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光电二极管(PD S1337-66BR)的测试方法及结果

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本文介绍光电二极管(PD S1337-66BR)的测试方法和测试结果,通过实验数据帮助大家去进一步理解参数和使用,后续有新的测试内容会进一步更新。


S1337-66BR是一款硅基光电二极管,感光面积6*6 mm2,窗口材料为填充树脂,其他详细信息点击S1337-66BR产品手册了解更多。


测试主题


以下测试环境温度在25℃,测试主题如下:


# 启动测试 1. 当PD拿到手后,如何快速测试PD是否正常?

2. 如何通过万用表测试PD,可以测量PD的哪些数据?
# 暗电流测试 3. 如何测试暗电流?

4. 暗电流随反向电压的变化?
# 光灵敏度测试 5. 如何测试光灵敏度?

6. 不同光强下,光灵敏度是否会变化?

7. 不同偏压下,光灵敏度是否会变化?
# 线性上限测试 8. 光电二极管的线性上限(光源为高斯光斑时)?


1. 当PD拿到手后,如何快速测试PD是否正常?


可以直接在室内照明下,使用万用表来快速测试PD能否正常,室内照明下,PD的短路电流:~几 uA,开路电压:~0.几 V的水平。


2. 如何通过万用表测试PD,可以测量PD的哪些数据?


可直接将万用表表笔接上PD引脚,部分测试图片如下:



万用表测试结果如下:


测试条件

红笔-阳极/黑笔-阴极

红笔-阴极/黑笔-阳极

室内光强下

避光条件下

室内光强下

避光条件下

短路电流/uA

3.3

0

-3.3

0

开路电压/V

0.28

0.01

-0.28

-0.01

电阻测试/Ω

11M

4M

3K

+∞(无穷大)

二极管正向电压/V

0.48

0.48

0

0


测试结果如下:
① 通过这些数据可辨别,光电二极管的阴阳极; 

② 随着入射光强变大,正向电阻越大,反向电阻越小;

③ 二极管的正向电压不随光强改变。


3. 如何测试暗电流?


PD的暗电流测试最重要的是将PD进行避光,如暗室,暗箱,遮光布等。由于PD的暗电流在pA量级,超出万用表的电流量程,因此需要使用精度更高的皮安电流表进行测量,我们使用的电流表型号为Keithley 6487。



为了测试方便起见,对S1337进行避光封装,如图所示:



使用皮安电流表(Keithley 6487)对PD输出电流进行测量,测试结果如下: 


① 不接入PD,电流表自身漏电流为:0.08 pA;
② 接入PD,反向电压为零,电流表输出电流为:0.3 pA;
③ 接入PD,反向电压为10 mV,电流表输出电流为:33 pA(符合产品手册数据);。


4. 暗电流随反向电压的变化?


测试示意图如下:



给光电二极管的阴极供正电,阳极电流输入电流表,可以手动调整电压值,也可以通过控制程序进行自动电压设置,电流输出,以下是产品手册和实测结果对比图,两者基本符合:



5. 如何测试光灵敏度?


光灵敏度是光电流与特定波长入射光辐射能通量的比值,单位:A/W。



测量光灵敏度的关键点在于需要知道入射光的绝对功率,这里我们使用的是光功率计(newport 918D)。以532 nm波长为例,测试在532 nm波长下的光灵敏度,使用的光源为532 nm激光器(新产业 BH80177)。


通过光纤连接激光器出口,另一端正对光功率计探头光敏面,注意出射光斑要小于感光面,通过光功率计测量激光器输出功率,相同条件下,测量光电二极管输出电流大小,即可得到光灵敏度值。测试示意图如下:



在532 nm的波长下,S1337-BR系列的光灵敏度典型值为0.33 A/W,实测结果为0.32 A/W,同产品手册数据吻合。


6. 不同光强下,光灵敏度是否会变化?


给定不同的激光功率,在光电二极管输出饱和前,光灵敏度不随光强变化,测试数据如下:



7. 不同偏压下,光灵敏度是否会变化?


在不饱和的情况下,给定相同光强,通过改变光电二极管的反向偏压值0至5V,输出光电流不变,光灵敏度不随偏压变化。


8. 光电二极管的线性上限(光源为高斯光斑)?


光电二极管在没有偏置电压的条件下,线性偏离5%,上限约为4 mW,对应的光电流约为1.28 mA。



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