OSI Optoelectronics硅光電二極管技術(shù)指導
王子豪
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一、硅光電二極管
1、通用光電二極管
產(chǎn)品介紹：
最廣泛使用的硅光電二極管對400至1100nm敏感。它們有多種有效區域尺寸可供選擇，從0.5毫米直徑開(kāi)始。至28毫米直徑。提供多種封裝類(lèi)型、密封TO罐、BNC和塑料外殼。
（1）光電導器件
光電導探測器系列適用于高速和高靈敏度應用。光譜范圍從350到1100nm，使這些光電二極管成為可見(jiàn)光和近紅外應用的理想選擇，包括脈沖激光源、LED或斬波光檢測等交流應用。
為了實(shí)現高速，這些檢測器應該是反向偏置的。例如，使用10V反向偏置可以實(shí)現10ns到250ns的典型響應時(shí)間。當施加反向偏壓時(shí)，電容減?。ㄈ缦聢D所示）直接對應于速度的增加。如規格表所示，反向偏壓不應超過(guò)30伏。較高的偏置電壓將對探測器造成永久性損壞。
由于反向偏壓會(huì )產(chǎn)生額外的暗電流，因此器件中的噪聲也會(huì )隨著(zhù)施加的偏壓而增加。對于噪聲較低的探測器，應考慮使用光伏系列。
（2）光伏器件
光伏探測器系列用于需要高靈敏度和中等響應速度的應用，藍色增強系列在可見(jiàn)藍色區域具有額外的靈敏度。光譜響應范圍為350至1100nm，使常規光伏器件成為可見(jiàn)光和近紅外應用的理想選擇。對于350至550nm區域的額外靈敏度，藍色增強器件更適合。
這些探測器具有高分流電阻和低噪聲，并表現出長(cháng)期穩定性。這些探測器的無(wú)偏操作在直流或低速應用中的寬溫度變化下提供穩定性。對于高光水平（大于10mW/cm2），應考慮使用光電導系列檢測器以獲得更好的線(xiàn)性度。
這些檢測器并非設計為反向偏置！稍有偏差即可獲得響應時(shí)間的非常輕微的改進(jìn)。施加超過(guò)幾伏(>3V)的反向偏壓將永久損壞探測器。如果需要更快的響應時(shí)間，應考慮光電導系列。
（3）藍色增強型光電二極管
藍色增強型探測器系列用于需要在可見(jiàn)藍色區域具有高靈敏度和中等響應速度的應用。與常規光伏器件相比，這些檢測器在350至550nm區域提供額外的靈敏度。對于可見(jiàn)光和近紅外應用，即光譜響應范圍從350到1100nm，可以考慮使用常規光伏器件。
這些探測器具有高分流電阻和低噪聲，并表現出長(cháng)期穩定性。這些探測器的無(wú)偏操作在直流或低速應用中的寬溫度變化下提供穩定性。對于高光水平（大于10mW/cm2），應考慮使用光電導系列檢測器以獲得更好的線(xiàn)性度。
（4）背照式SMT光電二極管
BI-SMT產(chǎn)品系列是單通道背照式光電二極管，專(zhuān)門(mén)設計用于最大限度地減少設備邊緣的“死區”。每個(gè)設備都設計在一個(gè)尺寸與芯片本身非常相似的封裝上。這種設計允許多個(gè)探測器以平鋪形式排列，并易于耦合到閃爍體。
2、高速硅光電二極管
產(chǎn)品介紹：
這些探測器是在800nm波段優(yōu)化的小型有源區域探測器，具有快速上升時(shí)間，適用于高帶寬應用（高達1.25GHz）?？捎闷揭暣盎蛭⑼哥R窗TO18即可。
（1）100Mbps至622Mbps光電二極管
OSIOptoelectronics的大有源區域和高速硅探測器系列旨在可靠地支持短程數據通信應用。在3.3V偏置下，它們都表現出低暗電流和低電容?；締卧捎?針TO-46封裝，帶有微型鏡頭蓋或AR涂層平面窗口。標準光纖插座（FC、ST、SC和SMA）允許將OSIOptoelectronics
的快速硅光電二極管輕松集成到系統中。
（2）1.25Gbps光電二極管
OSIOptoelectronics的大有源區域和高速硅PIN光電二極管系列擁有針對850nm短程光數據通信應用優(yōu)化的大傳感區域。光電探測器在3.3V時(shí)表現出高響應度、寬帶寬、低暗電流和低電容。
