Przegląd
Dioda to urządzenie półprzewodnikowe, które przekształca światło w prąd. Istnieje wewnętrzna warstwa między warstwami P (dodatnie) i N (ujemnymi). Fotodioda akceptuje energię światła jako wejście do generowania prądu elektrycznego. Fotodiody są również znane jako fotodetektory, fotosensory lub fotodetektory, powszechne są fotodiody (PIN), fotodioda lawinowa (APD), dioda pojedynczej fotonu (SPAD), fotomultiplier silikonu (SIPM / MPPC).

Fotodioda (PIN) znana również jako dioda złącza pin, w której warstwa półprzewodnika typu I jest niska na środku połączenia PN fotodiodowego, może zwiększyć szerokość obszaru wyczerpania, zmniejszyć wpływ ruchu dyfuzji i poprawić szybkość odpowiedzi. Z powodu niskiego stężenia domieszkowania tej warstwy wkładu, prawie wewnętrzny półprzewodnik, nazywa się to-warstwą, więc ta struktura staje się fotodiodą pin;

Fotodioda lawinowa (APD) jest fotodiodą o wzmocnieniu wewnętrznym, zasadą podobną do rurki fotomultiplora. Po dodaniu wysokiego napięcia odwrotnego odchylenia (ogólnie 100-200 V w materiałach silikonowych), wartość prądu wewnętrznego wynoszącą około 100 można uzyskać w APD, stosując efekt zderzenia jonizacji (awaria lawiny);

Dioda Avalanche Single Photon (SPAD) to dioda lawinowa wykrywania fotoelektrycznego z możliwością wykrywania pojedynczego fotonu działającego w APD (diodę Avalanche Photon) w trybie Geiger. Zastosowane do spektroskopii ramanowskiej, pozytronowej tomografii emisyjnej i obszarów obrazowania z całego życia fluorescencyjnego;

Silicon Photomultiplier (SIPM) jest rodzajem pracy nad napięciem rozpadu lawinowego i ma mechanizm gaszenia lawinowego układu fotodiodowego w przejściu, z doskonałą rozdzielczością liczby fotonów i wrażliwością na detektora klimatycznego silikonu.

Fotodiody PIN nie mają efektu mnożnika i są często stosowane w polu wykrywania krótkiego zasięgu. Technologia fotodiody APD Avalanche jest stosunkowo dojrzała i jest najczęściej używanym fotodetektorem. Zwiększenie tetypowego APD jest obecnie 10-100 razy, źródło światła musi znacznie wzrosnąć, aby zapewnić, że APD ma sygnał podczas testu na duże odległości, Diodę Avalanche Single Photon i SIPM / MPPC Silikon Photoptomultiplier istnieje głównie w celu rozwiązania zdolności wzmocnienia i implementacji dużych tablic:
1) SPAD lub SIPM / MPPC to APD działający w trybie Geiger, który może uzyskać wzrost dziesiątek do tysięcy razy, ale koszty systemu i obwodu są wysokie;
2) SIPM / MPPC to tablica wielu SPAD, która może uzyskać wyższy wykrywalny zakres i użyć ze źródłem światła tablicy za pośrednictwem wielu SPAD, dzięki czemu łatwiej jest zintegrować technologię CMOS i ma przewagę nad masową skalą produkcyjną. Ponadto, ponieważ napięcie robocze SIPM jest w większości niższe niż 30 V, nie ma potrzeby systemu wysokiego napięcia, łatwy do zintegrowania z głównym systemem elektrycznym, wewnętrzny wzmocnienie za milion poziomów powoduje również, że wymagania SIPM dla obwodu odczytu na zaprzeździe jest prostsze. Obecnie SIPM jest szeroko stosowany w instrumentach medycznych, wykrywanie i pomiar laserowy (LIDAR), analiza precyzyjna,
Monitorowanie promieniowania, wykrywanie bezpieczeństwa i inne pola, wraz z ciągłym rozwojem SIPM, rozszerzy się ono na więcej pól.

