Что такое кремниевые фотодиоды. Какие бывают виды кремниевых фотодиодов. Каковы основные характеристики кремниевых фотодиодов. Где применяются кремниевые фотодиоды.
Что такое кремниевые фотодиоды и как они работают
Кремниевые фотодиоды — это полупроводниковые устройства, которые преобразуют свет в электрический ток. Их принцип работы основан на внутреннем фотоэффекте:
- Фотоны света попадают на p-n переход фотодиода
- Происходит генерация электронно-дырочных пар
- Под действием электрического поля перехода носители заряда разделяются
- Возникает фототок, пропорциональный интенсивности падающего света
Кремний в качестве материала для фотодиодов имеет ряд преимуществ:
- Широкий спектральный диапазон чувствительности (190-1100 нм)
- Высокая квантовая эффективность
- Малые темновые токи
- Быстродействие
- Низкая стоимость
Основные виды кремниевых фотодиодов
Существует несколько основных типов кремниевых фотодиодов:
1. Фотодиоды общего назначения
Это наиболее распространенный тип, подходящий для широкого круга применений. Характеризуются:
- Средними значениями чувствительности и быстродействия
- Невысокой стоимостью
- Разнообразием корпусов (TO-5, TO-18, пластиковые и др.)
2. Высокоскоростные PIN-фотодиоды
Отличаются улучшенным быстродействием за счет PIN-структуры:
- Время отклика порядка наносекунд
- Широкая полоса пропускания (до сотен МГц)
- Оптимизированы для работы на высоких частотах
3. Фотодиоды с расширенным спектральным диапазоном
Имеют повышенную чувствительность в определенных участках спектра:
- УФ-фотодиоды (190-400 нм)
- «Синие» фотодиоды с усилением в видимой области
- ИК-фотодиоды (до 1100 нм)
4. Лавинные фотодиоды (APD)
Обладают внутренним усилением за счет лавинного умножения носителей:
- Сверхвысокая чувствительность
- Возможность регистрации одиночных фотонов
- Требуют высокого напряжения питания
Ключевые характеристики кремниевых фотодиодов
При выборе кремниевого фотодиода важно учитывать следующие параметры:
Спектральная чувствительность
Характеризует зависимость фототока от длины волны падающего излучения. Для кремниевых фотодиодов типичный диапазон составляет 190-1100 нм с пиком около 800-900 нм.
Квантовая эффективность
Показывает, какая доля падающих фотонов преобразуется в носители заряда. У кремниевых фотодиодов может достигать 80-90% в видимой области спектра.
Темновой ток
Ток, протекающий через фотодиод в отсутствие освещения. Важен для определения порога чувствительности. Типичные значения от единиц пА до единиц нА.
Быстродействие
Характеризуется временем нарастания/спада импульса и граничной частотой. У быстрых PIN-фотодиодов может составлять единицы наносекунд.
Емкость перехода
Влияет на быстродействие и шумовые характеристики. Зависит от площади фоточувствительной области и обратного напряжения.
Применение кремниевых фотодиодов
Благодаря своим характеристикам кремниевые фотодиоды нашли широкое применение в различных областях:
Оптическая связь
Высокоскоростные PIN-фотодиоды используются в качестве приемников в волоконно-оптических линиях связи. Они обеспечивают:
- Высокую скорость передачи данных (до нескольких Гбит/с)
- Низкий уровень шума
- Совместимость с длинами волн 850 нм и 1310 нм
Измерительная техника
Фотодиоды применяются в различных измерительных приборах:
- Спектрофотометрах
- Колориметрах
- Люксметрах
- Лазерных дальномерах
Медицинская диагностика
Кремниевые фотодиоды используются в медицинском оборудовании:
- Анализаторах крови
- Пульсоксиметрах
- Томографах
- Эндоскопах
Системы безопасности
Фотодиоды являются ключевым элементом многих охранных систем:
- Датчиков движения
- Дымовых извещателей
- Систем контроля доступа
Научные исследования
Высокочувствительные кремниевые фотодиоды и APD применяются в научном оборудовании:
- Детекторах частиц
- Астрономических приборах
- Квантовой криптографии
Преимущества и недостатки кремниевых фотодиодов
Кремниевые фотодиоды обладают рядом достоинств и ограничений:
Преимущества:
- Широкий спектральный диапазон чувствительности
- Высокая квантовая эффективность
- Быстродействие
- Линейность характеристик
- Низкая стоимость
- Надежность и долговечность
Недостатки:
- Температурная зависимость параметров
- Ограниченная чувствительность в ближнем ИК-диапазоне (>
- Необходимость охлаждения для снижения шумов в прецизионных применениях
Тенденции развития кремниевых фотодиодов
Основные направления совершенствования кремниевых фотодиодов включают:
- Увеличение квантовой эффективности
- Расширение спектрального диапазона
- Повышение быстродействия
- Снижение шумов и темновых токов
- Создание многоэлементных матриц
- Интеграция с электронными схемами обработки сигнала
Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные кремниевые фотодиоды, расширяя области их применения.
