NTC Thermistor untuk Komunikasi Optik

X-Meritan mengeluarkan NTC Thermistor for Optical Communication yang digunakan untuk penderiaan suhu dalam transceiver optik, termasuk faktor bentuk SFP, QSFP dan CFP. Komponen ini diletakkan berdekatan dengan diod laser atau di dalam gelung kawalan TEC untuk memberikan maklum balas suhu masa nyata. Nilai rintangan boleh diramal berubah mengikut suhu, membolehkan litar kawalan mengekalkan titik operasi laser yang stabil.

Pemantauan suhu yang tepat dalam modul optik bukanlah ciri kemudahan. Panjang gelombang laser beralih kira-kira 0.1 nm setiap darjah Celsius untuk kebanyakan laser DFB. Hanyutan suhu beberapa darjah boleh menggerakkan output di luar tetingkap saluran yang boleh diterima dalam sistem DWDM. NTC Thermistor for Optical Communication menyediakan isyarat maklum balas yang pemacu TEC gunakan untuk membetulkan drift ini.

Bagaimana Termistor NTC Berfungsi dalam Modul Optik

NTC Thermistor for Optical Communication biasanya diikat pada submount yang sama seperti diod laser atau dilekatkan pada bahagian sejuk TEC. Apabila suhu laser berubah, rintangan termistor berubah mengikut lengkung tak linear yang ditakrifkan oleh nilai R25 dan pemalar B. Litar kawalan mengukur rintangan ini, menukarnya kepada nilai suhu, dan melaraskan arus TEC untuk membawa laser kembali ke suhu sasaran.

Hubungan antara rintangan dan suhu mengikut persamaan piawai:

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

Di mana T adalah dalam Kelvin dan B ialah pemalar bahan. Untuk aplikasi modul optik, nilai B25/50 antara 3380 K dan 3950 K adalah perkara biasa. Pilihan bergantung pada julat suhu operasi yang dijangkakan dan resolusi yang diperlukan oleh litar kawalan.

Parameter Teknikal

Jadual di bawah menyenaraikan konfigurasi standard yang tersedia daripada X-Meritan. Nilai tersuai adalah mungkin untuk projek volum.

Semua nilai disahkan dalam pengeluaran. Laporan ujian penuh dengan rintangan dan ukuran nilai B boleh dibekalkan untuk setiap kelompok.

Nota penting tentang pemanasan sendiri: Arus pengukuran melalui NTC mestilah cukup rendah sehingga kuasa yang terlesap dalam termistor tidak menaikkan suhunya lebih daripada 0.1°C. Untuk NTC 10 kΩ dengan faktor pelesapan 1.5 mW/°C, ini bermakna arus pengukuran harus kekal di bawah kira-kira 120 µA. Melebihi ini menyebabkan termistor membaca suhu yang lebih tinggi daripada suhu laser sebenar, yang boleh menyebabkan gelung kawalan menjadi terlalu sejuk.

Reka Bentuk Fizikal dan Pemasangan

X-Meritan membekalkan NTC Thermistor for Optical Communication dalam bentuk cip terdedah, dengan elektrod Au atau Ag, sesuai untuk ikatan wayar atau pematerian pada submount seramik. Dimensi cip biasanya dalam julat 0.5 mm × 0.5 mm hingga 1.0 mm × 1.0 mm, dengan ketebalan dari 0.2 mm hingga 0.5 mm. Jejak kecil ini membolehkan penempatan bersebelahan terus dengan diod laser tanpa mengganggu laluan optik.

Bagi pelanggan yang lebih suka komponen pra-pasang, cip boleh dipasang pada pembawa alumina atau aluminium nitrida kecil dengan wayar plumbum. Versi ini lebih mudah dikendalikan dalam talian pemasangan manual dan memudahkan proses ikatan.

Permukaan elektrod direka untuk sama ada ikatan wayar Au atau pematerian PbSn/AuSn. Metalisasi khusus dipilih berdasarkan proses pemasangan pelanggan. Kami menyediakan lembaran data dengan parameter ikatan yang disyorkan untuk setiap jenis elektrod.

Masa Tindak Balas dan Gandingan Terma

Pemalar masa terma NTC cip kosong biasanya di bawah 1 saat apabila dipasang dengan lapisan nipis pelekat haba atau pateri. Dalam udara pegun, tanpa pemasangan, pemalar masa lebih tinggi. Untuk aplikasi modul optik, NTC mesti digandingkan secara terma pada permukaan yang sama seperti diod laser atau plat sejuk TEC. Garisan gam tebal atau jurang udara akan memperlahankan tindak balas dan memperkenalkan pengimbangan suhu antara sensor dan laser.

