Übersicht
Eine Diode ist ein Halbleitergerät, das Licht in Strom umwandelt.Die Photodiode nimmt die Lichtenergie als Eingang zur Erzeugung von Strom an. Photodioden werden auch als Photodetektoren, Photosensoren oder Photodetektoren bezeichnet, üblich sind Photodioden (PIN), Lawinenphotodioden (APD), Einphotonenlawinendioden (SPAD),Siliziumphotomultiplier (SiPM / MPPC).

Eine Photodiode (PIN), auch als PIN-Verbindungsdiode bekannt, bei der eine Schicht aus I-Typ-Halbleiter in der Mitte der Photodiode-PN-Verbindung niedrig ist, kann die Breite der Auslastungsfläche vergrößern.Verringerung der Auswirkungen der Diffusionsbewegung und Verbesserung der ReaktionsgeschwindigkeitAufgrund der niedrigen Dopingkonzentration dieser Einbeziehungsschicht, fast intrinsischer Halbleiter, nennt man ihn I-Schicht, also wird diese Struktur eine PIN-Fotodiode;

Eine Avalanche-Fotodiode (APD) ist eine Photodiode mit einem internen Verstärken, das dem Prinzip eines Photomultiplier-Rohrs ähnelt.Der interne Stromzuwachs von ca. 100 kann im APD durch Verwendung des Effekts der Ionisierungskollision (Avalancheabbau) erzielt werden.;

Eine Einphotonenavalanche-Diode (SPAD) ist eine photoelektrische Detektions-Avalanche-Diode mit Einphotonenavalanche-Fähigkeit, die im APD (Avalanche Photon Diode) im Geiger-Modus arbeitet.Anwendet bei der Raman-Spektroskopie, Positronenemissionstomographie und Fluoreszenz-Lebenszeitbildgebungsbereiche;

Ein Silizium-Fotomultiplier (SiPM) ist eine Art Anschlagspannung und verfügt über den Schlaglöschmechanismus einer Schlagfotodiodenanlage parallel,mit ausgezeichneter Auflösung der Photonenzahl und Einzelfotondetektionsempfindlichkeit des Silizium-Tieflichtdetektors, mit hohem Gewinn, hoher Empfindlichkeit, geringer Verzerrungsspannung, nicht anfällig für Magnetfeld, kompakte Struktur.

PIN-Fotodioden haben keinen Multiplikator-Effekt und werden häufig im Nachweissektor eingesetzt.Der typische Anstieg der APD beträgt derzeit das 10-100fache, muss die Lichtquelle erheblich erhöht werden, um sicherzustellen, dass das APD während der Fernprüfung ein Signal hat,SPAD Single-Photon-Avalanche-Diode und SiPM / MPPC Silizium-Fotomultiplier existieren hauptsächlich zur Lösung der Gewinnfähigkeit und der Implementierung von großformatigen Arrays:
1) SPAD oder SiPM/MPPC ist ein APD, das im Geigermodus arbeitet und einen Gewinn von Zehntausenden bis Tausenden von Malen erzielen kann, aber die Kosten für System und Schaltung sind hoch;
2) SiPM/MPPC ist eine Arrayform von mehreren SPADs, die eine höhere Nachweisgrenze erreichen und mit einer Array-Lichtquelle durch mehrere SPADs verwendet werden können,so ist es einfacher, CMOS-Technologie zu integrieren und hat den Kostenvorteil der Massenproduktion SkalaDa die SiPM-Betriebsspannung zumeist unter 30 V liegt, ist kein Hochspannungssystem erforderlich, die Integration in die gängigen elektronischen Systeme ist einfach.Der interne Million-Level-Gewinn vereinfacht auch die SiPM-Anforderungen für die Back-End-Ausleseschaltung.Derzeit wird SiPM in medizinischen Instrumenten, Laserdetektion und -messung (LiDAR), Präzisionsanalyse,
Er wird sich mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von SiPM auf weitere Bereiche ausweiten.