Выбор кремниевого фотодиода для конкретного применения
При выборе кремниевого фотодиода необходимо учитывать следующие факторы:
- Спектральный диапазон регистрируемого излучения
- Требуемую чувствительность
- Быстродействие
- Уровень шумов и темнового тока
- Размер чувствительной области
- Тип корпуса и способ монтажа
- Условия эксплуатации (температура, влажность и т.д.)
- Стоимость
Правильный выбор фотодиода позволяет оптимизировать характеристики оптоэлектронной системы и снизить ее стоимость.
Заключение
Кремниевые фотодиоды являются ключевым элементом современной оптоэлектроники. Их широкий спектральный диапазон, высокая чувствительность, быстродействие и надежность обеспечивают применение в самых разнообразных областях — от бытовой электроники до научного оборудования. Дальнейшее совершенствование технологии производства кремниевых фотодиодов позволит создавать еще более эффективные устройства для регистрации оптического излучения.
Диоды Д132
Срок доставки:
5 — 15 дней
Цена:
По запросу
Диоды Д132 предназначен для работы в цепях статических преобразователей электроэнергии постоянного и переменного токов на частотах до 1,5 кГц.
- Д132-50, Д132-50Х, ДЛ132-50,
- Д132-63, Д132-63х, ДЛ132-63,
- Д132-80, Д132-80Х, ДЛ132-80.
| Обозначение параметра | Наименование, единица измерения | Д132-50, Д132-50Х, ДЛ132-50 | Д132-63, Д132-63Х, ДЛ132-63 | Д132-80, Д132-80Х, ДЛ132-80 | Условия установления норм на параметры |
| Tjm | Максимально допустимая температура перехода, °С | 150 | |||
| T jmin | Минимально допустимая температура перехода, °С | минус 50 минус 60 для УХЛ2. 1 | |||
| Tstgm | Максимально допустимая температура хранения, °С | 50 (60 для Т3 ) | |||
| Tstgmin | Минимально допустимая температура хранения, °С | минус 50 (минус 60 для УХЛ2.1; минус 10 для Т3) | |||
| Rthjc | Тепловое сопротивление переход- корпус, °С/Вт, не более | 0,60 | 0,50 | 0,38 | Постоянный ток |
| Rthch | Тепловое сопротивление корпус-охладитель, °С/Вт, не более | 0,4 | Естественное охлаждение. Охладитель ОP331. Постоянный ток | ||
| Rthja | Тепловое сопротивление переход-среда (с охладителем),°С/Вт, не более | 3,12 | 3,02 | 2,90 | |
| Обозначение параметра | Наименование, единица измерения | Тип диода | Условия установления норм на параметры | |||||||
| Д132-50 Д132-50Х | Д132-63 Д132-63Х | Д132-80 Д132-80Х | ||||||||
| URRM | Повторяющееся импульсное обратное напряжение, В, для класса: | T. = 150 °C , t= 10 мс, f= 50 Гц | ||||||||
| 1 | 100 | |||||||||
| 2 | 200 | |||||||||
| 4 | 400 | |||||||||
| 5 | 500 | |||||||||
| 6 | 600 | |||||||||
| 8 | 800 | |||||||||
| 9 | 900 | |||||||||
| 10 | 1000 | |||||||||
| 11 | 1100 | |||||||||
| 12 | 1200 | |||||||||
| 14 | 1400 | |||||||||
| 16 | 1600 | |||||||||
| 18 | 1800 | |||||||||
| URSM | Неповторяющееся импульсное обратное напряжение, В, для класса: | T. = 150 °C , t= 10 мс, .m ‘ l ‘ импульс одиночный | ||||||||
| 1 | 110 | |||||||||
| 2 | 225 | |||||||||
| 4 | 450 | |||||||||
| 5 | 560 | |||||||||
| 6 | 670 | |||||||||
| 8 | 900 | |||||||||
| 9 | 1000 | |||||||||
| 10 | 1100 | |||||||||
| 11 | 1200 | |||||||||
| 12 | 1300 | |||||||||
| 14 | ||||||||||
| 16 | 1700 | |||||||||
| 18 | 1900 | |||||||||
| UR | Постоянное, В | 0,6URRM | T = 110 °C С | |||||||
| URWM | Рабочее импульсное обратное напряжение, В | 0,8URRM | T. RRM | Повторяющийся импульсный обратный ток, мА | 6,0 | T. = 150 °C,UR= URRM .m 5 R RRM | ||||
| Irrm | Импульсный обратный ток восстановления, А | 42 | T. = 150 °C, IFM= IF(AV), .m 5 FM F(AV) 5 (dlF/dt)f= 5 А/мкс, U = 100 В, t = 50 мке R ‘ l max | |||||||
| Qrr | Заряд обратного восстановления, мкКн | 242 | ||||||||
| trr | Время обратного восстановления, мке | 11 | ||||||||
| Обозначение параметра | Наименование, единица измерения | Тип диода | Условия установления норм на параметры | ||
| Д132-50 Д132-50Х ДЛ132-50 | Д132-63 Д132-63Х ДЛ132-63 | Д132-80 Д132-80Х ДЛ132-80 | |||
| IF(AV) | Максимально допустимый средний прямой ток, А | 50 | 63 | 80 | T = 110 °C, ti= 10 мс, f= 50 Гц |
| IFRMS | Действующий прямой ток, А | 78 | 99 | 127 | Tc = 110 °C |
| IFSM | Ударный прямой ток, кА | 1,20 | 1,40 | 1,50 | Tjm =150 °C, UR=0, ti = 10 мс, импульс одиночный |
| 1,32 | 1,54 | 1,65 | Tj = 25 °C, UR = 0, tj = 10 мс, импульс одиночный | ||
| UFM | Импульсное прямое напряжение, В, не более | 1,35 | T. = 25 °C, IFM= 3,14 IF(AV) | ||
| UTO | Пороговое напряжение , В, не более | 0,85 | 0,80 | Tjm =150 °C | |
| rT | Динамическое сопротивление, Ом | 0,0032 | 0,0025 | 0,0022 | Tjm =150 °C |
| IF(AV) | Средний прямой ток, A (с типовым охладителем) | 30 | 32 | 35 | Ta = 40 °C, естественное охлаждение, охладитель OP331 |
Диоды Д115-10, Д115-16, Д115-20
Срок доставки:
5 — 15 дней
Цена:
По запросу
Диоды Д115-10, Д115-16, Д115-20 предназначены для применения в цепях постоянного и переменного тока различных силовых электротехнических установок частотой до 500 Гц, а также в различных преобразователях электроэнергии.
