Laser Diode Pinout Guide: Stiftkonfigurationer, polaritet och drivrutinskompatibilitet

A laserdiodpaketet kan se bedrägligt enkelt ut. En typisk TO-kan-enhet kan bara ha två, tre eller fyra avledningar, men om de ansluts på fel sätt kan det betyda allt från en instabil optisk utgång till en skadad diod.

Problemet är att det inte finns någon endalaserdiodpinoutsom gäller för alla paket. Två laserdioder kan ha samma burkdiameter, liknande optisk effekt och till och med samma antal stift medan olika interna anslutningar används.

För ingenjörer som byter ut en diod eller integrerar en i ett OEM-system är den säkra metoden enkel: identifiera den faktiskalaserdiodstiftkonfiguration, bekräfta polariteten, förstå vad monitorns fotodiod gör och kontrollera sedan om den valda laserdioddrivrutinen stöder det elektriska arrangemanget.

I mitten av paketet finns själva laserdioden, med enLD-anodoch enLD katod. Applicera korrekt framåtström och korsningen avger laserljus.

Många TO-kan laserdioder också innehålla en andra halvledarenhet: aövervaka fotodiod, ofta förkortat PD eller MPD. Den detekterar en del av den optiska utsignalen, vanligtvis från den bakre facetten av laserkaviteten. Den signalen kan användas av en laserdioddrivrutin för att övervaka utsignalen eller upprätthålla konstant optisk effekt. Newport, till exempel, beskriver bakre-facetövervakning som ett sätt att hålla laseruteffekten på en konstant effektnivå.

Det är därför som en tre-laserdiod inte bör ses som "positiv, negativ och kontroll."

Den tredje ledningen är vanligtvis associerad med monitorns fotodiod eller en delad elektrisk anslutning mellan LD och PD. Beroende på enheten kan en ledning också anslutas till metallhöljet.

Denna distinktion spelar roll. Delaserdiodpolaritetoch fotodiodens polaritet är separata frågor, och båda kan påverka hur enheten ansluter till en drivrutin.

Stiftantal ger dig en användbar utgångspunkt, men inte ett universellt kopplingsschema.

En 14-fjärilslaserdiod är till exempel ett helt annat integrationsproblem än en 5,6 mm tre-TO-burk. De extra stiften kan vara associerade med temperaturkontroll, övervakning och andra paketfunktioner snarare än själva laserövergången.

Den viktiga regeln är enkel:

Antalet ledningar definierar inte den elektriska pinouten.

Anta aldrig att stift 1 alltid är laserdiodens anod, eller att mittledningen på varje tre-stiftspaket alltid är jordad.

De3-polig laserdiod pinoutdet är där många ledningsfel börjar.

Ett paket som innehåller både laserdiod och monitorfotodiod kan kopplas in på flera sätt. I ett vanligt-anodarrangemang delar LD och PD en anodanslutning. I en vanlig-katodkonfiguration delar deras katoder en anslutning.

Det finns också blandade arrangemang därLD-katod och PD-anoddela en terminal, ellerLD-anod och PD-katodär vanliga. Den delade terminalen kan också knytas till metallhöljet, beroende på paketets design.

Detta är inte bara en teoretisk distinktion. Tillverkarens dokumentation visar riktiga enheter med specifika arrangemang. Ett Thorlabs katalogexempel använder stift 1 som laserkatod, stift 2 som det vanliga fallet och stift 3 som monitordiodanod. Det exemplet är användbart just för att det visar varför enbart fysisk ledningsposition inte räcker för att identifiera en okänd diod.

Så när någon frågar "Vad är standarduttaget för en tre-stifts laserdiod?", är det mer användbara svaret:

Det finns inte en stifttilldelning som säkert kan tillämpas på varje 3-stifts laserdiod. Kontrollera det specifika artikelnumret och databladet.

Även med rätt datablad framför dig kan en detalj fortfarande orsaka problem:visningsriktning.

Vissa paketritningar visar enheten från botten och tittar direkt på elektroderna. Andra använder en ovanifrån. Läs en bottenvy-som om det vore en vy ovanifrån och nålpositionerna kan se spegelvända ut.

Innan du ansluter dioden, kontrollera noggrant ritningen för visningsriktning, stiftnumrering, höljesflik eller skåra, tillplattad kant, LD-anod-/katodmarkeringar, PD-anod-/katodmarkeringar, höljesanslutning och eventuella NC- eller "ingen anslutning"-stift.

Använd inte enbart paketform som ersättning för databladet.

Detta blir särskilt viktigt vid ersättningsarbete. En ny diod kan fysiskt passa det befintliga laserdiodfästet samtidigt som den har en annan intern stiftkonfiguration.

Med andra ord:

Mekanisk kompatibilitet betyder inte nödvändigtvis elektrisk kompatibilitet.

Den ena kontrollen kan förhindra ett förvånansvärt dyrt misstag.

