レーザー ダイオードのピン配列ガイド: ピン構成、極性、ドライバーの互換性

A レーザーダイオードパッケージは一見シンプルに見えるかもしれません。一般的な TO- デバイスにはリードが 2、3、または 4 つしかありませんが、これらのリードを誤って接続すると、光出力が不安定になったり、ダイオードが損傷したりする可能性があります。

問題は、単一のものがないことですレーザーダイオードピン配置それはすべてのパッケージに当てはまります。 2 つのレーザー ダイオードは、異なる内部接続を使用しながら、同じ缶直径、同様の光出力、さらには同じ数のピンを持つことができます。

ダイオードを交換したり、ダイオードを OEM システムに統合したりするエンジニアにとって、安全なアプローチは簡単です。実際のダイオードを特定するのです。レーザーダイオードのピン配置、極性を確認し、モニターのフォトダイオードが何をしているのかを理解し、選択したレーザーダイオードドライバーがその電気的配置をサポートしているかどうかを確認します。

パッケージの中央にはレーザー ダイオード自体があり、LDアノードそしてLDカソード。正しい順電流を加えると、接合部がレーザー光を放射します。

多くの TO- キャン レーザー ダイオードには、次のような 2 番目の半導体デバイスも含まれています。モニターフォトダイオード、PD または MPD と略されることがよくあります。通常はレーザーキャビティの後面からの光出力の一部を検出します。この信号は、レーザー ダイオード ドライバーで出力を監視したり、一定の光パワーを維持したりするために使用できます。たとえば、ニューポート氏は、レーザー出力を一定のパワーレベルに維持する方法として後面モニタリングについて説明しています。{3}}

このため、3 ピン レーザー ダイオードを「ポジティブ、ネガティブ、コントロール」と考えるべきではありません。-

3 番目のリードは通常、モニター フォトダイオード、または LD と PD 間の共有電気接続に関連付けられます。デバイスによっては、1 本のリード線が金属ケースに接続されている場合もあります。

この区別が重要です。のレーザーダイオードの極性とフォトダイオードの極性は別の問題であり、どちらもデバイスをドライバーに接続する方法に影響を与える可能性があります。

ピン数は出発点としては役立ちますが、普遍的な配線図ではありません。

たとえば、14-ピンのバタフライ レーザー ダイオードは、5.6 mm 3-ピンの TO-CAN とはまったく異なる統合問題です。追加のピンは、レーザー接合自体ではなく、温度制御、監視、およびその他のパッケージ機能に関連付けられる場合があります。

重要なルールはシンプルです。

リード線の数は電気的なピン配置を定義しません。

ピン 1 が常にレーザー ダイオードのアノードである、またはすべての 3 つのピン パッケージの中心リードが常に接地されているとは決して想定しないでください。

の3ピンレーザーダイオードのピン配置ここから多くの配線ミスが始まります。

レーザー ダイオードとモニター フォトダイオードの両方を含むパッケージは、いくつかの方法で配線できます。共通のアノード配置では、LD と PD がアノード接続を共有します。共通のカソード構成では、それらのカソードは接続を共有します。

混合アレンジメントもあります。LDカソードとPDアノード端末を共有するか、LDアノードとPDカソードが一般的です。パッケージ設計によっては、共用端子が金属ケースに結合される場合もあります。

これは単なる理論上の違いではありません。メーカーのドキュメントには、特定の配置を備えた実際のデバイスが示されています。当社のカタログの例では、ピン1をレーザーカソードとして、ピン2をコモンケースとして、ピン3をモニターダイオードアノードとして使用しています。この例は、物理的なリードの位置だけでは未知のダイオードを識別するのに十分ではない理由を示しているため、まさに役立ちます。

したがって、「3 ピン レーザー ダイオードの標準ピン配置は何ですか?」と尋ねられた場合、より有益な答えは次のとおりです。-

すべての 3 ピン レーザー ダイオードに安全に適用できる 1 つのピン割り当てはありません。特定の部品番号とデータシートを確認してください。

正しいデータシートが目の前にあるとしても、1 つの詳細が問題を引き起こす可能性があります。見る方向.

一部のパッケージ図面では、デバイスを下から、リードを直接見た図が示されています。他の人は上面図を使用します。底面図の図面を上面図であるかのように読み取ると、ピンの位置が鏡像化されて表示されることがあります。-

ダイオードを接続する前に、見る方向、ピン番号、ケースのタブまたはノッチ、平らなエッジ、LD アノード/カソードのマーキング、PD アノード/カソードのマーキング、ケースの接続、および NC ピンまたは「接続なし」ピンを図面で注意深く確認してください。

パッケージ形状のみをデータシートの代用として使用しないでください。

これは交換作業時に特に重要になります。新しいダイオードは、内部ピン構成が異なっていても、既存のレーザー ダイオード マウントに物理的に適合する場合があります。

言い換えると：

機械的な適合性は、必ずしも電気的な適合性を意味するわけではありません。

たった 1 回のチェックで、驚くほど高くつくミスを防ぐことができます。

のモニターフォトダイオードレーザーの光出力に関する情報をシステムに提供します。

定電流 (ACC) 動作モードでは、ドライバがレーザー ダイオードを流れる電流を調整します。{0}モニターのフォトダイオードは単に個別に測定することもできますし、-またはまったく使用しないこともできます。

