Chọn Mảng Photodiode Hồng Ngoại cho Hệ Thống Quang học Tiếp theo của Bạn

Khi hầu hết mọi người nghĩ về các bộ phát hiện cho hệ thống quang học, họ có thể nghĩ ngay đến các mảng CCD hoặc cảm biến CMOS. Điều này dễ hiểu; những thành phần này có một lịch sử dài, thành công và là một bộ phận máy ảnh quen thuộc. Tuy nhiên, khi nói đến việc thu thập các phép đo nhạy cảm ngoài phổ nhìn thấy được, một cảm biến CCD hoặc CMOS không phải là lựa chọn tốt nhất. Thay vào đó, bạn nên sử dụng một photodiode hoặc mảng photodiode để thu thập những phép đo nhạy cảm này. Dưới đây là những điều bạn cần biết về mảng photodiode và cách chọn thành phần tốt nhất cho hệ thống quang học tiếp theo của bạn.

Đo lường so với Hình ảnh

Xét trên bề mặt, CCD, cảm biến CMOS và mảng photodiode có vẻ như là những sự thay thế hoàn hảo cho nhau trong các ứng dụng khác nhau, nhưng thực tế không phải vậy. Mỗi thành phần này có vị trí của mình trong các ứng dụng khác nhau, và không phải là ý tưởng tốt nhất khi trộn lẫn các thành phần và ứng dụng.

Cảm biến CMOS và CCD là các cảm biến mảng pixel chủ yếu được sử dụng cho hình ảnh. Ánh sáng tiếp xúc trong mỗi pixel được sử dụng để xây dựng bản đồ cường độ cho ánh sáng từ môi trường xung quanh. Khi bạn thêm bộ lọc màu vào các pixel khác nhau, bạn có thể sau đó tạo ra hình ảnh màu. Điều này trái ngược với một mảng photodiode; một mảng photodiode được tạo thành từ một số lượng các phần tử (thường ít hơn 1024) với một cathode chung. Mỗi phần tử giống như một pixel và hoạt động như một photodiode p-n của riêng nó. Trong một số ứng dụng, như quân sự và hàng không vũ trụ, một mảng photodiode có thể được lắp ráp từ nhiều bộ phát hiện mảng photodiode cá nhân.

Một mảng photodiode thường được tối ưu hóa để cung cấp phản ứng nhạy cảm cao trong một dải bước sóng hẹp, trong khi cảm biến CMOS và CCD thường được xây dựng để hoạt động trong phạm vi nhìn thấy được. Vì số lượng các phần tử rất nhỏ, và phản ứng mong muốn được giới hạn trong một phạm vi bước sóng nhỏ hơn, một mảng photodiode thường được sử dụng cho các ứng dụng hình ảnh rất chuyên biệt hoặc để thu thập các phép đo nhạy cảm tại các bước sóng cụ thể. Nếu bạn cần thu thập các phép đo cực kỳ nhạy cảm khác ngoài những gì có thể thu được với một mảng photodiode, một photomultiplier nên được sử dụng thay thế.

(Alt text: Mảng photodiode nhỏ) https://www.shutterstock.com/image-photo/digital-electronic-colour-sensor-chip-solder-1077154646

Tiêu chí Lựa chọn Mảng Photodiode Hồng ngoại

Các điểm sau đây nên được xem xét khi lựa chọn một photodiode để sử dụng trong bất kỳ hệ thống hình ảnh hồng ngoại nào:

• Phổ độ nhạy: Bảng dữ liệu thường trích dẫn độ nhạy tại một bước sóng duy nhất (thường là bước sóng có độ nhạy cao nhất). Tuy nhiên, giống như hầu hết các linh kiện, độ nhạy phụ thuộc vào tần số. Độ nhạy thường được trích dẫn bằng đơn vị A/W hoặc là một phần trăm của độ nhạy tối đa.
• Phạm vi bước sóng: Mảng photodiode được thiết kế để hoạt động trong các phạm vi bước sóng khác nhau. Các mảng photodiode có thể bao gồm một phần của phổ ánh sáng nhìn thấy được, tia cực tím và hồng ngoại đều có sẵn từ các nhà sản xuất khác nhau.
• Dòng điện tối đa: Đây là dòng điện tối đa mà một phần tử trong mảng photodiode có thể sản xuất ra.
• Điện áp đánh thủng: Khi hoạt động ở chế độ dẫn điện quang, linh kiện được điều khiển ở chế độ phân cực ngược. Đây là điện áp phân cực ngược tối đa có thể gây ra đánh thủng. Lưu ý rằng một mảng photodiode có thể được vận hành ở chế độ quang điện (tức là, không phân cực).

Optek OPR2100T

Mảng photodiode OPR2100T là một gói SMD 6 phần tử, 12 chân, lý tưởng cho các ứng dụng mã hóa động cơ công nghiệp. Mảng photodiode này có một gói không trong suốt chặn ánh sáng lạ từ môi trường xung quanh. Gói này khá cứng cáp và có diện tích hoạt động 3.45 mm vuông. Độ nhạy tối đa được thấy ở 850 nm.

Ảnh của mảng photodiode OPR2100T và độ nhạy của nó. Từ bảng dữ liệu OPR2100T.

Advanced Photonix PDB-C216

PDB-C216 là một mảng photodiode tuyến tính với phản ứng tối đa ở 950 nm. Phổ độ nhạy mở rộng vào phạm vi ánh sáng nhìn thấy được, mặc dù điều này có thể được loại bỏ với bộ lọc phù hợp nếu muốn phát hiện ở bước sóng hồng ngoại. Mảng photodiode này tìm thấy ứng dụng của nó trong máy quét hành lý và các ứng dụng khác yêu cầu đo quét dòng.

Mảng photodiode tuyến tính PDB-C216 và độ nhạy của nó. Từ bảng dữ liệu PDB-C216.

Broadcom SPD2025-12X

Trong lĩnh vực viễn thông, mảng photodiode tuyến tính SPD2025-12X từ Broadcom lý tưởng cho các thiết kế máy thu quang hiệu suất cao. Mảng photodiode 12 phần tử này cung cấp độ nhạy cao, dòng tối thấp và dung lượng thấp cho các sản phẩm băng thông cao. Một số ứng dụng viễn thông bao gồm sử dụng trong các máy thu sử dụng tín hiệu NRZ hoặc PAM-4 12×25-Gb/s và 12×28-Gb/s đa chế độ.

Bố cục của mảng photodiode tuyến tính SPD2025-12X. Từ tài liệu giới thiệu sản phẩm SPD2025-12X. (Alt text: Bố cục hiển thị mảng photodiode tuyến tính SPD2025-12X) https://drive.google.com/open?id=14d5QeekNnjB2DXV8t2mBGLZl3as3_AKc

Với những ứng dụng mới trong thị giác máy tính, việc sử dụng nhiều hơn các hệ thống quang học, và yêu cầu về độ nhạy trong các ứng dụng như lidar, bạn sẽ cần chọn mảng photodiode phù hợp cho hệ thống tiếp theo của mình. Octopart^® cung cấp cho bạn quyền truy cập vào một loạt các mảng photodiode và các bộ phát hiện khác cho hệ thống hình ảnh hoặc đo lường tiếp theo của bạn. Hãy thử sử dụng Hướng dẫn Chọn Phần của chúng tôi để xác định lựa chọn tốt nhất cho sản phẩm tiếp theo của bạn.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.