NTC Thermistor para sa Optical Communication

Gumagawa ang X-Meritan ng NTC Thermistor para sa Optical Communication na ginagamit para sa temperature sensing sa mga optical transceiver, kabilang ang SFP, QSFP, at CFP form factor. Ang mga sangkap na ito ay inilalagay malapit sa laser diode o sa loob ng TEC control loop upang magbigay ng real-time na feedback sa temperatura. Mahuhulaan na nagbabago ang halaga ng paglaban sa temperatura, na nagpapahintulot sa control circuit na mapanatili ang isang matatag na laser operating point.

Ang tumpak na pagsubaybay sa temperatura sa mga optical module ay hindi isang tampok na kaginhawahan. Ang wavelength ng laser ay nagbabago ng humigit-kumulang 0.1 nm bawat degree Celsius para sa maraming DFB laser. Ang pag-anod ng temperatura ng ilang degree ay maaaring ilipat ang output sa labas ng katanggap-tanggap na window ng channel sa mga DWDM system. Ang NTC Thermistor for Optical Communication ay nagbibigay ng feedback signal na ginagamit ng TEC driver para itama ang drift na ito.

Paano Gumagana ang NTC Thermistor sa isang Optical Module

Ang NTC Thermistor for Optical Communication ay karaniwang naka-bonding sa parehong submount gaya ng laser diode o nakakabit sa malamig na bahagi ng TEC. Habang nagbabago ang temperatura ng laser, nagbabago ang resistensya ng thermistor ayon sa isang nonlinear curve na tinukoy ng halaga ng R25 at ng B constant. Sinusukat ng control circuit ang paglaban na ito, ginagawa itong halaga ng temperatura, at inaayos ang kasalukuyang TEC upang maibalik ang laser sa target na temperatura.

Ang relasyon sa pagitan ng paglaban at temperatura ay sumusunod sa karaniwang equation:

R(T) = R25 × exp[ B × (1/T - 1/298.15) ]

Kung saan ang T ay nasa Kelvin at ang B ay ang materyal na pare-pareho. Para sa mga optical module application, ang mga halaga ng B25/50 sa pagitan ng 3380 K at 3950 K ay karaniwan. Ang pagpili ay depende sa inaasahang hanay ng temperatura ng pagpapatakbo at ang resolution na kinakailangan ng control circuit.

Mga Teknikal na Parameter

Inililista ng talahanayan sa ibaba ang mga karaniwang configuration na available mula sa X-Meritan. Posible ang mga custom na halaga para sa mga proyekto ng dami.

Ang lahat ng mga halaga ay na-verify sa produksyon. Ang isang buong ulat ng pagsubok na may paglaban at mga sukat ng halaga ng B ay maaaring ibigay para sa bawat batch.

Mahalagang paunawa sa pagpapainit sa sarili: Ang kasalukuyang pagsukat sa pamamagitan ng NTC ay dapat na sapat na mababa upang ang kapangyarihang nawala sa thermistor ay hindi magtataas ng temperatura nito nang higit sa 0.1°C. Para sa 10 kΩ NTC na may dissipation factor na 1.5 mW/°C, nangangahulugan ito na ang pagsukat sa kasalukuyang ay dapat manatili sa ibaba ng humigit-kumulang 120 µA. Ang paglampas dito ay nagiging sanhi ng pagbabasa ng thermistor ng mas mataas na temperatura kaysa sa aktwal na temperatura ng laser, na maaaring humantong sa pag-overcool ng control loop.

Pisikal na Disenyo at Pag-mount

Ang X-Meritan ay nagbibigay ng NTC Thermistor para sa Optical Communication sa bare chip form, na may Au o Ag electrodes, na angkop para sa wire bonding o paghihinang sa mga ceramic submount. Ang mga sukat ng chip ay karaniwang nasa hanay na 0.5 mm × 0.5 mm hanggang 1.0 mm × 1.0 mm, na may kapal mula 0.2 mm hanggang 0.5 mm. Ang maliit na bakas ng paa na ito ay nagbibigay-daan sa pagkakalagay nang direkta sa tabi ng laser diode nang hindi nakakasagabal sa optical path.