光電二極管可用于所有850nm收發(fā)器和高達1.25Gbps的GBIC應用，例如千兆以太網(wǎng)和光纖通道。該芯片采用3引腳TO-46封裝隔離，可選擇微透鏡蓋或AR涂層平面窗口。它們還提供標準光纖插座，例如FC、ST、SC和SMA。
3、紫外線(xiàn)增強型光電二極管
產(chǎn)品介紹：
這些探測器通常在200到1100nm之間敏感，通常采用石英或紫外線(xiàn)透射玻璃窗封裝。它們表現出低暗電流，并且可以反向偏置以實(shí)現更低的電容和更快的上升時(shí)間性能。
（1）反轉層光電二極管
OSIOptoelectronics提供兩個(gè)不同系列的紫外線(xiàn)增強型硅光電二極管。反轉通道系列和平面擴散系列。這兩個(gè)系列的設備都是專(zhuān)門(mén)為電磁光譜紫外區的低噪聲檢測而設計的。
反轉層結構UV增強型光電二極管具有100%的內部量子效率，非常適合低強度光測量。它們具有高分流電阻、低噪聲和高擊穿電壓。施加5至10伏的反向偏壓可提高整個(gè)表面的響應均勻性和量子效率。與擴散器件相比，反轉層器件的光電流非線(xiàn)性設置在較低的光電流下。在
700nm以下，它們的響應度隨溫度變化不大。
（2）平面擴散光電二極管
OSIOptoelectronics提供兩個(gè)不同系列的紫外線(xiàn)增強型硅光電二極管。反轉通道系列和平面擴散系列。這兩個(gè)系列的設備都是專(zhuān)門(mén)為電磁光譜紫外區的低噪聲檢測而設計的。
平面擴散結構（UV-D系列）UV增強型光電二極管與反型層器件相比具有顯著(zhù)優(yōu)勢，例如更低的電容和更快的響應時(shí)間。與反型層器件相比，這些器件在更高的光輸入功率下表現出光電流線(xiàn)性。它們在長(cháng)時(shí)間暴露于紫外線(xiàn)下時(shí)提供更好的穩定性。
（3）平面擴散紅外抑制光電二極管
OSIOptoelectronics提供兩個(gè)不同系列的紫外線(xiàn)增強型硅光電二極管。反轉通道系列和平面擴散系列。這兩個(gè)系列的設備都是專(zhuān)門(mén)為電磁光譜紫外區的低噪聲檢測而設計的。
平面擴散結構（UV-E系列）UV增強型光電二極管與反型層器件相比具有顯著(zhù)優(yōu)勢，例如更低的電容和更快的響應時(shí)間。與反型層器件相比，這些器件在更高的光輸入功率下表現出光電流線(xiàn)性。它們在長(cháng)時(shí)間暴露于紫外線(xiàn)下時(shí)提供更好的穩定性。
4、X射線(xiàn)和輻射探測器
產(chǎn)品介紹：
這些硅光電二極管專(zhuān)為X射線(xiàn)區域的額外靈敏度而設計，無(wú)需使用閃爍體晶體或屏幕。靈敏度范圍從200nm到0.07nm（6eV到17.6keV）或17.6keV及以上。通?？商峁┛刹鹦洞翱?，并且可以與真空兼容。
（1）軟X射線(xiàn)、遠紫外增強型光電二極管
OSIOptoelectronics的1990年R&D100獲獎X-UV檢測器系列是一種獨特的硅光電二極管，旨在提高電磁光譜X射線(xiàn)區域的靈敏度，而無(wú)需使用任何閃爍體晶體或屏幕。在200nm至0.07nm（6eV至17,600eV）的寬靈敏度范圍內，每3.63eV的入射能量產(chǎn)生一對電子-空穴對，這對
應于Eph/3.63eV預測的極高穩定量子效率（見(jiàn)圖以下）。對于高于17.6keV的輻射能量的測量，請參閱“完全耗盡的高速和高能輻射探測器”部分。
（2）完全耗盡的光電二極管
這些大有源面積高速檢測器可以完全耗盡，以實(shí)現盡可能低的結電容以實(shí)現快速響應時(shí)間。它們可以在更高的反向電壓下運行，達到最大允許值，以實(shí)現更快的納秒響應時(shí)間。此時(shí)的高反向偏壓增加了結上的有效電場(chǎng)，因此增加了耗盡區的電荷收集時(shí)間。請注意，這是
在不犧牲高響應度和活動(dòng)區域的情況下實(shí)現的。
