Selecionando um Arranjo de Fotodiodos Infravermelhos para o Seu Próximo Sistema Óptico

Quando a maioria das pessoas pensa em detectores para sistemas ópticos, provavelmente pensam em arrays CCD ou sensores CMOS. Isso é compreensível; esses componentes têm um longo e bem-sucedido histórico e são um componente familiar de câmeras. No entanto, quando se trata de coletar medições sensíveis fora do espectro visível, um sensor CCD ou CMOS não é a melhor escolha. Em vez disso, você deve usar um fotodiodo ou array de fotodiodos para coletar essas medições sensíveis. Aqui está o que você precisa saber sobre arrays de fotodiodos e como selecionar o melhor componente para o seu próximo sistema óptico.

Medição vs. Imagem

Na superfície, CCDs, sensores CMOS e arrays de fotodiodos podem parecer substitutos perfeitos um pelo outro em diferentes aplicações, mas não é o caso. Cada um desses componentes tem seu lugar em diferentes aplicações, e não é a melhor ideia misturar componentes e aplicações.

Sensores CMOS e CCDs são sensores de array de pixels que são usados principalmente para imagem. A exposição à luz em cada pixel é usada para construir um mapa de intensidade para a luz do ambiente ao redor. Quando você adiciona filtração de cor a diferentes pixels, você pode então construir imagens coloridas. Contrastando com um array de fotodiodos; um array de fotodiodos é formado por um número de elementos (geralmente menos de 1024) com um cátodo comum. Cada elemento se assemelha a um pixel e atua como seu próprio fotodiodo p-n. Em algumas aplicações, como militar e aeroespacial, um array de fotodiodos pode ser montado a partir de vários detectores de array de fotodiodos individuais.

Um array de fotodiodos é tipicamente otimizado para fornecer uma resposta de alta sensibilidade dentro de uma faixa estreita de comprimentos de onda, enquanto sensores CMOS e CCDs são tipicamente construídos para operar em todo o intervalo visível. Como o número de elementos é tão pequeno, e a resposta desejada está confinada a uma faixa menor de comprimentos de onda, um array de fotodiodos é tipicamente usado para aplicações de imagem muito específicas ou para coletar medições sensíveis em comprimentos de onda específicos. Se você precisa coletar medições extremamente sensíveis além do que pode ser coletado com um array de fotodiodos, um fotomultiplicador deve ser usado em vez disso.

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

Critérios de Seleção de Array de Fotodiodo Infravermelho

Os seguintes pontos devem ser considerados ao selecionar um fotodiodo para uso em qualquer sistema de imagem infravermelho:

• Espectro de sensibilidade: As fichas técnicas normalmente indicam a sensibilidade em um único comprimento de onda (normalmente o comprimento de onda com máxima sensibilidade). No entanto, como a maioria dos componentes, a sensibilidade depende da frequência. A sensibilidade é normalmente indicada em unidades de A/W ou como uma porcentagem da sensibilidade máxima.
• Faixa de comprimento de onda: Os arranjos de fotodiodos são projetados para operar em diferentes faixas de comprimento de onda. Arranjos de fotodiodos que abrangem partes dos espectros visível, ultravioleta e infravermelho estão disponíveis de diferentes fabricantes.
• Corrente máxima de saída: Esta é a corrente máxima que um elemento em um arranjo de fotodiodos pode produzir.
• Tensão de ruptura: Quando operado no modo fotocondutivo, o componente é polarizado inversamente. Esta é a máxima tensão de polarização inversa que causará ruptura. Note que um arranjo de fotodiodos pode ser operado no modo fotovoltaico (ou seja, sem polarização).

Optek OPR2100T

O arranjo de fotodiodos OPR2100T é um pacote SMD de 6 elementos e 12 pinos que é ideal para aplicações de codificadores de motores industriais. Este arranjo de fotodiodos possui um pacote opaco que bloqueia a luz dispersa do ambiente circundante. O pacote é bastante robusto e tem uma área ativa de 3,45 mm². A máxima responsividade é observada a 850 nm.

Fotografia do arranjo de fotodiodos OPR2100T e sua responsividade. Do datasheet do OPR2100T.

Advanced Photonix PDB-C216

O PDB-C216 é um arranjo linear de fotodiodos com resposta máxima a 950 nm. O espectro de sensibilidade se estende até o alcance visível, embora isso possa ser eliminado com o filtro adequado se a detecção em comprimentos de onda infravermelhos for desejada. Este arranjo de fotodiodos é utilizado em scanners de bagagem e outras aplicações que requerem medições de varredura linear.

O arranjo linear de fotodiodos PDB-C216 e sua responsividade. Do datasheet do PDB-C216.

Broadcom SPD2025-12X

No campo das telecomunicações, o arranjo linear de fotodiodos SPD2025-12X da Broadcom é ideal para designs de receptores ópticos de alto desempenho. Este arranjo de fotodiodos de 12 elementos fornece alta responsividade, baixa corrente escura e baixa capacitância para produtos de alta largura de banda. Algumas aplicações de telecomunicações incluem uso em receptores que utilizam sinalização multimodo 12×25-Gb/s e 12×28-Gb/s NRZ ou PAM-4.

Layout do arranjo linear de fotodiodos SPD2025-12X. Do resumo do produto SPD2025-12X. (Alt text: Layout mostrando o arranjo linear de fotodiodos SPD2025-12X) https://drive.google.com/open?id=14d5QeekNnjB2DXV8t2mBGLZl3as3_AKc

Com novas aplicações em visão computacional, maior uso de sistemas ópticos e requisitos de sensibilidade em aplicações como lidar, você precisará escolher o arranjo de fotodiodos certo para o seu próximo sistema. A Octopart^® oferece acesso a uma gama de arranjos de fotodiodos e outros detectores para o seu próximo sistema de imagem ou medição. Experimente usar nosso guia Seletor de Peças para determinar a melhor opção para o seu próximo produto.

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