Диоды Д115 выпускают на токи 10 , 16 и 20 А напряжением от 400 до 1200В в пластмассовом корпусе с беспотенциальным основанием фланцевого исполнения.
Климатическое исполнение и категория размещения У2 для эксплуатации в атмосфере типа I и II по ГОСТ 15150-69.
Диоды предназначены для эксплуатации во взрывобезопасных и химически неактивных средах, в условиях исключающих воздействие различных излучений (нейтронного, электронного, г-излучения).
| Параметр | Значение параметра | ||||||
| Буквенное обозначение | Тип диода | Условия установления | |||||
| единица измерения | Д115-10 | Д115-16 | Д115-20 | норм на параметры | |||
| UFM | импульсное прямое напряжение, В, не более | — | 1,3 | — | T, =» 25°C; «Ifm =» 3T4If(av) | ||
| Uto | пороговое напряжение, В | — | 0,9 | — | Tjm =» 125 °C | ||
| Гт | динамическое сопротивление, Ом | 0,013 | 0,008 | 0,0064 | Tjm =» 125 °C | ||
| Irrm | повторяющийся импульсный обратный ток, мА, не более | — | 1 4 | — | T, =» 25 0C «Tjm =» 125 °C | ||
| Rthjc | тепловое сопротивление переход-корпус, 0С/Вт, не более | 2,5 | 2,0 | 1,6 | постоянный ток | ||
| Параметр | Значение параметра | ||||||
| Буквенное обозначение | Тип диода | Условия установления | |||||
| единица измерения | Д115-10 | Д115-16 | Д115-20 | норм на параметры | |||
| If(av) | максимально допустимый средний прямой ток , А | 3,5 | 4,0 | 4,4 | естественное охлаждение Та =» 40°C ток синусоидальный, частота «50 Гц | ||
| ^:Ь|а | тепловое сопротивление переход-среда, ^/Вт | 20,7 | 20,2 | 19,8 | естественное охлаждение постоянный ток Та =» 40°C | ||
| Rthjh | тепловое сопротивление контакта диод — охладитель, ^/Вт, не более | — | 0,2 | — | естественное охлаждение постоянный ток | ||
Фотодиоды и матрицы | Excelitas
Excelitas использует материалы кремния и InGaAs для наших фотодиодов, чтобы обеспечить обнаружение в диапазоне от 220 нм до 1700 нм.
Эти устройства предлагаются в различных размерах, чтобы удовлетворить требования клиентов к чувствительности и скорости. Доступно множество различных типов фотодиодов для различных уникальных приложений.
Наши матрицы фотодиодов используются для создания рентгеновского изображения путем построчного сканирования объекта. Рентгеновские лучи преобразуются в свет через прикрепленный сцинтилляционный кристалл. Интенсивность света затем измеряется фотодиодами. В платах используется технология «чип на плате» с оптически адаптированными сцинтилляционными кристаллами.
Каталог Excelitas для обнаружения фотонов
Кремниевые фотодиоды с PIN-кодом
Кремниевые фотодиоды с PIN-кодом доступны в различных активных областях для различных приложений. Структура PIN обеспечивает высокую квантовую эффективность и быстрый отклик для обнаружения фотонов в диапазоне от 400 до 1100 нм. Наша серия YAG обеспечивает исключительную мощность 0,4 A/Вт на длине волны 1060 нм за счет использования.
..