（3）多通道X射線(xiàn)探測器
該系列由16個(gè)元件陣列組成：各個(gè)元件組合在一起并安裝在PCB上。對于X射線(xiàn)或伽馬射線(xiàn)應用，這些多通道探測器提供閃爍體安裝選項：BGO、CdWO4或CsI(TI)。BGO（鍺酸鉍）是一種理想的吸收劑：它在高能檢測應用中被廣泛接受。CdWO4（鎢酸鎘）具有足夠高的光輸出
，有助于改善光譜分析結果。CsI（碘化銫）是另一種高能量吸收劑，可提供足夠的抗機械沖擊和熱應力的能力。當耦合到閃爍體時(shí)，這些硅陣列通過(guò)散射效應將任何中等或高輻射能量映射到可見(jiàn)光譜。此外，他們專(zhuān)門(mén)設計的PCB允許端到端連接。在需要更大規模組裝的
情況下可以部署多個(gè)陣列。
5、光電二極管列陣
產(chǎn)品介紹：
具有不同尺寸和間距的有源區域的線(xiàn)性或二維陣列，以適應各種應用。提供LCC、DIP芯片載體、PCB、陶瓷或單片可焊接裸芯片。
（1）多元件光電二極管陣列
多通道陣列光電探測器由多個(gè)彼此相鄰放置的單個(gè)元件光電二極管組成，形成一維傳感區域公共陰極基板。他們可以同時(shí)測量移動(dòng)光束或許多波長(cháng)的光束。它們具有低電串擾和相鄰元件之間的超高均勻性，可實(shí)現非常高精度的測量。
當需要大量檢測器時(shí)，陣列提供了一種低成本的替代方案。檢測器針對紫外、可見(jiàn)光或近紅外范圍進(jìn)行了優(yōu)化。然后可以在光電導模式（反向偏置）下運行以減少響應時(shí)間，或者在光伏模式（無(wú)偏置）下運行以用于低漂移應用。
（2）二維光電二極管陣列
PIN-4X4D是一個(gè)4x4陣列的超藍增強型光電探測器。我們的專(zhuān)有設計在所有16個(gè)元素之間提供了幾乎完全的隔離。標準LCC封裝可輕松集成到您的表面貼裝應用中。許多應用包括比率和散射測量，以及位置傳感。如需定制封裝、特殊電光要求或以裸片形式訂購這些部件，
請聯(lián)系我們的應用組。
6、Nd-YAG優(yōu)化光電二極管
產(chǎn)品介紹：
YAG系列光電探測器針對1060nm的高響應、YAG激光波長(cháng)和低電容進(jìn)行了優(yōu)化，可實(shí)現高速運行和低噪聲。這些探測器可用于感測低光強度，例如用于測距應用的YAG激光束照射的物體反射的光。SPOT系列象限探測器非常適合瞄準和指向應用。這些都是NonP設備。這些探測
器可用于光伏模式，用于需要低噪聲的低速應用，或用于光電導模式，應用反向偏壓，用于高速應用。
7、雪崩光電二極管
產(chǎn)品介紹：
硅雪崩光電二極管利用內部乘法來(lái)實(shí)現因碰撞電離而產(chǎn)生的增益。結果是優(yōu)化的高響應度設備系列，表現出出色的靈敏度。OSIOptoelectronics提供多種尺寸的探測器，可用于光纖應用的平面窗口或球透鏡。
8、光電二極管放大器混合器
產(chǎn)品介紹：
這些探測器與前置放大器集成在同一個(gè)封裝內。它們產(chǎn)生與入射光強度成比例的電壓輸出。各種增益和帶寬由客戶(hù)選擇的外部反饋組件決定。
（1）PHOTOP系列
Photop™系列在同一封裝中結合了光電二極管和運算放大器。Photop™通用檢測器的光譜范圍為350nm至1100nm或200nm至1100nm。它們具有集成封裝，可確保在各種操作條件下實(shí)現低噪聲輸出。這些運算放大器由OSIOptoelectronics工程師專(zhuān)門(mén)選擇，以兼容我們的光電二
極管。
其中許多特定參數是低噪聲。低漂移和支持由外部反饋組件確定的各種增益和帶寬的能力。對于低速、低漂移應用的無(wú)偏配置或偏壓以獲得更快的響應時(shí)間，都可以從DC電平到幾MHz運行。LN系列Photops將與OV偏置一起使用。
（2）1.25Gbps光電二極管放大器混合器