Fotoelektrische Prüfung mit Photodetektor
Im Allgemeinen müssen die Photodetektoren zuerst die Wafer prüfen und anschließend nach der Verpackung eine zweite Prüfung an der Vorrichtung durchführen, um die endgültige Analyse und Sortierung der Merkmale abzuschließen.wenn der Photodetektor arbeitetDie erzeugten Elektronen-Loch-Paare werden injiziert, um den fotogenerierten Träger zu vervollständigen.Also arbeiten Photodetektoren normalerweise im umgekehrten Zustand.Bei der Prüfung wird mehr Aufmerksamkeit auf Parameter wie Dunkelstrom, Umkehrspannung, Verbindungskapazität, Reaktionsfähigkeit und Überspannung gelegt.
Verwenden Sie den digitalen Quellmessemeter
Charakterisierung der photoelektrischen Leistung von Photodetektoren
Eines der besten Werkzeuge zur Charakterisierung von photoelektrischen Leistungsparametern ist das digitale Quellenmessgerät (SMU).Digitale Quellenmessgerät als unabhängige Spannungsquelle oder Stromquelle, kann ein konstantes Spannungs-, konstantes Strom- oder Pulssignal ausgeben, kann auch als Instrument für Spannungs- oder Strommessungen dienen; unterstützt Trigger, Multi-Instrument-Verbindungsarbeiten;für die Einfachprobenprüfung und die Mehrfachprobenprüfung mit photoelektrischen Detektoren, kann ein vollständiges Prüfschema direkt über ein einziges digitales Quellenmessgerät, mehrere digitale Quellenmessgeräte oder Kartenquellenmessgeräte erstellt werden.

PRECISE Digitale Quellenmessung Meter
Aufbau des fotoelektrischen Prüfplans des photoelektrischen Detektors
Dunkler Strom

Dunkler Strom ist der Strom, der durch ein PIN/APD-Rohr ohne Beleuchtung gebildet wird; er wird im Wesentlichen durch die strukturellen Eigenschaften von PIN/APD selbst erzeugt, die normalerweise unter μA-Klasse liegen.
Mit dem Messgerät der S- oder der P-Serie wird der Mindeststrom des Messgeräts der S-Serie100 pA und der Mindeststrom des Quellmessgeräts der P-Serie beträgt 10 pA.

Prüfkreise

IV-Kurve des dunklen Stroms

Bei der Messung des Niedrigstandstroms ((< 1 μA) können die dreifachen Koaxialanschlüsse und dreifachen Koaxialkabel verwendet werden.Das dreifache Koaxialkabel besteht aus dem inneren Kern (der entsprechende Stecker ist der zentrale Kontakt), die Schutzschicht (der entsprechende Stecker ist der mittlere zylindrische Kontakt) und die äußere Hautschutzschicht.Dabei gibt es eine Gleichpotenz zwischen der drei Koaxialschutzschicht und dem inneren Kern., wird es keine Leckagekraftgeneration geben, was die Genauigkeit des Niedrigstromversuchs verbessern kann.

Schnittstellen des Quellmessmessgeräts

Triaxialer Adapter

Rückspannung bei Ausfall
Wenn die angewandte Umkehrspannung einen bestimmten Wert übersteigt, steigt der Umkehrstrom plötzlich an, dieses Phänomen wird als elektrischer Ausfall bezeichnet.Die elektrische Ausfallspannung wird als Diodenumkehrspannung bezeichnet.
Nach den unterschiedlichen Spezifikationen der Vorrichtung ist der Spannungswiderstandsindex nicht konsistent, und auch das für die Prüfung erforderliche Instrument ist unterschiedlich.Es wird empfohlen, einen S-Serie-Desktop-Quellmessmesser oder einen P-Serie-Impulsquellmessmesser unter 300 V zu verwenden., beträgt die maximale Spannung 300V, die Ausfallspannung über 300V wird empfohlen und die maximale Spannung 3500V.

Verbindungsschaltkreise

Umgekehrte Abspaltungsspannung IV

C-V-Test
Die Verbindungskapazität ist eine wichtige Eigenschaft der Photodiode und hat einen großen Einfluß auf ihre Bandbreite und Reaktionsfähigkeit.Es ist zu beachten, dass die Diode mit einer großen PN-Kreuzungsfläche ein größeres Kreuzungsvolumen und auch einen größeren Ladekondensator hatBei der Anwendung mit umgekehrter Verzerrung verringert die Erhöhung der Auslastungszonenbreite der Verbindung effektiv die Verbindungskapazität und erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit.Das Photodioden-C-V-Prüfschema besteht aus einem Quellmessgerät der Serie SDie Prüfschaltung und das Kurvendiagramm sind wie folgt dargestellt.