Fotodetektor Test fotoelektryczny
Fotodetektory na ogół muszą najpierw przetestować wafel, a następnie wykonać drugi test na urządzeniu po opakowaniu, aby zakończyć ostateczną analizę charakterystyczną i sortowanie; Gdy fotodetektor działa, musi zastosować napięcie odwrotnego odchylenia, aby wyciągnąć światło. Wygenerowane pary dziury elektronowej są wstrzykiwane w celu uzupełnienia fotogenerowanego nośnika. Tak więc fotodetektory zwykle działają w stanie odwrotnym; Podczas testowania większą uwagę zwraca się na parametry, takie jak prąd ciemny, napięcie odwrotnego rozkładu, pojemność połączenia, reakcja i przesłuch.
Użyj cyfrowego miernika SourceMeasure
Fotoelektryczna charakterystyka wydajności fotodetektorów
Jednym z najlepszych narzędzi do charakterystyki parametrów wydajności fotoelektrycznej jest cyfrowy miernik miary źródłowej (SMU). Cyfrowy miernik pomiaru źródła jako niezależne źródło napięcia lub źródło prądu może wysyłać stałe napięcie, prąd stały lub sygnał impulsu, może być również instrumentem do napięcia lub masy prądu; Trigger wsparcia, wiele instrumentów Połączenie; W przypadku detektora fotoelektrycznego pojedynczego testu próbki i testu weryfikacji wielu próbek kompletny schemat testowy można bezpośrednio zbudować za pomocą pojedynczego miernika miary źródła cyfrowego, wielu mierników miary źródła cyfrowego lub miernika miary źródła karty.

Precyzyjny miernik miary źródła cyfrowego
Zbuduj schemat testu fotoelektryczny detektora fotoelektrycznego
Ciemny prąd

Ciemny prąd jest prądem utworzonym przez rurkę PIN / APD bez oświetlenia; Jest zasadniczo generowany przez właściwości strukturalne samego PIN / APD, które zwykle jest poniżej μA.
Korzystając z miernika miary źródłowej serii S lub serii P, minimalny prąd miernika miary źródłowej serii S serii100 PA, a minimalny prąd miernika pomiaru źródła serii P wynosi 10 PA.

Obwody testowe

IV krzywa ciemnego prądu

Podczas pomiaru prądu niskiego poziomu (<1 μA) można zastosować potrójne złącza koncentryczne i potrójne kable koncentryczne. Trzy kabel koncentryczny składa się z wewnętrznego rdzenia (odpowiadające im złącze to kontakt centralny), warstwa ochronna (odpowiadające złącze jest środkowym kontaktem cylindrycznym) i zewnętrznej warstwy ekranowania skóry. W obwodzie testowym zakończenia ochrony miernika miary źródłowej, ponieważ między trzema warstwą ochrony koncentrycznej i wewnętrznym rdzeniem nie będzie prądu przeciekającego, co może poprawić dokładność testu o niskiej prądu.

Interfejsy miernika miary źródłowej

Adapter trójosiowy

Napięcie odwrotne rozkładu
Gdy zastosowane napięcie wsteczne przekracza określoną wartość, prąd wsteczny nagle wzrośnie, zjawisko to nazywa się rozkładem elektrycznym. Napięcie krytyczne, którePrzyczyny rozpad elektryczny jest nazywany napięciem rozkładu odwrotnego diody.
Zgodnie z różnymi specyfikacjami urządzenia wskaźnik rezystancji napięcia nie jest spójny, a przyrząd wymagany do testu jest również inny. Zaleca się użycie miernika pomiaru źródła serii serii S lub miernik źródła serii p impulsu poniżej 300 V, maksymalne napięcie wynosi 300 V, zalecane jest napięcie rozkładu powyżej 300 V, a maksymalne napięcie wynosi 3500 V.

Obwody połączenia

Odwrotne napięcie rozpadu IV krzywa

Test CV
Pojemność połączenia jest ważną właściwością fotodiody i ma duży wpływ na przepustowość i reakcję. Należy zauważyć, że dioda o dużym obszarze połączenia PN ma większą objętość połączenia, a także większy kondensator ładowania. W zastosowaniu odwrotnego stronniczości zwiększenie szerokości strefy wyczerpania połączenia skutecznie zmniejsza pojemność połączenia i zwiększa prędkość odpowiedzi. Schemat testu CV Photodiode składa się z miernika miary źródłowej serii S, LCR, testowego pudełka zacisku i oprogramowania górnego komputerowego. Obwód testowy i schemat krzywej pokazano jak poniżej.

