НТЦ термистор за оптичку комуникацију

Кс-Меритан производи НТЦ термистор за оптичку комуникацију који се користи за детекцију температуре у оптичким примопредајницима, укључујући факторе облика СФП, КСФП и ЦФП. Ове компоненте су постављене близу ласерске диоде или унутар ТЕЦ контролне петље како би се обезбедила повратна информација о температури у реалном времену. Вредност отпора се мења предвидљиво са температуром, омогућавајући контролном колу да одржи стабилну радну тачку ласера.

Прецизно праћење температуре у оптичким модулима није погодна функција. Таласна дужина ласера ​​се помера за приближно 0,1 нм по степену Целзијуса за многе ДФБ ласере. Одступање температуре од неколико степени може померити излаз изван прихватљивог прозора канала у ДВДМ системима. НТЦ термистор за оптичку комуникацију обезбеђује повратни сигнал који ТЕЦ драјвер користи да исправи ово одступање.

Како НТЦ термистор функционише у оптичком модулу

НТЦ термистор за оптичку комуникацију обично је везан за исти подножје као ласерска диода или је причвршћен за ТЕЦ хладну страну. Како се температура ласера ​​мења, отпор термистора се мења у складу са нелинеарном кривом дефинисаном вредношћу Р25 и Б константом. Контролно коло мери овај отпор, претвара га у температурну вредност и подешава ТЕЦ струју да врати ласер на циљну температуру.

Однос између отпора и температуре следи стандардну једначину:

Р(Т) = Р25 × екп[ Б × (1/Т - 1/298,15) ]

Где је Т у Келвину, а Б је материјална константа. За апликације оптичких модула уобичајене су вредности Б25/50 између 3380 К и 3950 К. Избор зависи од очекиваног опсега радне температуре и резолуције коју захтева управљачко коло.

Тецхницал Параметерс

У табели испод су наведене стандардне конфигурације доступне од Кс-Меритана. Прилагођене вредности су могуће за обимне пројекте.

Све вредности су проверене у производњи. Потпун извештај о испитивању са мерењима отпорности и Б вредности може се доставити за сваку серију.

Важна напомена о самозагревању: Струја мерења кроз НТЦ мора да буде довољно ниска да снага која се расипа у термистору не подигне његову температуру за више од 0,1°Ц. За 10 кΩ НТЦ са фактором дисипације од 1,5 мВ/°Ц, то значи да струја мерења треба да остане испод приближно 120 µА. Прекорачење овога узрокује да термистор очитава вишу температуру од стварне ласерске температуре, што може довести до прехлађења контролне петље.

Физички дизајн и монтажа

Кс-Меритан испоручује НТЦ термистор за оптичку комуникацију у облику голог чипа, са Ау или Аг електродама, погодним за спајање жице или лемљење на керамичке подножје. Димензије чипа су обично у опсегу од 0,5 мм × 0,5 мм до 1,0 мм × 1,0 мм, са дебљином од 0,2 мм до 0,5 мм. Овај мали отисак омогућава постављање директно поред ласерске диоде без ометања оптичке путање.

За купце који преферирају претходно монтирану компоненту, чип се може монтирати на мали носач алуминијума или алуминијум нитрида са оловним жицама. Ова верзија је лакша за руковање на ручним линијама за монтажу и поједностављује процес лепљења.

Површина електроде је дизајнирана или за спајање Ау жице или за лемљење ПбСн/АуСн. Специфична метализација се бира на основу процеса монтаже купца. Пружамо техничке листове са препорученим параметрима везивања за сваки тип електроде.

Време одзива и термичка спрега

Термичка временска константа НТЦ голог чипа је обично испод 1 секунде када се монтира танким слојем термичког лепка или лемљења. У мирном ваздуху, без монтаже, временска константа је већа. За апликације оптичких модула, НТЦ мора бити термички спојен на исту површину као ласерска диода или ТЕЦ хладна плоча. Дебела линија лепка или ваздушни јаз ће успорити реакцију и увести температурни помак између сензора и ласера.