Para sa mga customer na mas gusto ang isang pre-mount na bahagi, ang chip ay maaaring i-assemble sa isang maliit na alumina o aluminum nitride carrier na may mga lead wire. Ang bersyon na ito ay mas madaling pangasiwaan sa manu-manong mga linya ng pagpupulong at pinapasimple ang proseso ng pagbubuklod.

Ang ibabaw ng elektrod ay idinisenyo para sa alinman sa Au wire bonding o PbSn/AuSn na paghihinang. Ang partikular na metallization ay pinili batay sa proseso ng pagpupulong ng customer. Nagbibigay kami ng mga datasheet ng mga inirerekomendang parameter ng pagbubuklod para sa bawat uri ng elektrod.

Oras ng Pagtugon at Thermal Coupling

Ang thermal time constant ng isang bare chip NTC ay karaniwang mas mababa sa 1 segundo kapag naka-mount na may manipis na layer ng thermal adhesive o solder. Sa tahimik na hangin, nang walang pag-mount, ang pare-pareho ng oras ay mas mataas. Para sa mga optical module application, ang NTC ay dapat na thermally na pinagsama sa parehong ibabaw ng laser diode o TEC cold plate. Ang isang makapal na linya ng pandikit o agwat ng hangin ay magpapabagal sa pagtugon at magpapakilala ng temperatura na offset sa pagitan ng sensor at ng laser.

Inirerekomenda naming i-mount ang NTC chip na may thermally conductive adhesive o solder preform. Ang kapal ng bonding layer ay dapat kontrolin sa mas mababa sa 25 µm. Tinitiyak nito na sinusubaybayan ng NTC ang temperatura ng laser na may kaunting pagkaantala, na mahalaga para sa mga TEC control loop na tumatakbo sa mga rate ng pag-update na higit sa 10 Hz.

Katatagan at Pangmatagalang Drift

Ang NTC Thermistor for Optical Communication ay maaaring magpakita ng maliit na resistance drift sa paglipas ng panahon, lalo na kapag pinapatakbo sa mataas na temperatura. Binabawasan ng aming material formulation at electrode passivation ang drift na ito sa isang antas na hindi nakakaapekto sa pagganap ng optical module sa isang tipikal na 10-taong buhay ng serbisyo. Ang talahanayan sa ibaba ay nagpapakita ng inaasahang drift sa ilalim ng iba't ibang kundisyon ng storage, batay sa panloob na pagsubok sa pagiging maaasahan.

Ang mga halagang ito ay batay sa pinabilis na pagsubok at hindi mga garantiya. Ang aktwal na drift ay nakasalalay sa pag-mount ng stress, kahalumigmigan, at kasalukuyang tumatakbo. Maaari kaming magbigay ng detalyadong ulat ng pagiging maaasahan para sa mga kwalipikadong proyekto.

Paggawa at Kontrol ng Kalidad

Ang mga chip ng NTC ay ginawa sa sarili naming pasilidad gamit ang mga teknik sa pagproseso ng ceramic. Kasama sa daloy ng pagmamanupaktura ang paghahanda ng pulbos, tape casting, electrode printing, sintering, dicing, at panghuling pagsusuri sa kuryente. Kinokontrol namin ang komposisyon ng materyal sa loob ng bahay, na nagbibigay-daan sa pagsasaayos ng halaga ng B at mga katangian ng paglaban.

Ang bawat batch ay sinubok para sa:

● Resistance sa 25°C gamit ang precision constant temperature bath

● B value na kinakalkula mula sa mga sukat ng paglaban sa 25°C at 50°C

● Visual na inspeksyon sa ilalim ng magnification

● paglaban sa pagkakabukod

● Opsyonal na thermal cycling bawat kahilingan ng customer

Ang data ng pagsubok ay naka-archive at maaaring gawing available sa bawat pagpapadala. Sinusuportahan din namin ang mga pamamaraan ng papasok na inspeksyon na partikular sa customer.

Gabay sa Pagpili

Upang piliin ang tamang NTC thermistor para sa iyong optical module, isaalang-alang ang mga sumusunod na salik:

1. R25 na halaga

Ang mga karaniwang halaga ay 10 kΩ at 100 kΩ. Ang mas mababang mga halaga ng paglaban ay nakakakuha ng higit pang kasalukuyang pagsukat ngunit hindi gaanong sensitibo sa ingay. Ang mas mataas na mga halaga ng paglaban ay mas madaling sukatin gamit ang mga simpleng ADC circuit. Ang pagpili ay madalas na nakasalalay sa TEC controller IC na ginamit sa module. Maraming laser driver at TEC controller chips ang na-optimize para sa isang partikular na hanay ng resistensya ng NTC, karaniwang 10 kΩ o 50 kΩ.