CV obwody połączenia

Krzywa CV

Reaktywność
Reaktywność fotodiody jest zdefiniowana jako stosunek wygenerowanego fotoprądu (IP) do padającej mocy światła (PIN), przy określonej długości fali i odwrotnej odchylenia, zwykle w A / W. Reaktywność jest związana z wielkością wydajności kwantowej, która jest zewnętrznym wykonaniem wydajności ilościowej, a reaktywność wynosi r = ip / pin. Korzystając z miernika pomiaru źródłowego serii S lub serii P, minimalny prąd miernika miary źródłowej serii S wynosi 100 PA, a minimalny prąd miernika SourceMeasure serii P wynosi 10 PA.

Optyczny test przesłuchu (przesłuch)

W polu Lidar liczba fotodetektorów stosowanych w produktach Lidar o różnych liniach jest inna, a odstęp między fotodetektorami jest bardzo mały. W trakcie użytkowania nastąpi wzajemny przesłuch optyczny w tym samym czasie, a istnienie optycznego przesłuchu będzie poważnie wpłynąć na wydajność Lidar.
Optyczna przesłuch ma dwie formy: incydent światła pod dużym kątem nad układem wchodzi do sąsiedniego fotodetektora i jest wchłaniany przed pełnym wchłanianiem przez fotodetektor; Po drugie, część światła padającego na dużych kątach nie jest incydentem w obszarze światłowodu, ale jest incydentem z warstwą połączającą się między fotodetektorami i jest odzwierciedlona w obszarze światłowodu sąsiadującego urządzenia.

Optyczny test przenikania detektora macierzy dotyczy głównie testu przesłuchu DC macierzy, który odnosi się do maksymalnej wartości stosunku fotoprądu jednostki światła do dowolnego sąsiedniego fotoprądu w diodzie tablicy przy określonych odwrotnych odchylenia, długości fali i mocy optycznej.

Rozwiązanie testowe serii S/P

Rozwiązanie testowe wielokanałowego serii CS

Zaleca się test próby serii S, seria P lub Seria CS Series wielokanałowy.
Schemat ten składa się głównie z hosta CS1003C / CS1010C i podkard CS100 / CS400, która ma charakterystykę wysokiej gęstości kanału, silnej funkcji wyzwalacza synchronicznej i wysokiej wydajności kombinacji wielu urządzeń.
CS1003C / CS1010C: Za pomocą niestandardowej ramki, przepustowości magistrali backplane do 3 Gb / s, obsługuje 16 autobusów spustowych, aby zaspokoić potrzeby szybkiego komunikacji sprzętu wielokarodowego, CS1003C ma gniazdo do 3 podkonów, CS1010C ma szczelinę dla do 10 podskarnnych.

Podkarda CS100: Subcarda pojedynczego kanału z czterema kwadrantami, maksymalne napięcie 300 V, minimalny prąd 100 PA, dokładność wyjściowa 0,1%, maksymalna moc 30 W; do 10 kanałów testowych.
Subcarda CS400: Jedna karta czterokanałowa karta słów z 4 kanałami, maksymalne napięcie 10 V, maksymalny prąd 200 mA, dokładność wyjściowa 0,1%, pojedynczy kanałmaksymalna moc 2 W; może zbudować 40 z kanałami testowymi CS1010.

Optyczne sprzężenie (OC) Roztwór testowy wydajności elektrycznej
Łącznik optyczny (łącznik optyczny, angielski skrót OC) jest również znany jako separator fotoelektryczny lub pupler fotoelektryczny, określany jako fotokoppler. Jest to urządzenie, które przesyła sygnały elektryczne ze światłem jako medium. Zasadniczo składa się z trzech części: transmisji światła, odbioru światła i wzmocnienia sygnału. Sygnał elektryczny wejściowy napędza diodę emitującą światło (LED), powodując, że emituje jej pewną długość fali światła, która jest odbierana przez detektor optyczny w celu wygenerowania fotoprądu, który jest dalej wzmacniany i wyjściowy. To kończy konwersję energii elektrycznej o jeden światło jeden energia elektryczna, odgrywając w ten sposób rolę danych wejściowych, wyjściowych i izolacji.
Ponieważ wejście i wyjście łącznika optycznego są od siebie izolowane, transmisja sygnałów elektrycznych jest jednokierunkowa, więc ma dobrą zdolność izolacji elektrycznej i zdolność przeciw interferencji, więc jest szeroko stosowany w różnych obwodach. Obecnie stał się jednym z najbardziej zróżnicowanych i szeroko stosowanych urządzeń fotoelektrycznych.