Kami mengesyorkan memasang cip NTC dengan pelekat konduktif haba atau prabentuk pateri. Ketebalan lapisan ikatan hendaklah dikawal kepada kurang daripada 25 µm. Ini memastikan bahawa NTC menjejaki suhu laser dengan kelewatan yang minimum, yang penting untuk gelung kawalan TEC yang beroperasi pada kadar kemas kini melebihi 10 Hz.

Kestabilan dan Hanyut Jangka Panjang

NTC Thermistor for Optical Communication boleh mempamerkan hanyutan rintangan kecil dari semasa ke semasa, terutamanya apabila dikendalikan pada suhu tinggi. Formulasi bahan dan pempasifan elektrod kami mengurangkan hanyut ini ke tahap yang tidak menjejaskan prestasi modul optik sepanjang hayat perkhidmatan 10 tahun biasa. Jadual di bawah menunjukkan jangkaan hanyut dalam keadaan storan yang berbeza, berdasarkan ujian kebolehpercayaan dalaman.

Nilai ini adalah berdasarkan ujian dipercepatkan dan bukan jaminan. Hanyutan sebenar bergantung pada tekanan pelekap, kelembapan dan arus operasi. Kami boleh menyediakan laporan kebolehpercayaan terperinci untuk projek yang layak.

Pembuatan dan Kawalan Kualiti

Cip NTC dihasilkan di kemudahan kami sendiri menggunakan teknik pemprosesan seramik. Aliran pembuatan termasuk penyediaan serbuk, tuangan pita, percetakan elektrod, pensinteran, pemotongan dadu dan ujian elektrik akhir. Kami mengawal komposisi bahan secara dalaman, yang membolehkan pelarasan nilai B dan ciri rintangan.

Setiap kumpulan diuji untuk:

● Rintangan pada 25°C menggunakan mandi suhu malar ketepatan

● Nilai B dikira daripada ukuran rintangan pada 25°C dan 50°C

● Pemeriksaan visual di bawah pembesaran

● Rintangan penebat

● Kitaran terma pilihan mengikut permintaan pelanggan

Data ujian diarkibkan dan boleh disediakan dengan setiap penghantaran. Kami juga menyokong prosedur pemeriksaan masuk khusus pelanggan.

Panduan Pemilihan

Untuk memilih termistor NTC yang betul untuk modul optik anda, pertimbangkan faktor berikut:

1. Nilai R25

Nilai sepunya ialah 10 kΩ dan 100 kΩ. Nilai rintangan yang lebih rendah menarik lebih banyak arus pengukuran tetapi kurang sensitif kepada hingar. Nilai rintangan yang lebih tinggi lebih mudah diukur dengan litar ADC ringkas. Pilihan selalunya bergantung pada IC pengawal TEC yang digunakan dalam modul. Banyak pemacu laser dan cip pengawal TEC dioptimumkan untuk julat rintangan NTC tertentu, biasanya 10 kΩ atau 50 kΩ.

2. Nilai B

Nilai B menentukan berapa banyak perubahan rintangan setiap darjah. Nilai B yang lebih tinggi memberikan perubahan rintangan yang lebih besar setiap darjah, yang boleh meningkatkan resolusi suhu. Walau bagaimanapun, nilai B yang sangat tinggi juga bermakna rintangan menjadi sangat tinggi pada suhu rendah, yang mungkin melebihi julat input litar pengukuran. B25/50 = 3435 K ialah kompromi biasa untuk modul optik yang beroperasi dari -10°C hingga +75°C.

3. Toleransi

Toleransi rintangan dan toleransi nilai B secara langsung mempengaruhi ketepatan pengukuran suhu. Toleransi rintangan ±1% digabungkan dengan toleransi nilai ±1% B menghasilkan ralat suhu awal kira-kira ±0.3°C pada 25°C. Untuk aplikasi DWDM di mana kestabilan panjang gelombang mestilah dalam lingkungan ±0.01 nm, ralat ini mungkin terlalu besar. Langkah penentukuran dalam perisian tegar modul boleh mengimbangi toleransi awal, tetapi toleransi mestilah cukup ketat supaya penentukuran kekal sah sepanjang julat pengendalian.

4. Pakej dan ikatan

NTC mesti muat dalam ruang yang tersedia di dalam modul optik. Cip kosong menawarkan jejak terkecil tetapi memerlukan ikatan wayar atau peralatan pemasangan mati. Cip pra-lekap pada pembawa seramik memudahkan pemasangan tetapi menambah ketinggian. Kami boleh menyediakan kedua-dua pilihan dan memberi nasihat tentang pilihan terbaik untuk barisan pengeluaran anda.

5. Pemanasan sendiri

Arus pengukuran mesti dikekalkan rendah. Untuk 10 kΩ NTC dengan faktor pelesapan 1.5 mW/°C, arus pengukuran maksimum untuk pemanasan sendiri 0.1°C ialah lebih kurang 120 µA. Jika pengawal TEC anda menggunakan arus yang lebih tinggi, pertimbangkan NTC rintangan yang lebih rendah atau cip yang lebih besar dengan faktor pelesapan yang lebih tinggi.