Препоручујемо монтажу НТЦ чипа са термички проводљивим лепком или предформом за лемљење. Дебљину везног слоја треба контролисати на мање од 25 µм. Ово осигурава да НТЦ прати температуру ласера ​​са минималним кашњењем, што је критично за ТЕЦ контролне петље које раде при брзинама ажурирања изнад 10 Хз.

Стабилност и дугорочни дрифт

НТЦ термистор за оптичку комуникацију може да покаже мали помак отпора током времена, посебно када се ради на повишеним температурама. Наша формулација материјала и пасивизација електрода смањују овај помак на ниво који не утиче на перформансе оптичког модула током типичног 10-годишњег радног века. Табела испод приказује очекивано померање под различитим условима складиштења, на основу интерног тестирања поузданости.

Ове вредности су засноване на убрзаном тестирању и нису гаранције. Стварни помак зависи од напрезања при монтажи, влажности и радне струје. Можемо да обезбедимо детаљан извештај о поузданости за квалификоване пројекте.

Производња и контрола квалитета

НТЦ чипови се производе у сопственом погону коришћењем техника обраде керамике. Ток производње укључује припрему праха, ливење траке, штампање електрода, синтеровање, резање коцкица и завршно електрично тестирање. Ми сами контролишемо састав материјала, што омогућава подешавање Б вредности и карактеристика отпорности.

Свака серија се тестира на:

● Отпорност на 25°Ц коришћењем прецизне купке са константном температуром

● Б вредност израчуната на основу мерења отпора на 25°Ц и 50°Ц

● Визуелни преглед под увећањем

● Отпор изолације

● Опциони термички циклус по захтеву купца

Подаци о тесту су архивирани и могу бити доступни уз сваку пошиљку. Такође подржавамо процедуре долазне инспекције специфичне за купца.

Водич за одабир

Да бисте изабрали исправан НТЦ термистор за ваш оптички модул, узмите у обзир следеће факторе:

1. Вредност Р25

Уобичајене вредности су 10 кΩ и 100 кΩ. Ниже вредности отпора повлаче више струје мерења, али су мање осетљиве на шум. Веће вредности отпора је лакше мерити једноставним АДЦ колима. Избор често зависи од ТЕЦ контролера ИЦ који се користи у модулу. Многи ласерски драјвер и ТЕЦ контролер чипови су оптимизовани за одређени НТЦ опсег отпора, обично 10 кΩ или 50 кΩ.

2. Б вредност

Б вредност одређује колико се отпор мења по степену. Већа вредност Б даје већу промену отпора по степену, што може побољшати температурну резолуцију. Међутим, веома висока вредност Б такође значи да отпор постаје веома висок на ниским температурама, што може премашити опсег улаза мерног кола. Б25/50 = 3435 К је уобичајен компромис за оптичке модуле који раде од -10°Ц до +75°Ц.

3. Толеранција

Толеранција отпора и толеранција Б вредности директно утичу на тачност мерења температуре. Толеранција отпора од ±1% у комбинацији са толеранцијом вредности Б од ±1% резултира почетном температурном грешком од приближно ±0,3°Ц на 25°Ц. За ДВДМ апликације где стабилност таласне дужине мора бити унутар ±0,01 нм, ова грешка може бити превелика. Корак калибрације у фирмверу модула може компензовати почетну толеранцију, али толеранција мора бити довољно чврста да калибрација остане важећа у радном опсегу.

4. Паковање и везивање

НТЦ мора да стане у расположиви простор унутар оптичког модула. Голи чипови нуде најмањи отисак, али захтевају спајање жице или опрему за причвршћивање. Унапред монтирани чипови на керамичким носачима поједностављују монтажу, али додају висину. Можемо да понудимо обе опције и саветујемо о најбољем избору за вашу производну линију.

5. Самозагревање

Струја мерења мора бити ниска. За 10 кΩ НТЦ са фактором дисипације од 1,5 мВ/°Ц, максимална струја мерења за самозагревање од 0,1°Ц је приближно 120 µА. Ако ваш ТЕЦ контролер користи већу струју, узмите у обзир мањи отпор НТЦ или већи чип са већим фактором дисипације.