CV-Testverbindungsschaltkreise

CV-Kurve

Verantwortungsbewußtsein
Die Reaktionsfähigkeit der Photodiode ist definiert als das Verhältnis des erzeugten Photostroms (IP) zur Einfalllichtleistung (Pin) bei der angegebenen Wellenlänge und der umgekehrten Verzerrung, normalerweise in A / W.Die Reaktionsfähigkeit hängt mit der Größe der Quanteneffizienz zusammen., die die äußere Ausführungsform der Quanteneffizienz ist, und die Reaktionsfähigkeit ist R=IP/Pin.der Mindeststrom des Messmessgeräts der S-Serie ist 100 pA, und der Mindeststrom des Quellmessgeräts der P-Serie beträgt 10 pA.

Optische Überstörungstest (Optische Überstörung)

Im Lidar-Feld ist die Anzahl der in Lidar-Produkten mit verschiedenen Linien verwendeten Photodetektoren unterschiedlich, und das Intervall zwischen den Photodetektoren ist sehr klein.Es wird eine gegenseitige optische Übertragung gleichzeitig geben., und das Vorhandensein von optischem Crosstalk wird die Leistung von Lidar ernsthaft beeinträchtigen.
Die optische Übertragung hat zwei Formen: das Licht, das in einem großen Winkel über dem Array einfällt, gelangt in den angrenzenden Photodetektor und wird absorbiert, bevor es vom Photodetektor vollständig absorbiert wird.ein Teil des großwinkligen Einfallslichts ist nicht auf den lichtempfindlichen Bereich einfallsreich, ist aber an der Verbindungsschicht zwischen den Photodetektoren angeschlossen und wird in den lichtempfindlichen Bereich des angrenzenden Geräts reflektiert.

Die optische Schalldämpfung des Array-Detektors ist hauptsächlich für die Schalldämpfung der Array-DC bestimmt.der sich auf den maximalen Wert des Verhältnisses des Lichtstroms der Leuchteinheit zu jedem angrenzenden Lichtstrom der Einheit in der Arraydiode unter der angegebenen umgekehrten Verzerrung bezieht, Wellenlänge und optische Leistung

Prüflösung der S/P-Reihe

Mehrkanaltestlösung der CS-Serie

Es wird empfohlen, den Versuch nach dem mehrkanaligen Prüfverfahren der Versuchsreihe S, der Versuchsreihe P oder der Versuchsreihe CS durchzuführen.
Dieses System besteht hauptsächlich aus CS1003C/CS1010C-Host und CS100/CS400-Unterkarte, die die Eigenschaften einer hohen Kanaldichte aufweist,starke synchrone Auslösefunktion und hohe Effizienz der Kombination mehrerer Geräte.
CS1003C / CS1010C: Benutzung eines benutzerdefinierten Rahmens, Backplane Bus Bandbreite bis zu 3 Gbps, Unterstützung von 16 Trigger Bus, um die Anforderungen an Hochgeschwindigkeitskommunikation von Mehrkartengeräten zu erfüllen,CS1003C hat einen Slot für bis zu 3 Unterkarten, CS1010C hat einen Slot für bis zu 10 Unterkarten.

CS100-Unterkarte: Einzelkarte Einzelkanal-Unterkarte mit vier Quadranten-Arbeitsleistung, maximale Spannung 300 V, Mindeststrom von 100 pA, Ausgangsgenauigkeit 0,1%, maximale Leistung von 30 W;bis zu 10 Prüfkanäle.
CS400-Unterkarte: eine einzelne Karte mit vier Kanälen, maximale Spannung 10 V, maximaler Strom 200 mA, Ausgangsgenauigkeit 0,1%, einzelner Kanalmaximale Leistung von 2 W; kann 40 mit CS1010-Host-Testkanälen erstellen.