Подробнее
Фотодиоды для обнаружения радона
Фотодиоды серии Excelitas VTh31 предлагаются в виде микросхем для оптимального обнаружения альфа-частиц, таких как радон. приложений для обнаружения газа. Обладая прочной конструкцией микросхемы, эти кремниевые фотодиоды с низкой емкостью обеспечивают высокую чувствительность к интересующему излучению. Эти фотодиоды…
Подробнее
Фотодиодные матрицы
Excelitas предлагает широкий выбор стандартных фотодиодных матриц из каталога. Со стандартными значениями шага от 0,8 мм до 2,5 мм вы обязательно найдете детектор, подходящий для ваших нужд в рентгеновской визуализации. В дополнение к широкому ассортименту стандартных изделий из каталога, мы также предлагаем изготовление на заказ в соответствии с уникальными…
Подробнее
Оптоэлектронные компоненты для обнаружения дыма
Электрооптический дымовой извещатель состоит из излучающего диода и фотодиодной сборки, подает сигнал при наличии дыма.
Excelitas предлагает излучающие диоды и фотодиоды, а также индивидуальные сборки для удовлетворения требований электрооптических детекторов дыма.
Подробнее
PIN-фотодиоды InGaAs
PIN-детекторы InGaAs обеспечивают высокую квантовую эффективность в диапазоне длин волн от 800 до 1700 нм. Они отличаются низкой емкостью для расширения полосы пропускания, высоким сопротивлением для высокой чувствительности, высокой линейностью и однородностью в пределах двух процентов по всей активной площади детектора.
Подробнее
Стандартные кремниевые фотодиоды
Наше семейство кремниевых фотодиодов промышленного стандарта состоит из серии VTD планарных кремниевых фотодиодов в литом пластиковом корпусе, пропускающем инфракрасное излучение и блокирующем видимый свет. Эти фотодиоды использовались во многих приложениях в качестве замены конкурирующим устройствам.
Подробнее
Быстродействующие кремниевые фотодиоды
Наши быстродействующие кремниевые фотодиоды имеют емкость с малым переходом для достижения быстрого времени отклика.
Они могут работать при обратном смещении для уменьшения емкости и дальнейшего увеличения скорости отклика или в фотогальваническом режиме в приложениях, где скорость отклика не критична. С…
Подробнее
Кремниевые фотодиоды с синим усилением
Серия кремниевых планарных фотодиодов P на N с синим усилением разработана для оптимального отклика в видимой части спектра. Фотодиоды этой серии в первую очередь предназначены для использования в фотогальваническом режиме, но могут использоваться и с небольшим обратным смещением. Версии с УФ…
Подробнее
Датчики внешней освещенности
Excelitas предлагает датчики внешней освещенности, которые обеспечивают простое решение для приложений, требующих реакции, аналогичной человеческому глазу. В рамках этого семейства продуктов мы предлагаем два типа устройств: кремниевые фотодиоды с ИК-фильтром и кремниевые фототранзисторы с ИК-фильтром.
Подробнее
Si Детекторы и массивы | AMS Technologies
Ассортимент продукции
AMS Technologies предлагает исключительно большой ассортимент кремниевых детекторов и матриц. Доступны фотодиоды общего назначения, а также диоды с особенно высокой скоростью или быстрым откликом, варианты с повышенной чувствительностью к длине волны или лавинные фотодиоды (APD).
Помимо одиночных диодов (в корпусе TO или в чипе или конфигурации SMT), AMS Technologies также поставляет двух- и четырехсторонние детекторы, а также многоэлементные фотодиоды и матрицы. В дополнение к фотодиоду наши детекторы также включают в себя фильтры или несколько диодов в многослойной конструкции.
Кремниевые фотодиоды общего назначения
Серия планарных диффузионных кремниевых фотодиодов в таких корпусах, как TO-5, TO-8, TO-18, низкопрофильный, BNC или пластиковый, подходит для высокоскоростных и высокочувствительных приложений.
Дополнительные серии фотодиодов общего назначения доступны в литом пластике, SMD 1206 и герметичных корпусах TO, предназначенных для приложений, требующих низкого темнового тока, высокой надежности и высокой чувствительности. Кремниевые фотодиоды промышленного стандарта доступны в прозрачных или пропускающих инфракрасное излучение пластиковых корпусах, блокирующих видимый свет.
AMS Technologies также предлагает дополнительные серии кремниевых фотодиодов, формованных из пластмассы, в различных формах и размерах фотодетекторов и корпусов, включая плоские и линзовые боковые линзы, а также версии для поверхностного монтажа, с верхней или задней подсветкой. Для индивидуальных конструкций мы поставляем ряд фотодиодных чипов, в том числе серию паяемых кремниевых фотодиодных чипов, предлагающих недорогой подход к приложениям, требующим фотодетекторов с большой активной площадью.
Быстродействующие/быстродействующие кремниевые фотодиоды
Доступен широкий ассортимент кремниевых PIN-фотодиодов с широким спектром активных площадей для различных применений — структура PIN обеспечивает высокую квантовую эффективность и быстрый отклик для обнаружения фотонов в диапазоне от 400 до 1100 нм.
Серия высокоскоростных кремниевых PIN-фотодиодов включает в себя устройства небольшой площади, оптимизированные для приложений с коротким временем отклика или с высокой пропускной способностью, а серия быстродействующих кремниевых фотодиодов была разработана для низкой емкости перехода.