Ако нисте сигурни које параметре да изаберете, наведите број дела вашег ТЕЦ контролера и циљни температурни опсег. Можемо препоручити компатибилну НТЦ конфигурацију.

Типичне апликације

СФП и КСФП оптички примопредајници

НТЦ термистори се користе унутар модула за праћење ласерске температуре. Сигнал улази у ТЕЦ контролер, који одржава ласер на фиксној температури, обично 25°Ц или 45°Ц у зависности од дизајна ласера.

ДВДМ и кохерентни модули

За ласере са уском ширином линије и стабилним таласним дужинама, НТЦ тачност је критична. Контролна петља мора одржавати температуру унутар ±0,1°Ц да би задржала таласну дужину унутар одређене мреже канала.

Ласер Диоде Субмоунтс

У пакетима са голим ласерским диодама, НТЦ је везан за исти субмоунт као и ласерски чип. Ово обезбеђује директно детекцију температуре без додатне топлотне масе.

Телеком базне станице и опрема на отвореном

НТЦ термистори се такође користе у круговима за праћење температуре спољашњих оптичких појачала и примопредајника, где промене температуре околине могу бити велике.

Често постављана питања

П: Која је разлика између вредности Р25 и Б?

О: Р25 је отпор на 25°Ц. Б вредност описује како се отпор мења са температуром. Оба параметра су потребна за израчунавање отпора на било којој другој температури. Већа вредност Б значи да се отпор више мења за дату промену температуре.

П: Како да конвертујем отпор у температуру у свом фирмверу?

О: Најједноставнији метод је да се користи табела за тражење генерисана из вредности Р25 и Б коришћењем Стеинхарт-Харт једначине или упрошћене Б једначине. Многи ТЕЦ контролери ИЦ имају уграђене алгоритме конверзије. Можемо да обезбедимо табелу коефицијената за ваш специфични НТЦ.

П: Могу ли да користим ±5% толеранције НТЦ у ДВДМ модулу?

О: Зависи од ваше процедуре калибрације. Толеранција отпора од ±5% у комбинацији са толеранцијом од ±1% Б резултира температурном грешком од преко ±1°Ц пре калибрације. Ако ваша производна линија врши једнократну калибрацију на познатој температури, почетни помак се може уклонити. Али толеранција Б и даље утиче на тачност нагиба. За ДВДМ препоручујемо најмање ±1% отпора и ±0,5% Б вредности.

П: Зашто је самозагревање важно ако је струја мерења само неколико стотина микроампера?

О: Чак и мале струје могу загрејати термистор изнад температуре околине. Струја од 100 µА кроз НТЦ од 10 кΩ расипа 0,1 мВ. Са фактором дисипације од 1,5 мВ/°Ц, ово узрокује пораст температуре за 0,067°Ц. У строго контролисаном ласерском модулу, тај помак може бити значајан. Мерни круг треба да користи најмању практичну струју.

П: Да ли дајете прилагођене вредности Б или вредности отпора?

О: Да. Можемо да прилагодимо састав материјала да бисмо постигли прилагођене Б вредности у опсегу од 3000 К до 4500 К, и можемо да прегледамо специфичне вредности отпора са малим толеранцијама. Примењују се минималне количине наруџбине.

П: Може ли се НТЦ монтирати директно на ласерски чип?

О: Обично не. НТЦ је монтиран на субмоунт или ТЕЦ хладну страну, а не на ласерску фасету. Директан контакт са ласерским чипом може довести до електричних проблема или проблема са топлотном масом. Препоручујемо да се НТЦ монтира што је могуће ближе ласеру, али електрично изолован.

Контакт и инжењерска подршка

Да бисте затражили узорке или детаљну препоруку, наведите следеће:

● Број дела ТЕЦ контролера или мерна струја

● Циљна температура ласера

● Потребна тачност температуре

● Доступан простор за НТЦ

● Начин монтаже (везивање жице, лемљење, епоксид)

● Очекивани годишњи обим

Одговарамо у року од једног радног дана и можемо да обезбедимо узорке за процену.