Lösung der Prüfung der elektrischen Leistung der optischen Kupplung
Optische Kopplung (optische Kopplung, englische Abkürzung OC) ist auch als photoelektrischer Trennstoff oder photoelektrische Kopplung bekannt, die als Photocoupler bezeichnet wird.Ein Gerät, das elektrische Signale mit Licht als Medium überträgtDie Antriebsströme werden durch eine Leuchtdiode (LED) angetrieben, die durch eine elektrische Antriebsströme ausgelöst wird.und erzeugt eine bestimmte Lichtwellenlänge., der vom optischen Detektor empfangen wird, um einen Lichtstrom zu erzeugen, der weiter verstärkt und ausgegeben wird.so die Rolle des Inputs, Ausgang und Isolierung.
Da die Eingabe und die Ausgabe des optischen Kopplers voneinander isoliert sind, ist die Übertragung elektrischer Signale einseitig.so hat es eine gute elektrische Isolierung Fähigkeit und Anti-Interferenz FähigkeitDerzeit ist er zu einem der vielfältigsten und am weitesten verbreiteten photoelektrischen Geräte geworden.

Bei optischen Kupplungsgeräten sind die wichtigsten elektrischen Leistungsmerkmale: Vorwärtsspannung VF, Rückwärtsstrom IR, Eingangskapazität CIN,Abbruchspannung Emitter-Kollektor BVcEo, aktuelle Umrechnungsquote CTR usw.

Gleichspannung VF
VF bezieht sich auf den Druckabfall der LED selbst bei einem gegebenen Betriebsstrom.Bei der Prüfung wird das Perth-Messgerät der S- oder P-Serie empfohlen..

Vf-Prüfkreise

Umgekehrter Leckstrom IR
Normalerweise ist der umgekehrte Strom, der bei der maximalen Umkehrspannung durch die Photodiode fließt, in der Regel der umgekehrte Leckstrom auf dem nA-Niveau.Der Prüfquellenmessgerät der Serie S oder der Serie P kann in vier Quadranten arbeiten.Bei der Messung von Niedrigstrom (< 1 μ A) werden drei Koaxialanschlüsse und drei Koaxialkabel empfohlen.

Ausfallspannung BVcEO
Es bezieht sich auf den VcEo-Wert, wenn der Ausgangsstrom im offenen Stromkreislauf zunimmt.der Spannungswiderstandsindex ist nicht konsistent, und das für die Prüfung erforderliche Gerät ist ebenfalls unterschiedlich. Es wird empfohlen, einen Desktop-Messquellenmesser der Serie S oder einen P-Messquellenmesser der Serie P unter 300 V zu verwenden,Die Spannung beträgt 300 V., die
Eine Ausfallspannung über 300 V wird empfohlen, und die maximale Spannung beträgt 3500 V.

BVceo-Prüfkreise

Aktuelle Übertragungsquote CTR
Stromübertragungsquote CTR (Current Transfer Ratio), wenn die Betriebsspannung des Ausgangsrohrs den angegebenen Wert beträgt,das Verhältnis zwischen dem Ausgangsstrom und dem Vorstrom der Leuchtdiode ist das Umwandlungsverhältnis CTRBei der Prüfung wird das Perth-Quellmessgerät der S- oder P-Serie empfohlen.

Isolationsspannung
Isolationsspannungswiderstand zwischen Eingangs- und Ausgangsenden der optischen Kopplung.Es wird empfohlen, das Quellmessgerät der Serie E einzusetzen., und die maximale Spannung beträgt 3500 V.

Isolationsspannungsprüfkreise

Isolierte Kapazität
Die isolierte Kapazität Cr bezieht sich auf den Kapazitätswert zwischen den Eingangs- und Ausgangsterminals der fotokoppelten Vorrichtung.
Das Prüfschema besteht aus einem Quellmessgerät der Serie S, einer digitalen Brücke, einer Prüfspannbox und einer oberen Computersoftware.

Isolations-Kondensator-Prüfkreise

Cf-Kurve

Schlussfolgerung
Das Wuhan PERCISE-Instrument konzentrierte sich auf die Entwicklung von Halbleiter-elektrischen Leistungsprüfinstrumenten, basierend auf den Vorteilen des Kernalgorithmus und der Systemintegrationsplattform.die erste unabhängige Forschung und Entwicklung eines hochpräzisen digitalen Quellmessmeters, Pulsquellenmessgerät, schmale Pulsquellenmessgerät, integrierte Kartenquellenmessgeräte Produkte werden weit verbreitet in der Analyse von Halbleitergerätematerial und Testfeld verwendet.Entsprechend den Bedürfnissen der Nutzer, bieten wir Ihnen die effizientesten und kostengünstigsten Halbleiterprüflösungen.