2. B halaga

Tinutukoy ng halaga ng B kung gaano kalaki ang pagbabago ng paglaban sa bawat antas. Ang mas mataas na halaga ng B ay nagbibigay ng mas malaking pagbabago ng resistensya bawat degree, na maaaring mapabuti ang resolution ng temperatura. Gayunpaman, ang napakataas na halaga ng B ay nangangahulugan din na ang resistensya ay nagiging napakataas sa mababang temperatura, na maaaring lumampas sa saklaw ng input ng circuit ng pagsukat. Ang B25/50 = 3435 K ay isang karaniwang kompromiso para sa mga optical module na tumatakbo mula -10°C hanggang +75°C.

3. Pagpaparaya

Ang pagpapaubaya ng paglaban at pagpapaubaya sa halaga ng B ay direktang nakakaapekto sa katumpakan ng pagsukat ng temperatura. Ang ±1% resistance tolerance na sinamahan ng ±1% B value tolerance ay nagreresulta sa paunang error sa temperatura na humigit-kumulang ±0.3°C sa 25°C. Para sa mga aplikasyon ng DWDM kung saan ang katatagan ng wavelength ay dapat nasa loob ng ±0.01 nm, maaaring masyadong malaki ang error na ito. Ang isang hakbang sa pag-calibrate sa firmware ng module ay maaaring magbayad para sa paunang pagpapaubaya, ngunit ang pagpapaubaya ay dapat na sapat na masikip upang ang pagkakalibrate ay mananatiling wasto sa saklaw ng pagpapatakbo.

4. Package at bonding

Ang NTC ay dapat magkasya sa loob ng magagamit na espasyo sa loob ng optical module. Ang mga bare chips ay nag-aalok ng pinakamaliit na footprint ngunit nangangailangan ng wire bonding o die attach equipment. Ang mga pre-mount na chips sa mga ceramic carrier ay nagpapasimple sa pagpupulong ngunit nagdaragdag ng taas. Maaari kaming magbigay ng parehong mga opsyon at magpayo sa pinakamahusay na pagpipilian para sa iyong linya ng produksyon.

5. Pag-init sa sarili

Ang kasalukuyang pagsukat ay dapat panatilihing mababa. Para sa 10 kΩ NTC na may dissipation factor na 1.5 mW/°C, ang maximum na kasalukuyang pagsukat para sa 0.1°C self-heating ay humigit-kumulang 120 µA. Kung ang iyong TEC controller ay gumagamit ng isang mas mataas na kasalukuyang, isaalang-alang ang isang mas mababang resistensya ng NTC o isang mas malaking chip na may mas mataas na kadahilanan sa pagwawaldas.

Kung hindi ka sigurado kung aling mga parameter ang pipiliin, ibigay ang iyong TEC controller part number at ang target na hanay ng temperatura. Maaari kaming magrekomenda ng isang katugmang configuration ng NTC.

Mga Karaniwang Aplikasyon

SFP at QSFP Optical Transceiver

Ang mga thermistor ng NTC ay ginagamit sa loob ng module upang subaybayan ang temperatura ng laser. Ang signal ay pumapasok sa TEC controller, na nagpapanatili ng laser sa isang nakapirming temperatura, karaniwang 25°C o 45°C depende sa disenyo ng laser.

DWDM at magkakaugnay na mga Module

Para sa makitid na linewidth at wavelength-stable na mga laser, ang katumpakan ng NTC ay kritikal. Dapat hawakan ng control loop ang temperatura sa loob ng ±0.1°C upang mapanatili ang wavelength sa loob ng tinukoy na grid ng channel.

Mga Submount ng Laser Diode

Sa mga hubad na pakete ng laser diode, ang NTC ay nakatali sa parehong submount gaya ng laser chip. Nagbibigay ito ng direktang temperature sensing nang walang karagdagang thermal mass.