Семейство высокоскоростных кремниевых PIN-фотодиодов с большой активной площадью отличается большой площадью чувствительности, оптимизированной для приложений оптической передачи данных на короткие расстояния на длине волны 850 нм, высокой чувствительностью, широкой полосой пропускания, низким темновым током, а также низкой емкостью при 3,3 В и предназначен для согласования с наиболее широко используемыми трансимпедансными усилителями.
Полностью разряженные фотодиоды обеспечивают минимально возможную емкость перехода и могут работать при высоком обратном напряжении, вплоть до максимально допустимого значения, для достижения еще более быстрого времени отклика.
Кремниевые фотодиоды с увеличенной длиной волны
Некоторые из наших серий кремниевых фотодиодов улучшены для определенного диапазона длин волн, включая детекторы, оптимизированные для лазеров Nd-YAG с длиной волны 1060 нм, датчики окружающего света с откликом, аналогичным человеческому глазу, с усилением синего цвета кремниевые планарные фотодиоды, разработанные для оптимального отклика в видимой части спектра, серия фотоэлектрических детекторов с усилением синего цвета с высокой чувствительностью в видимой синей области и умеренными скоростями отклика, две серии планарных устройств с диффузным или инверсионным слоем, специально разработанных для малошумящих обнаружение в УФ-области электромагнитного спектра или детекторы мягкого рентгеновского излучения с усилением в дальнем УФ-излучении.
Сегментированные или многоэлементные кремниевые детекторы, матрицы
Ассортимент сегментированных многоэлементных кремниевых детекторов и матриц AMS Technologies включает фотодетекторы с общей подложкой, сегментированные на две или четыре отдельные активные области, многоэлементные кремниевые матричные фотодетекторы, 4 на 4 двумерных кремниевых матричных детектора, многоканальный детектор рентгеновского излучения, а также ряд матричных рентгеновских фотодиодов. Также доступны детекторы определения положения, основанные на двухсторонней или четырехсторонней технологии.
Сборки, сэндвич-детекторы
AMS Technologies предлагает наборы комбинаций детектор-фильтр, включающих фильтр с фотодиодом для достижения индивидуальной спектральной характеристики, включая специальные комбинации для спектральной характеристики, близкой к характеристике человеческого глаза. Серия двойных сэндвич-детекторов или двухцветных детекторов в основном используется для дистанционных измерений температуры.
Доступна серия гибридных кремниевых фотодиодов и усилителей общего назначения, в которых фотодиод сочетается с операционным усилителем в одном корпусе, а также специальная версия для высокоскоростной оптоволоконной передачи данных 850 нм. Серия модулей определения положения сочетает в себе квадрантные матрицы фотодиодов с соответствующими схемами на печатной плате для обеспечения двух разностных сигналов и суммарного сигнала. Серия автономных модулей для подсчета одиночных фотонов отвечает требованиям обнаружения при слабом освещении. Специальные комбинации фотодиодов и IRED, а также специальные сборки удовлетворяют требованиям электрооптических детекторов дыма.
Кремниевые лавинные фотодиоды (APD)
AMS Technologies предлагает кремниевые лавинные фотодиоды самых разных размеров, корпусов и конфигураций, включая серию крупносерийных экономичных кремниевых APD, основанных на механизме внутреннего усиления для быстрого отклика , низкий темновой ток и высокая чувствительность в ближней инфракрасной области, а также кремниевые ЛФД с «оптимизацией 800 нм», доступные в герметичных металлических корпусах.
Наша серия высокопроизводительных кремниевых лавинных фотодиодов отличается низким уровнем шума, высокой квантовой эффективностью и высоким коэффициентом усиления при достаточно низком рабочем напряжении. Основанные на нашей серии стандартных кремниевых ЛФД, индивидуальные версии доступны по запросу.
Кремниевые лавинные фотодиоды (APD) с увеличенной длиной волны
Используя сквозную структуру с двойной диффузией, доступна серия APD с улучшенным длинноволновым откликом 1064 нм. Наша серия кремниевых лавинных фотодиодов с УФ-излучением большой площади предназначена для использования в широком спектре широкополосных приложений с низким уровнем освещенности, охватывающих спектральный диапазон от менее 400 до более 700 нм.
Массивы и сборки кремниевых лавинных фотодиодов (APD)
AMS Technologies предлагает семейство матриц и квадрантов лавинных фотодиодов (APD), которые обеспечивают сверхвысокую чувствительность в диапазоне от 400 до 1000 нм.
Модули гибридного оптического приемника APD состоят из фотодетектора и трансимпедансного усилителя в одном и том же герметичном корпусе, что снижает шум от окружающей среды и паразитную емкость от межсоединения, что позволяет работать с меньшим уровнем шума.
Сопутствующие товары
В дополнение к нашим кремниевым детекторам и матрицам, AMS Technologies также предлагает широкий спектр дополнительных дискретных детекторов и матриц на основе других материалов, таких как InGaAs или PbS/PbSe, которые подходят для более высоких длин волн в инфракрасной области. Другие дискретные детекторы и массивы, доступные от AMS Technologies, включают устройства на основе таких материалов, как HgCdTe, InAs/InAsSb или GaAs, а также сбалансированные фотодетекторы, встроенные модули оптического приемника или модули обнаружения инфракрасного излучения.