FCI-H125G-10：低噪聲、高帶寬光電探測器和跨阻放大器，專(zhuān)為短波長(cháng)(850nm)高速光纖數據通信而設計。該混合器包含一個(gè)直徑為250µm的大傳感區域、高靈敏度硅光電探測器。它還包括一個(gè)高增益跨阻放大器，該放大器產(chǎn)生一個(gè)差分輸出電壓，用于鎖存到用于千兆以
太網(wǎng)和光纖通道應用的電光接收器和收發(fā)器的后置放大器，通過(guò)多模光纖傳輸速率高達1.25Gbps。光電探測器將光轉換為電信號，同時(shí)輸出電壓隨著(zhù)光的輸入/輸出而增加。這是通過(guò)單個(gè)+3.3V至+5V正電源實(shí)現的。
（3）BPX65-100
BPX65-100接收器包含一個(gè)與NE5212(Signetics)跨阻放大器耦合的BPX-65超高速光電二極管。標準產(chǎn)品包括ST和SMA連接器版本。
9、光電二極管濾波器組件
產(chǎn)品介紹：
濾光片為定制硅光電二極管的光譜響應提供了一種低成本且有效的解決方案。光度檢測器和輻射檢測器通常是通過(guò)使用集成濾光片來(lái)設計的。
（1）檢測濾光片組合系列
探測器-濾光片組合系列包含一個(gè)濾光片和一個(gè)光電二極管，以實(shí)現定制的光譜響應。OSIOptoelectronics提供多種標準和定制組合。根據要求，所有檢測器-過(guò)濾器組合都可以提供NIST可追溯校準數據，以安培/瓦特、安培/流明、安培/勒克斯或安培/英尺燭光指定。在
許多可能的定制組合中，以下是一些可作為標準部件提供的檢測器-過(guò)濾器組合。
PIN-10AP-是一個(gè)1cm2有效面積、BNC封裝檢測器-過(guò)濾器組合，可復制最常用光學(xué)輔助設備的響應；人眼。眼睛感知亮度和顏色，響應隨波長(cháng)而變化。該響應曲線(xiàn)通常稱(chēng)為CIE曲線(xiàn)。AP濾光片將CIE曲線(xiàn)精確匹配到面積的4%以?xún)取?/div>
PIN-555AP-具有與PIN10-AP相同的光學(xué)特性，在同一封裝中具有額外的運算放大器。封裝和運算放大器組合與UDT-555D探測器-放大器組合(PhotopsTM)相同。
PIN-005E-550F-使用具有550nm峰值透射率的低成本寬帶通濾波器來(lái)模擬光度應用的CIE曲線(xiàn)。通帶與CIE曲線(xiàn)相似，但光譜響應曲線(xiàn)的實(shí)際斜率卻大不相同。該設備還可用于阻擋700nm及以上光譜范圍的近紅外部分。
PIN-005D-254F-是一個(gè)6mm2有效面積、紫外增強型光電二極管-濾光片組合，它使用峰值為254nm的窄帶通濾光片。
（2）眼睛反應檢測器
E系列光電二極管是帶有高質(zhì)量色彩校正濾光片的藍色增強探測器。產(chǎn)生的光譜響應近似于人眼的光譜響應。
除了列出的E系列光電二極管外，OSIOptoelectronics還可以為該目錄中的其他光電二極管提供各種濾光片
10、可焊芯片光電二極管
產(chǎn)品介紹：
一種低成本方法，適用于需要大有源面積光電探測器或探測器被認為是“一次性”的應用。提供焊接引線(xiàn)或作為獨立裸片。靈敏度范圍從400nm到1100nm。
（1）光電導可焊芯片
可焊接光電二極管芯片系列為需要大有源面積光電探測器的應用提供了一種低成本的方法，該光電探測器具有或不具有飛線(xiàn)，以便于組裝和/或探測器被認為是“一次性”的情況。它們具有低電容、中等暗電流、寬動(dòng)態(tài)范圍和高開(kāi)路電壓。這些探測器有兩條3"長(cháng)的引線(xiàn)，
分別焊接到正面（陽(yáng)極）和背面（陰極）。光電導可焊系列(SXXCL)用于低電容和快速響應應用。
（2）光伏可焊芯片
可焊接光電二極管芯片系列為需要大有源面積光電探測器的應用提供了一種低成本的方法，該光電探測器具有或不具有飛線(xiàn)，以便于組裝和/或探測器被認為是“一次性”的情況。它們具有低電容、中等暗電流、寬動(dòng)態(tài)范圍和高開(kāi)路電壓。這些探測器配有兩條3英寸長(cháng)的