Deövervaka fotodiodger systemet information om laserns optiska utgång.

I ett driftläge med konstant-ström, eller ACC, reglerar föraren strömmen genom laserdioden. Monitorns fotodiod kan helt enkelt mätas separat-eller kanske inte användas alls.

I enAutomatisk effektkontroll (APC)systemet blir dock monitorns fotodiod en del av återkopplingsslingan. Drivrutinen läser av fotodiodströmmen och justerar laserströmmen för att upprätthålla en optisk målutgång.

Det betyder att förarens val bör överväga mer än maximal LD-ström.

Ingenjören måste också känna tillövervaka fotodiodens polaritet, förväntad fotodiodström, om drivrutinen stöder den PD-anslutningen och hur den gemensamma terminalen eller paketet hänvisas till.

Olika drivrutiner hanterar dessa anslutningar på olika sätt. Vissa använder flytande utgångar för att rymma ett bredare utbud av laserpaketkonfigurationer; Newport, till exempel, beskriver specifikt en drivrutin med en helt flytande utgång avsedd att rymma olika paketstiftsarrangemang.

Detta är en anledning till att en befintlig drivrutin inte automatiskt bör antas vara kompatibel med en ersättningslaserdiod.

Anta att två laserdioder delar samma våglängd, liknande uteffekt och samma TO--burkdiameter. Kan det ena bara ersätta det andra?

Inte nödvändigtvis.

Delaserdioddrivrutinkompatibilitetkontrollen bör täcka hela det elektriska gränssnittet, inte bara optiska specifikationer.

Ersättningsdioden kan ha en annan LD-polaritet eller gemensam anslutning. Dess monitorfotodiod kan vara omvänd i förhållande till den ursprungliga enheten. Höljet kan vara elektriskt anslutet i en del och isolerat i en annan. Erforderlig driftström och överensstämmelsespänning kan också vara olika.

Drivrutinsarkitekturen spelar också roll. En drivrutin som är designad kring en viss gemensam anslutning kanske inte stöder alla bildskärms-fotodiodkonfigurationer. Tillverkarens drivrutinsdokumentation visar att stödd PD-polaritet och elektriskt arrangemang kan vara explicita kompatibilitetskrav snarare än valfria detaljer.

För en OEM-designer gör dettalaserdioddatablad och laserdrivrutindatablad ett matchat par. Det räcker inte att bara läsa en av dem.

En användbar designgranskning ställer två separata frågor: kan föraren försörja laserdioden på ett säkert sätt och kan dess övervakningskrets samverka korrekt med den inbyggda-fotodioden?

Först när båda svaren är tydliga bör det elektriska gränssnittet behandlas som bekräftat.

För produktionsutrustning hjälper det att dokumentera det elektriska gränssnittet innan man godkänner en laserdiod eller reservdel.

För maskinbyggare är denna information också värd att lägga in i stycklistan och monteringsdokumentationen. Det gör framtida inköp och andra-källautvärdering mycket enklare.

Finns det en standard 3-pin laserdiod pinout?

Inget universellt arrangemang med tre-stift kan antas över alla laserdioder. En 3-stiftsenhet kan innehålla en laserdiod och monitorfotodiod med en delad anod, delad katod eller annan vanlig konfiguration. Identifiera alltid det exakta artikelnumret och verifiera tillverkarens datablad innan ledningar.

Hur kan jag identifiera laserdiodens anod och katod?

Börja med tillverkarenslaserdiod pinout diagramsnarare än fysisk ledningsposition. Kontrollera om diagrammet visas uppifrån eller nedifrån och använd paketfliken, skåran eller annan referensfunktion för att fastställa orienteringen. För en okänd eller känslig laserdiod, undvik att applicera godtycklig testström helt enkelt för att bestämma polariteten.

Kan jag använda samma laserdioddrivrutin efter att ha bytt ut dioden?

Möjligen, men en fysisk passform räcker inte. Bekräfta LD-polaritet, driftsström, överensstämmelsespänning, övervaka-fotodiodpolaritet, vanlig anslutning och drivrutinens stödda driftläge. Om APC krävs blir bilddiodkompatibilitet-särskilt viktig.

A laserdiod pinoutkan verka som en liten detalj, men i ett OEM-lasersystem sitter den direkt mellan laserkällan och elektroniken som styr den. Att bekräfta anslutningen tidigt gör valet av förare enklare, minskar ersättningsrisken och undviker att göra om ett gränssnitt efter att resten av systemet redan har byggts.

Om du väljer enOEM laserdiodför ett nytt eller befintligt system, skicka oss din önskade våglängd, optisk uteffekt, pakettyp, stiftkonfiguration, driftsström, drivrutinskrav och uppskattad projektkvantitet. Vi kan hjälpa dig att utvärdera en lämplig laserdiod och elektrisk konfiguration för din applikation.