W przypadku optycznych urządzeń sprzęgających główne parametry charakterystyki elektrycznej są: napięcie do przodu VF, prąd odwrotny IR, CIN pojemności wejściowej, napięcie załamania Emitter-Collector BVCEO, współczynnik konwersji prądu CTR itp.

Napięcie bezpośrednie vf
VF odnosi się do spadku ciśnienia LED w danym prądu roboczym. Typowe diody LED o niskiej mocy zwykle testują napięcie robocze do przodu z prądem MA. Podczas testowania zaleca się miernik miary źródłowej serii Perth lub serii P.

Obwody testowe VF

Odwrotne wycieki prąd IR
Zwykle prąd odwrotny przepływa przez fotodiodę przy maksymalnym napięciu odwrotnym, zwykle prąd odwrotnego upływu na poziomie NA. Miernik kwasu serii Test lub serii P ma zdolność do pracy infour kwadrantów, może wyświetlać napięcie ujemne bez regulacji obwodu. Podczas pomiaru prądu niskiego poziomu (<1 μ A) zaleca się trzy złącza koncentryczne i potrójne kable koncentryczne.

Napięcie załamania rozpadu embitter
Odnosi się do wartości VCEO, gdy prąd wyjściowy zaczyna rosnąć pod warunkiem otwartego obwodu. Zgodnie z różnymi specyfikacjami urządzenia wskaźnik rezystancji napięcia nie jest spójny, a przyrząd wymagany do testu jest również inny. Zaleca się użycie miernika miary pomiaru źródła serii serii serii pulpitowej lub miernika źródła impulsów pulsowych poniżej 300 V, maksymalne napięcie to 300 V,
Zaleca się napięcie podziału powyżej 300 V, a maksymalne napięcie wynosi 3500 V.

Obwody testowe BVCEO

Współczynnik transferu prąd CTR
Współczynnik przenoszenia prądu CTR (współczynnik przenoszenia prądu), gdy napięcie robocze rurki wyjściowej jest określoną wartością, stosunek prądu wyjściowego i prądem do przodu diody emitującej światło jest współczynnikiem konwersji prądu CTR. Podczas testowania zaleca się miernik miary źródłowej serii Perth lub serii P.

Napięcie izolacji
Opór napięcia izolacyjnego między końcami wejściowymi i wyjściowymi łącza optycznego. Zasadniczo napięcie izolacji jest wysokie i do testowania wymagane jest duży sprzęt napięcia. Zalecany jest miernik miary źródłowej serii E, a maksymalne napięcie wynosi 3500 V.

Obwody testowania napięcia izolacyjnego

Izolowana pojemność CF
Izolowana pojemność Cr odnosi się do wartości pojemności między zaciskami wejściowymi i wyjściowymi urządzenia fotokoppulowanego.
Schemat testowy składa się z miernika miary źródłowej serii S, mostu cyfrowego, testu testowego i oprogramowania komputerowego. Obwód testowy i schemat krzywej pokazano poniżej.

Obwody testowania kondensatora izolacji

Krzywa CF

Wniosek
Wuhan Percise Instrument koncentruje się na rozwoju instrumentów testowych elektrycznych na półprzewodnik, oparty na podstawowym algorytmie i technologii technologii integracji systemowej, pierwsze niezależne badania i rozwój miernika miary źródła cyfrowego o wysokiej precyzji, miernika pomiaru źródła impulsów, miernika miary wąskiego źródła impulsu, zintegrowane produkty miary źródła karty są szeroko stosowane produkty do pomiaru miary źródła karty są szeroko stosowane. Według potrzeb użytkowników oferujemy z najbardziej wydajnymi, opłacalnymi rozwiązaniami testowymi półprzewodnikowymi.