引線(xiàn)，分別焊接到正面（陽(yáng)極）和背面（陰極）。光伏可焊接系列(SXXVL)用于低噪聲應用。
11、位置感應探測器
產(chǎn)品介紹：
以下是專(zhuān)為位置傳感應用而設計的產(chǎn)品。分段和橫向效應PSD可用于1維或2維活動(dòng)區域。有多種有效區域尺寸和封裝可供選擇，以適應廣泛的應用。分段檢測器通常用于光束歸零應用，而橫向效應PSD最適合測量寬橫向位移。
（1）分段光電二極管
SPOT系列是普通基板光電探測器，分為兩(2)或四(4)個(gè)獨立的有源區域。它們可在相鄰元件之間具有0.005"或0.004"明確定義的間隙，從而在元件之間產(chǎn)生高響應均勻性。SPOT系列非常適合非常精確的調零或定心應用。當光斑直徑大于細胞間距時(shí)，可以獲得位置信息。
（2）和差放大器模塊
QD7-0-SD或QD50-0-SD是帶有相關(guān)電路的象限光電二極管陣列，可提供兩個(gè)差分信號和一個(gè)和信號。兩個(gè)差信號是由相對的光電二極管象限元件對感測的光的相對強度差的電壓模擬。此外，所有4個(gè)象限元素的放大總和作為總和信號提供。這使得QD7-0-SD或QD50-0-SD成為
光束歸零和定位應用的理想選擇。非常精確的光束對準是可能的，該電路也可用于目標獲取和對準。
（3）DuoLateralPSDs
超級線(xiàn)性位置傳感器采用最先進(jìn)的雙橫向技術(shù)，可提供與活動(dòng)區域上光點(diǎn)質(zhì)心距中心的位移成比例的連續模擬輸出。作為連續位置傳感器，這些探測器是無(wú)與倫比的。在64%的感應區域內提供99%的位置精度。這些精度是通過(guò)雙橫向技術(shù)實(shí)現的，制造具有兩個(gè)單獨的電阻
層的探測器，一個(gè)位于芯片的頂部，另一個(gè)位于芯片的底部。使用這些傳感器可以獲得一維或二維位置測量。
（4）Tetra橫向PSD
四邊形位置傳感探測器制造有一個(gè)單一的電阻層，用于一維和二維測量。它們具有用于一維位置感測的共陽(yáng)極和兩個(gè)陰極或用于二維位置感測的四個(gè)陰極。
這些探測器最適合用于需要在寬空間范圍內進(jìn)行測量的應用。它們在超過(guò)64%的感應區域內提供高響應均勻性、低暗電流和良好的位置線(xiàn)性度。
12、塑料封裝探測器
產(chǎn)品介紹：
OSIOptoelectronics提供一系列高質(zhì)量和可靠的塑料封裝光電二極管。它們提供各種形狀和尺寸的光電探測器和封裝，包括行業(yè)標準T1和T13/4、BPW34、平面和透鏡側觀(guān)察器以及表面貼裝系列。
（1）塑封系列
OSIOptoelectronics提供一系列高品質(zhì)和可靠性的塑料封裝光電二極管。這些模制器件可提供各種形狀和尺寸的光電探測器和封裝，包括行業(yè)標準T1和T13/4、平面和透鏡側觀(guān)察器以及表面貼裝版本(SOT-23)。它們非常適合在惡劣環(huán)境中安裝在PCB和手持設備上。
（2）雙發(fā)射器系列
雙LED系列包括一個(gè)660nm（紅色）LED和一個(gè)配套的IRLED，例如880/895、905或940nm。它們廣泛用于比率測量，例如醫學(xué)分析和監測設備。它們還可用于需要低成本雙波長(cháng)光源的應用。有兩種類(lèi)型的引腳配置可供選擇：1.)三個(gè)引線(xiàn)，一個(gè)公共陽(yáng)極或陰極，或2.)兩個(gè)引
線(xiàn)并聯(lián)背對背連接。它們有兩種包裝。透明的引線(xiàn)框架模制側面外觀(guān)和無(wú)鉛陶瓷基板。匹配光電探測器的響應針對660nm和近紅外波長(cháng)的最大響應度進(jìn)行了優(yōu)化。它們表現出低電容和低暗電流，并在與雙發(fā)射器相同的兩種封裝中提供三種不同的有源區域尺寸：透明引線(xiàn)框
架模制側面外觀(guān)和無(wú)引線(xiàn)陶瓷基板。
客服熱線(xiàn)：