Для обнаружения или записи даже больших двумерных массивов пикселей ознакомьтесь с нашим ассортиментом камер, включая камеры CCD и CMOS, ИК-камеры и рентгеновские камеры.
Направлять и фокусировать свет на оптических детекторах можно с помощью широкого ассортимента оптических компонентов AMS Technologies, таких как оптические линзы, оптические фильтры или оптические окна, а также наших оптических волокон.
Определение
Основным компонентом кремниевых (Si) детекторов и матриц обычно является кремниевый фотодиод – полупроводниковый датчик света на основе кремния. Свет, падающий на p-n или PIN-переход в активной области фотодиода, генерирует электрический ток из-за внутреннего фотоэлектрического эффекта (подробнее см. в разделе «Дискретные детекторы и матрицы»). При комнатной температуре кремний имеет ширину запрещенной зоны 1,12 эВ между валентной зоной и зоной проводимости, поэтому частицы или фотоны, которые могут создавать электронно-дырочную пару (и, следовательно, фотонапряжение) в кремнии, должны иметь энергию больше 1,12 эВ. что, в свою очередь, соответствует длине волны менее 1100 нм. Диапазон чувствительности кремниевых фотодиодов составляет примерно от 190 и 1100 нм.
Ключевыми характеристиками кремниевых фотодиодов являются размер активной области датчика, спектральный диапазон длин волн, радиометрическая чувствительность (интенсивность фототока на мощность падающего света в А/Вт), длина волны с наибольшей чувствительностью (пиковая длина волны), средняя мощность шума (NEP, Noise Equivalent Power, Вт/√Гц) и максимальный темновой ток. Кремниевые фотодиоды доступны в самых разных размерах, конструкциях и корпусах: от герметичных корпусов TO до пластиковых формованных устройств и конструкций SMT до чипов, которые можно припаивать или склеивать.
Многоэлементные кремниевые детекторы, матрицы, PSD
В то время как многоэлементные кремниевые матрицы детекторов состоят из нескольких выстроенных в линию отдельных фотодиодов, детекторы определения положения (PSD) состоят из сенсорной поверхности, которая либо сегментирована, либо использует боковой эффект для определения точного положения, в котором световой луч попадает на датчик.
В сегментированных PSD общая подложка фотодиода обычно делится на два (одномерных) или четыре сегмента одинакового размера, разделенных промежутком или мертвой зоной. Для правильной работы диаметр измеряемого светового луча должен быть больше этого зазора, и луч должен попадать хотя бы на части всех сегментов.
С другой стороны,PSD с боковым эффектом состоят из одной плоской диффузной области фотодиода без зазоров или мертвых зон. Положение светового луча, попадающего в любую точку на поверхность PSD, определяется высотой фототоков через различные контакты на краю детектора. Двусторонние PSD пропускают фототок через два резистивных слоя, один поверх фотодиода, а другой под ним. Четырехсторонние PSD имеют только один резистивный слой и, следовательно, демонстрируют более высокую нелинейность, а также большие ошибки в определении местоположения.
В то время как сегментированные PSD характеризуются более высокой точностью при оптимальных граничных условиях, PSD с боковым эффектом предлагают более широкий динамический диапазон и не зависят от профиля и распределения интенсивности светового пятна.
Кремниевые лавинные фотодиоды (ЛФД)
Лавинные фотодиоды (ЛФД) обладают более высокой чувствительностью и более высоким быстродействием по сравнению со стандартными кремниевыми диодами. В дополнение к внутреннему фотоэффекту, генерирующему фототок, эти компоненты используют лавинный эффект для внутреннего усиления. Кремниевые АФД подходят в качестве детекторов для излучения чрезвычайно низкой интенсивности и даже для подсчета одиночных фотонов в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне (от 400 до 1100 нм).
Области применения
Кремниевые фотодиоды используются в самых разных областях, таких как спектроскопия, медицинская визуализация, юстировка лазерных лучей, аналитика, характеристика поверхности, оптическое определение положения или оптическая связь.
Альтернативные термины: Кремниевый оптический детектор; Кремниевая оптическая матрица; кремниевый лавинный фотодиод; Si АПД; модуль детектора кремния; Кремний PSD
Ассортимент продукции AMS Technologies предлагает исключительно широкий ассортимент кремниевых детекторов и матриц.
Доступны фотодиоды общего назначения, а также диоды с особо высокими…
читать далее »
Закрыть окно
Кремниевые детекторы и матрицы
Ассортимент продукции
Компания AMS Technologies предлагает исключительно большой ассортимент кремниевых детекторов и матриц. Доступны фотодиоды общего назначения, а также диоды с особенно высокой скоростью или быстрым откликом, варианты с повышенной чувствительностью к длине волны или лавинные фотодиоды (APD).
Помимо одиночных диодов (в корпусе TO или в чипе или конфигурации SMT), AMS Technologies также поставляет двух- и четырехсторонние детекторы, а также многоэлементные фотодиоды и матрицы. В дополнение к фотодиоду наши детекторы также включают в себя фильтры или несколько диодов в многослойной конструкции.