で自動電力制御 (APC)ただし、モニターのフォトダイオードはフィードバック ループの一部になります。ドライバーはフォトダイオードの電流を読み取り、レーザー電流を調整して目標の光出力を維持します。

つまり、ドライバの選択では最大 LD 電流以上を考慮する必要があります。

エンジニアも知っておく必要がありますフォトダイオードの極性を監視する、予想されるフォトダイオード電流、ドライバーがその PD 接続をサポートするかどうか、および共通端子またはパッケージケースがどのように参照されるか。

ドライバーの設計が異なれば、これらの接続の処理も異なります。より広範囲のレーザーパッケージ構成に対応するためにフローティング出力を使用するものもあります。たとえば、Newport は、さまざまなパッケージのピン配置に対応することを目的とした完全フローティング出力を備えたドライバーについて具体的に説明しています。

これが、既存のドライバーが自動的に代替レーザー ダイオードと互換性があるとみなすべきではない理由の 1 つです。

2 つのレーザー ダイオードが同じ波長、同様の出力パワー、同じ TO- 缶直径を共有しているとします。一方を他方を単純に置き換えることはできますか?

必ずしもそうとは限りません。

のレーザーダイオードドライバーの互換性チェックでは、光学仕様だけでなく、電気インターフェイス全体をカバーする必要があります。

交換用ダイオードの LD 極性または共通接続が異なる場合があります。そのモニターのフォトダイオードは、元のデバイスに対して逆になっている可能性があります。ケースは、ある部分では電気的に接続され、別の部分では絶縁されていてもよい。必要な動作電流やコンプライアンス電圧も異なる場合があります。

ドライバーのアーキテクチャも重要です。特定の一般的な接続を中心に設計されたドライバーは、すべてのモニター フォトダイオード構成をサポートしているとは限りません。{1}メーカーのドライバーのドキュメントには、サポートされる PD の極性と電気的配置が、オプションの詳細ではなく明示的な互換性要件である可能性があることが示されています。

OEM デザイナーにとって、これにより、レーザー ダイオード データシートとレーザー ドライバー データシートの一致したペア。そのうちの 1 つだけを読むだけでは十分ではありません。

有益な設計レビューでは、2 つの別々の質問が行われます。1 つは、ドライバがレーザー ダイオードに安全に電力を供給できるか、もう 1 つはそのモニタリング回路が内蔵フォトダイオードと正しく接続できるかというものです。-

両方の答えが明らかな場合にのみ、電気インターフェースは確認済みとして扱われるべきです。

生産装置の場合、レーザー ダイオードや交換部品を承認する前に電気インターフェイスを文書化するのに役立ちます。

機械製造業者にとって、この情報は BOM とアセンブリのドキュメントに記載する価値もあります。これにより、将来の調達や 2 番目の調達先の評価がはるかに簡単になります。-

標準の 3 ピン レーザー ダイオードのピン配列はありますか?

すべてのレーザー ダイオードにわたって普遍的な 3 ピン配置を想定することはできません。- 3 ピン デバイスには、共有アノード、共有カソード、またはその他の共通構成を備えたレーザー ダイオードとモニター フォトダイオードが含まれる場合があります。配線する前に必ず正確な部品番号を確認し、メーカーのデータシートを確認してください。

レーザーダイオードのアノードとカソードを識別するにはどうすればよいですか?

まずはメーカーのものからレーザーダイオードのピン配置図物理的なリードポジションではなく。図が上から示されているか下から示されているかを確認し、パッケージのタブ、ノッチ、またはその他の参照機能を使用して方向を確立します。未知のレーザー ダイオードまたは敏感なレーザー ダイオードの場合は、極性を判断するためだけに任意のテスト電流を印加することは避けてください。

ダイオードを交換した後も同じレーザーダイオードドライバーを使用できますか?

おそらくですが、物理的なフィット感だけでは十分ではありません。 LD 極性、動作電流、コンプライアンス電圧、モニター フォトダイオード極性、コモン/ケース接続、ドライバがサポートする動作モードを確認します。{1} APC が必要な場合、モニターのフォトダイオードの互換性が特に重要になります。{3}

A レーザーダイオードのピン配置細かいことのように思えるかもしれませんが、OEM レーザー システムでは、レーザー ソースとそれを制御する電子機器の間に直接配置されます。接続を早期に確認すると、ドライバーの選択が容易になり、交換のリスクが軽減され、システムの残りの部分が構築された後でインターフェイスを再設計する必要がなくなります。

を選択している場合は、OEMレーザーダイオード新規または既存のシステムについては、必要な波長、光出力、パッケージ タイプ、ピン構成、動作電流、ドライバ要件、および推定プロジェクト数量をお送りください。当社は、お客様のアプリケーションに適したレーザー ダイオードと電気構成の評価をお手伝いします。