s NRZ o PAM-4.

Diseño del arreglo lineal de fotodiodos SPD2025-12X. Del resumen del producto SPD2025-12X. https://drive.google.com/open?id=14d5QeekNnjB2DXV8t2mBGLZl3as3_AKc

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