Кремниевые фотодиоды общего назначения
Серия плоскостных диффузионных кремниевых фотодиодов в таких корпусах, как TO-5, TO-8, TO-18, низкопрофильный, BNC или пластиковый, подходит для высокоскоростных и высокочувствительных приложений. Дополнительные серии фотодиодов общего назначения доступны в литом пластике, SMD 1206 и герметичных корпусах TO, предназначенных для приложений, требующих низкого темнового тока, высокой надежности и высокой чувствительности. Кремниевые фотодиоды промышленного стандарта доступны в прозрачных или пропускающих инфракрасное излучение пластиковых корпусах, блокирующих видимый свет.
AMS Technologies также предлагает дополнительные серии формованных в пластике кремниевых фотодиодов в различных формах и размерах фотодетекторов и корпусов, включая плоские и линзовые боковые линзы, а также версии для поверхностного монтажа, с верхней или задней подсветкой. Для индивидуальных конструкций мы поставляем ряд фотодиодных чипов, в том числе серию паяемых кремниевых фотодиодных чипов, предлагающих недорогой подход к приложениям, требующим фотодетекторов с большой активной площадью.
Высокоскоростные / быстродействующие кремниевые фотодиоды
Доступен широкий ассортимент кремниевых PIN-фотодиодов с широким спектром активных площадей для различных применений — структура PIN обеспечивает высокую квантовую эффективность и быстрый отклик для обнаружения фотонов в диапазоне от 400 до 1100 нм. Серия высокоскоростных кремниевых PIN-фотодиодов включает в себя устройства небольшой площади, оптимизированные для приложений с коротким временем отклика или с высокой пропускной способностью, а серия быстродействующих кремниевых фотодиодов была разработана для низкой емкости перехода.
Семейство с большой активной площадью и высокоскоростных кремниевых PIN-фотодиодов отличается большой площадью чувствительности, оптимизированной для приложений оптической передачи данных на короткие расстояния на длине волны 850 нм, высокой чувствительностью, широкой полосой пропускания, низким темновым током, а также низкой емкостью при 3,3 В. и разработан, чтобы соответствовать наиболее широко используемым трансимпедансным усилителям.
Полностью разряженные фотодиоды обеспечивают минимально возможную емкость перехода и могут работать при высоком обратном напряжении, вплоть до максимально допустимого значения, для достижения еще более быстрого времени отклика.
Кремниевые фотодиоды с увеличенной длиной волны
Некоторые из наших серий кремниевых фотодиодов улучшены для определенного диапазона длин волн, включая детекторы, оптимизированные для лазеров Nd-YAG с длиной волны 1060 нм, датчики окружающего света с реакцией, аналогичной человеческому глазу, улучшенные кремниевые планарные фотодиоды, разработанные для оптимального отклика в видимой части спектра, серия фотоэлектрических детекторов с усилением синего цвета с высокой чувствительностью в видимой синей области и умеренными скоростями отклика, две серии планарных устройств с диффузным или инверсионным слоем, специально разработанных для низких обнаружение шума в УФ-области электромагнитного спектра или детекторы мягкого рентгеновского излучения с усилением в дальнем УФ-диапазоне.
Сегментированные или многоэлементные кремниевые детекторы, матрицы
Ассортимент сегментированных, многоэлементных кремниевых детекторов и матриц AMS Technologies включает фотодетекторы с общей подложкой, сегментированные на две или четыре отдельные активные области, многоэлементные кремниевые матричные фотодетекторы, 4 с помощью 4 двухмерных кремниевых матричных детекторов, многоканального детектора рентгеновского излучения, а также ряда матричных рентгеновских фотодиодов. Также доступны детекторы определения положения, основанные на двухсторонней или четырехсторонней технологии.
Сборки, сэндвич-детекторы
AMS Technologies предлагает наборы комбинаций детектор-фильтр, включающих фильтр с фотодиодом для достижения индивидуальной спектральной характеристики, включая специальные комбинации для спектральной характеристики, близкой к характеристике человеческого глаза. Серия двойных сэндвич-детекторов или двухцветных детекторов в основном используется для дистанционных измерений температуры.
Доступна серия гибридных кремниевых фотодиодов и усилителей общего назначения, в которых фотодиод сочетается с операционным усилителем в одном корпусе, а также специальная версия для высокоскоростной оптоволоконной передачи данных 850 нм. Серия модулей определения положения сочетает в себе квадрантные матрицы фотодиодов с соответствующими схемами на печатной плате для обеспечения двух разностных сигналов и суммарного сигнала. Серия автономных модулей для подсчета одиночных фотонов отвечает требованиям обнаружения при слабом освещении. Специальные комбинации фотодиодов и IRED, а также специальные сборки удовлетворяют требованиям электрооптических детекторов дыма.
Кремниевые лавинные фотодиоды (APD)
AMS Technologies предлагает кремниевые лавинные фотодиоды самых разных размеров, корпусов и конфигураций, включая серию экономичных кремниевых лавинных фотодиодов большого объема, основанных на внутреннем механизме усиления для быстрого времени. отклик, низкий темновой ток и высокая чувствительность в ближней инфракрасной области, а также кремниевые ЛФД с «оптимизацией 800 нм», доступные в герметичных металлических корпусах.