Mga Base Station ng Telecom at Kagamitang Panlabas

Ginagamit din ang mga NTC thermistor sa mga circuit ng pagsubaybay sa temperatura ng mga panlabas na optical amplifier at transceiver, kung saan maaaring malaki ang mga pagbabago sa temperatura sa paligid.

Mga Madalas Itanong

Q: Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng halaga ng R25 at B?

A: Ang R25 ay ang resistensya sa 25°C. Ang halaga ng B ay naglalarawan kung paano nagbabago ang paglaban sa temperatura. Ang parehong mga parameter ay kinakailangan upang makalkula ang paglaban sa anumang iba pang temperatura. Ang mas mataas na halaga ng B ay nangangahulugan na ang paglaban ay higit na nagbabago para sa isang naibigay na pagbabago sa temperatura.

T: Paano ko iko-convert ang paglaban sa temperatura sa aking firmware?

A: Ang pinakasimpleng paraan ay ang paggamit ng lookup table na nabuo mula sa R25 at B value gamit ang Steinhart-Hart equation o ang pinasimpleng B equation. Maraming TEC controller IC ang may built-in na conversion algorithm. Maaari kaming magbigay ng coefficient table para sa iyong partikular na NTC.

T: Maaari ba akong gumamit ng ±5% tolerance na NTC sa isang DWDM module?

A: Depende ito sa iyong pamamaraan ng pagkakalibrate. Ang ±5% resistance tolerance na sinamahan ng ±1% B tolerance ay nagreresulta sa error sa temperatura na higit sa ±1°C bago ang pagkakalibrate. Kung ang iyong linya ng produksyon ay nagsasagawa ng isang beses na pagkakalibrate sa isang kilalang temperatura, maaaring alisin ang paunang offset. Ngunit ang B tolerance ay nakakaapekto pa rin sa katumpakan ng slope. Para sa DWDM, inirerekomenda namin ang hindi bababa sa ±1% na pagtutol at ±0.5% B na halaga.

T: Bakit mahalaga ang pagpapainit sa sarili kung ang kasalukuyang pagsukat ay ilang daang microamp lang?

A: Kahit na ang maliliit na agos ay maaaring magpainit sa thermistor sa itaas ng nakapalibot na temperatura. Ang isang 100 μA na kasalukuyang sa pamamagitan ng isang 10 kΩ NTC ay nagwawaldas ng 0.1 mW. Sa dissipation factor na 1.5 mW/°C, nagdudulot ito ng pagtaas ng temperatura ng 0.067°C. Sa isang mahigpit na kinokontrol na laser module, ang offset na iyon ay maaaring maging makabuluhan. Ang circuit ng pagsukat ay dapat gumamit ng pinakamababang praktikal na kasalukuyang.

T: Nagbibigay ka ba ng mga custom na halaga ng B o mga halaga ng pagtutol?

A: Oo. Maaari naming ayusin ang komposisyon ng materyal upang makamit ang mga custom na halaga ng B sa hanay na 3000 K hanggang 4500 K, at maaari kaming mag-screen para sa mga partikular na halaga ng paglaban na may mahigpit na pagpapaubaya. Nalalapat ang mga minimum na dami ng order.

T: Maaari bang direktang i-mount ang NTC sa laser chip?

A: Kadalasan hindi. Ang NTC ay naka-mount sa submount o TEC malamig na bahagi, hindi sa laser facet. Ang direktang pakikipag-ugnay sa laser chip ay maaaring magpakilala ng mga isyu sa kuryente o mga problema sa thermal mass. Inirerekomenda namin ang pag-mount ng NTC nang mas malapit hangga't maaari sa laser ngunit nakahiwalay sa kuryente.

Makipag-ugnayan at Suporta sa Engineering

Upang humiling ng mga sample o isang detalyadong rekomendasyon, mangyaring ibigay ang sumusunod:

● TEC controller part number o measurement current

● Target na temperatura ng laser

● Kinakailangan ang katumpakan ng temperatura

● Available na espasyo para sa NTC

● Paraan ng pagpupulong (wire bonding, paghihinang, epoxy)

● Inaasahang taunang dami

Kami ay tumugon sa loob ng isang araw ng negosyo at maaaring magbigay ng mga sample para sa pagsusuri.