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Ultraviolet Selective Sensor
SFH 530
Mae in mm, wenn nicht anders angegeben/Dimensions in mm, unless otherwise specified.
Wesentliche Merkmale * Hohe UV-Empfindlichkeit * Speziell geeignet fur Anwendungen bei 310 nm * Geringe Empfindlichkeit bei sichtbarem und IR-Licht * Eine Versorgungsspannung * Geringe Stromaufnahme * Hermetisch dichte Metallbauform (TO-39) Anwendungen Flammenmelder Chem. und biomedizinische Analyse Photometrie Excimerlasersteuerung und -uberwachung Umwelt-Kartierung Hautbestrahlungsforschung Uberwachung von UV-Sterilisierungsgeraten * Medizinische Fehlerdiagnose * Schweiprozeuberwachung * * * * * * *
Features * High UV sensitivity * Suitable esp. for applications at 310 nm * Low sensitivity for visible and infrared light * Single supply voltage * Low current consumption * Hermetically sealed metal package (TO-39) Applications * * * * * * * * * Flame detector Chemical and biomedical analysis Photometry Excimer laser control and monitoring Environment mapping Skin irradiation studies Monitoring of UV sterilising equipment Medical diagnostic Welding monitoring
Semiconductor Group
1
1998-08-27
SFH 530
Typ Type SFH 530 Grenzwerte Maximum Ratings Bezeichnung Description
Bestellnummer Ordering Code Q62702-P1706
Symbol Symbol Top; Tstg VS
Wert Value - 20 ... + 80 8
Einheit Unit C V
Betriebs- und Lagertemperatur Operating and storage temperature range Versorgungsspannung Supply voltage Kennwerte (TA = 25 C) Characteristics Bezeichnung Description Versorgungsstrom Supply current 5 V, 20 C, dark, no load Max. Ausgangsstrom Max. output current 5 V, 20 C, saturation, 1.4 k load
Symbol Symbol min. IS 50
Wert Value typ. 65 max. 90
Einheit Unit A
Iout
35
51
72
A
Schwingungsbreite fur die Ausgangsspannung - Output swing 5 V, 20 C, saturation, no load 5 V, 20 C, dark, no load PSRR (50 ... 100 Hz) 5 V, 20 C, no load Offsetspannung Offset voltage 5 V, 25 C, no load 5 V, 60 C, no load 5 V, 80 C, no load Halbwinkel Half angle NEP at 310 nm 5 V, 20 C, no load - Voff
2.1 0 40
2.6 0.2 -
3.1 1 62
V mV dB mV
-5 - 10 - 60
0 -2 - 10 7.5
1 0 -1 - Grad Deg. W/Hz
NEP
- -
7x10-14 -
Semiconductor Group
2
1998-08-27
SFH 530
Kennwerte (TA = 25 C) Characteristics (cont'd) Bezeichnung Description Nachweisgrenze, = 310 nm Detection limit 5 V, 20 C, no load Aktive Flache Active area (1) Empfindlichkeit bei 310 nm Responsivity at 310 nm 5 V, 20 C, no load Selectivity (2) 5 V, 20 C, no load Responsivity to a 2856 K quartz-halogen lamp without UV (glass filter GG400) 5 V, 20 C, no load Transimpedanz Transimpedance
(1) (2)
Symbol Symbol
Wert Value - 5x1011 -
Einheit Unit m * Hz W mm2 mV nW/mm2 - mV/lx
D*
A
-
10 135
11 -
12 -
- -
- -
- -
10-4 0.5
-
1.1
1.3
1.5
G
Aufgrund der Lichtbundelung der Linse. Due to the light concentration of the lens. Selektivitat = max {Empfindlichkeit von 400 nm bis 1200 nm} _________________________________________________ Empfindlichkeit bei 310 nm Selectivity = max {Responsivity in the range of 400 ... 1200 nm} ___________________________________________________ Responsivity at 310 nm
Fig. 2 Empfangscharakteristik Response characteristic Vout = f()
1.0
OHF00425
Fig. 1 Typ. spektr. Verhalten des UV Sensors Typ. spectr. response of the UV sensor
10 2 mV nW 10 1
Responsivity
OHF00262
10 2 % 10
1
V out rel 0.9
0.8
Quantum Efficiency
10 0
10 0
0.7 0.6 0.5 0.4
10
-1
10
-1
10 -2
10 -2
0.3 0.2 0.1
10 -3
10 -3
10
-4
200
400
600
10 800 1000 nm 1300 Wavelength
-4
0 -15
-10
-5
0
5
10 ( ) 15
Semiconductor Group
3
1998-08-27
SFH 530
Ultraviolet Selective Sensor Allgemeines Der SFH 530, ein ultraviolett (UV)-selektiver optischer Sensor, wurde speziell fur die hohen Anforderungen an die Flammenuberwachung in Olbrennern (Blaubrenner) entwickelt und ist fur viele weitere anspruchsvolle Meaufgaben im Bereich der UV-Detektion einsetzbar. Die Fotodiode und die Verstarkerschaltung (Verstarkung des Fotostromes, Umsetzung in ein Spannungssignal) befinden sich in einem hermetisch dichten TO-39 Gehause mit drei Anschlupins (GND, Vs: Betriebsspannung, OUT: Ausgangsspannung). Das Gehause bietet besonderen Schutz vor Storungen durch elektromagnetische Felder und vor Feuchtigkeit uber den gesamten Betriebstemperaturbereich von - 20 C bis + 80 C. Optisches Verhalten Das optische Verhalten des SFH 530 wird durch die Kombination aus einer UV-durchlassigen Sammellinse, einem UV-Filterglas und einer Si-Fotodiode mit hoher Selektivitat fur UV-Strahlung bestimmt. Die Selektivitat im Wellenlangenbereich von 290 nm bis 350 nm wird durch eine definierte Dotierung der Fotodiode und ein aufgedampftes Interferenzfilter erreicht. Dadurch wird der Einflu sichtbarer und infraroter Strahlung auf das Nutzsignal stark unterdruckt. Die Empfindlichkeit fur Wellenlangen 400 nm ist stets kleiner als ein Zehntausendstel der maximalen Empfindlichkeit bei ca. 310 nm.