Наша серия высокопроизводительных кремниевых лавинных фотодиодов отличается низким уровнем шума, высокой квантовой эффективностью и высоким коэффициентом усиления при достаточно низком рабочем напряжении. Основанные на нашей серии стандартных кремниевых ЛФД, индивидуальные версии доступны по запросу.
Кремниевые лавинные фотодиоды (APD) с увеличенной длиной волны
Используя сквозную структуру с двойной диффузией, доступна серия APD с улучшенным длинноволновым откликом 1064 нм. Наша серия кремниевых лавинных фотодиодов с УФ-излучением большой площади предназначена для использования в широком спектре широкополосных приложений с низким уровнем освещенности, охватывающих спектральный диапазон от менее 400 до более 700 нм.
Массивы и сборки кремниевых лавинных фотодиодов (APD)
AMS Technologies предлагает семейство матриц и квадрантов лавинных фотодиодов (APD), которые обеспечивают сверхвысокую чувствительность в диапазоне от 400 до 1000 нм.
Модули гибридного оптического приемника APD состоят из фотодетектора и трансимпедансного усилителя в одном и том же герметичном корпусе, что снижает шум от окружающей среды и паразитную емкость от межсоединения, что позволяет работать с меньшим уровнем шума.
Сопутствующие товары
В дополнение к нашим кремниевым детекторам и матрицам компания AMS Technologies также предлагает широкий спектр дополнительных дискретных детекторов и матриц на основе других материалов, таких как InGaAs или PbS/PbSe, которые подходят для более высоких длин волн в инфракрасной области. Другие дискретные детекторы и массивы, доступные от AMS Technologies, включают устройства на основе таких материалов, как HgCdTe, InAs/InAsSb или GaAs, а также сбалансированные фотодетекторы, встроенные модули оптического приемника или модули обнаружения инфракрасного излучения.
Для обнаружения или записи даже больших двумерных массивов пикселей ознакомьтесь с нашим ассортиментом камер, включая камеры CCD и CMOS, ИК-камеры и рентгеновские камеры.
Направлять и фокусировать свет на оптических детекторах можно с помощью широкого ассортимента оптических компонентов AMS Technologies, таких как оптические линзы, оптические фильтры или оптические окна, а также наших оптических волокон.
Определение
Важным компонентом кремниевых (Si) детекторов и матриц обычно является кремниевый фотодиод – полупроводниковый датчик света на основе кремния. Свет, падающий на p-n или PIN-переход в активной области фотодиода, генерирует электрический ток из-за внутреннего фотоэлектрического эффекта (подробнее см. в разделе «Дискретные детекторы и матрицы»). При комнатной температуре кремний имеет ширину запрещенной зоны 1,12 эВ между валентной зоной и зоной проводимости, поэтому частицы или фотоны, которые могут создавать электронно-дырочную пару (и, следовательно, фотонапряжение) в кремнии, должны иметь энергию больше 1,12 эВ. что, в свою очередь, соответствует длине волны менее 1100 нм. Диапазон чувствительности кремниевых фотодиодов составляет примерно от 190 и 1100 нм.
Ключевыми характеристиками кремниевых фотодиодов являются размер активной области датчика, спектральный диапазон длин волн, радиометрическая чувствительность (интенсивность фототока на мощность падающего света в А/Вт), длина волны с наибольшей чувствительностью (пиковая длина волны), средняя мощность шума (NEP, Noise Equivalent Power, Вт/√Гц) и максимальный темновой ток. Кремниевые фотодиоды доступны в самых разных размерах, конструкциях и корпусах: от герметичных корпусов TO до пластиковых формованных устройств и конструкций SMT до чипов, которые можно припаивать или склеивать.
Многоэлементные кремниевые детекторы, матрицы, PSD
В то время как многоэлементные кремниевые детекторные матрицы состоят из нескольких выстроенных в линию отдельных фотодиодов, детекторы определения положения (PSD) состоят из сенсорной поверхности, которая либо сегментирована, либо использует боковой эффект для определения точного положения, в котором луч света попадает на датчик.
В сегментированных PSD общая подложка фотодиода обычно делится на два (одномерных) или четыре сегмента одинакового размера, разделенных промежутком или мертвой зоной. Для правильной работы диаметр измеряемого светового луча должен быть больше этого зазора, и луч должен попадать хотя бы на части всех сегментов.
PSD с боковым эффектом, с другой стороны, состоят из одной плоской диффузной области фотодиода без зазоров или мертвых зон. Положение светового луча, попадающего в любую точку на поверхность PSD, определяется высотой фототоков через различные контакты на краю детектора. Двусторонние PSD пропускают фототок через два резистивных слоя, один поверх фотодиода, а другой под ним. Четырехсторонние PSD имеют только один резистивный слой и, следовательно, демонстрируют более высокую нелинейность, а также большие ошибки в определении местоположения.
В то время как сегментированные PSD характеризуются более высокой точностью при оптимальных граничных условиях, PSD с боковым эффектом предлагают более широкий динамический диапазон и не зависят от профиля и распределения интенсивности светового пятна.