Jika anda tidak pasti parameter yang hendak dipilih, berikan nombor bahagian pengawal TEC anda dan julat suhu sasaran. Kami boleh mengesyorkan konfigurasi NTC yang serasi.

Aplikasi Biasa

Pemancar Optik SFP dan QSFP

Termistor NTC digunakan di dalam modul untuk memantau suhu laser. Isyarat masuk ke dalam pengawal TEC, yang mengekalkan laser pada suhu tetap, biasanya 25°C atau 45°C bergantung pada reka bentuk laser.

DWDM dan Modul Koheren

Untuk lebar garis sempit dan laser stabil panjang gelombang, ketepatan NTC adalah kritikal. Gelung kawalan mesti menahan suhu dalam ±0.1°C untuk mengekalkan panjang gelombang dalam grid saluran yang ditentukan.

Submount Diod Laser

Dalam pakej diod laser kosong, NTC diikat pada submount yang sama seperti cip laser. Ini menyediakan pengesan suhu langsung tanpa jisim terma tambahan.

Stesen Pangkalan Telekom dan Peralatan Luaran

Termistor NTC juga digunakan dalam litar pemantauan suhu penguat dan transceiver optik luar, di mana perubahan suhu ambien boleh menjadi besar.

Soalan Lazim

S: Apakah perbezaan antara nilai R25 dan B?

A: R25 ialah rintangan pada 25°C. Nilai B menerangkan bagaimana rintangan berubah dengan suhu. Kedua-dua parameter diperlukan untuk mengira rintangan pada sebarang suhu lain. Nilai B yang lebih tinggi bermakna rintangan berubah lebih banyak untuk perubahan suhu tertentu.

S: Bagaimanakah cara saya menukar rintangan kepada suhu dalam perisian tegar saya?

A: Kaedah paling mudah ialah menggunakan jadual carian yang dijana daripada nilai R25 dan B menggunakan persamaan Steinhart-Hart atau persamaan B yang dipermudahkan. Banyak IC pengawal TEC mempunyai algoritma penukaran terbina dalam. Kami boleh menyediakan jadual pekali untuk NTC khusus anda.

S: Bolehkah saya menggunakan NTC toleransi ±5% dalam modul DWDM?

J: Ia bergantung pada prosedur penentukuran anda. Toleransi rintangan ±5% digabungkan dengan toleransi ±1% B menghasilkan ralat suhu melebihi ±1°C sebelum penentukuran. Jika barisan pengeluaran anda melakukan penentukuran sekali pada suhu yang diketahui, offset awal boleh dialih keluar. Tetapi toleransi B masih menjejaskan ketepatan cerun. Untuk DWDM, kami mengesyorkan sekurang-kurangnya ±1% rintangan dan ±0.5% nilai B.

S: Mengapa pemanasan sendiri penting jika arus pengukuran hanya beberapa ratus mikroamp?

A: Walaupun arus kecil boleh memanaskan termistor melebihi suhu sekeliling. Arus 100 µA melalui NTC 10 kΩ melesapkan 0.1 mW. Dengan faktor pelesapan 1.5 mW/°C, ini menyebabkan kenaikan suhu 0.067°C. Dalam modul laser yang dikawal ketat, ofset itu boleh menjadi penting. Litar pengukuran hendaklah menggunakan arus praktikal yang paling rendah.

S: Adakah anda memberikan nilai B tersuai atau nilai rintangan?

A: Ya. Kami boleh melaraskan komposisi bahan untuk mencapai nilai B tersuai dalam julat 3000 K hingga 4500 K, dan kami boleh menyaring nilai rintangan tertentu dengan toleransi yang ketat. Kuantiti pesanan minimum dikenakan.

S: Bolehkah NTC dipasang terus pada cip laser?

A: Biasanya tidak. NTC dipasang pada bahagian submount atau TEC sejuk, bukan pada facet laser. Sentuhan langsung dengan cip laser boleh menyebabkan masalah elektrik atau masalah jisim haba. Kami mengesyorkan memasang NTC sedekat mungkin dengan laser tetapi diasingkan secara elektrik.

Hubungi dan Sokongan Kejuruteraan

Untuk meminta sampel atau cadangan terperinci, sila berikan yang berikut:

● nombor bahagian pengawal TEC atau arus pengukuran

● Suhu laser sasaran

● Ketepatan suhu yang diperlukan

● Ruang tersedia untuk NTC

● Kaedah pemasangan (ikatan wayar, pematerian, epoksi)

● Jumlah tahunan yang dijangkakan

Kami bertindak balas dalam satu hari perniagaan dan boleh menyediakan sampel untuk penilaian.