Ultraviolet Selective Sensor General The SFH 530, an ultraviolet (UV) selective optical sensor has been specially developed for the exacting requirements placed on flame monitoring in oil burners and can be used for many other important measuring tasks in the UV detection area. The photodiode and the amplifier circuit (amplification of the photocurrent, conversion to a voltage signal) are housed in a hermetically sealed TO-39 package with three terminal pins (GND, Vs: operating voltage, OUT: output voltage). The package is specially protected against electromagnetic interference and moisture over the entire operating temperature range of - 20 C to + 80 C.
Optical Characteristics The optical behavior of the SFH 530 is determined by the combination of a UV-permeable focusing lens, a UV filter glass and a Si photodiode with high selectivity for UV radiation. The selectivity in the wavelength range 290 to 350 nm is achieved by means of a defined doping of the photodiode and a vapor-deposited interference filter. This heavily suppresses the effect of visible and infrared radiation on the signal. The sensitivity to wavelengths 400 nm is always less than one ten-thousandth of the maximum sensitivity at approximately 310 nm.
Semiconductor Group
4
1998-08-27
SFH 530
Elektrisches Verhalten * Betrieb mit nur einer Versorgungsspannung * Der Fotostrom der UV-Diode liegt typischerweise bei Iph = 100 pA. Fur ein hohes Ausgangssignal mu der Ruckkopplungswiderstand R1 der Verstarkerschaltung sehr hochohmig typ.1 G sein. Die wesentlichen elektrischen Funktionen des UV-Sensors zeigt das Ersatzschaltbild (Bild 3).
Electrical Characteristics * Operated from a single supply voltage. * The photocurrent of the UV diode is typically Iph = 100 pA. For a high output signal the value of the feedback resistor R1 in the amplifier circuit must be very high typ. 1 G. The main electrical functions of the UV sensor are shown in the equivalent circuit diagram (Figure 3).
Bild 3 * Vout = (Iph-IL) Rk + Voff (1 + R1/Rd) * Fur oszillierende Beleuchtungsstarken stellt die Schaltung einen Tiefpa erster Ordnung mit einer Grenzfrequenz von typisch 100 Hz dar. Temperaturverhalten: IL: ist bei Raumtemperatur typisch < 1 pA und verdoppelt sich alle 12 C Rd: ist bei Raumtemperatur typisch > 10 G, besteht aus der Parallelschaltung der entsprechenden Widerstande des - Rekombinationsstromes (verdoppelt sich alle 12 C), - Diffusionsstromes (verdoppelt sich alle 5.6 C)
Figure 3 * Vout = (Iph-IL) Rk + Voff (1 + R1/Rd) * For oscillating illuminances the circuit constitutes a first-order lowpass filter with a cutoff frequency of typically 100 Hz. Temperature behavior: IL: is typically < 1 pA at room temperature and doubles every 12 C Rd: is typically > 10 G (at room temperature, consisting of the parallel connection of the corresponding resistances of the - recombination current (doubles every 12 C), - diffusion current (doubles every 5.6 C)
Semiconductor Group
5
1998-08-27
SFH 530
* Das Temperaturverhalten zeigt groen Einflu auf das Ausgangssignal des Sensors. Der ASIC ist so ausgelegt, da er bei Raumtemperatur 0 ... - 1 mV Offset und einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist. Auch auftretende Leckstrome wurden das Nutzsignal nur verringern (der Leckstrom ist stets subtraktiv bezuglich des Ausgangssignals).
* The temperature behavior shows the marked effect on the sensor's output signal. The ASIC is so designed that it exhibits a 0 to - 1 mV offset and a negative temperature coefficient at room temperature. Even any leakage currents present would only reduce the wanted signal (the leakage current is always subtractive with respect to the output signal).
Semiconductor Group
6
1998-08-27

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