β-Ga₂O₃（氧化镓）深紫外光电探测器芯片YS-DUV-3535-GO

一、产品概述

YS-DUV-3535-GO 是一款基于第四代半导体材料 β-氧化镓（β-Ga₂O₃）的深紫外（DUV）光电探测器芯片，采用工业级 3535（3.5 mm × 3.5 mm）SMD 贴片封装。产品专为 200–280 nm「日盲」紫外波段的高灵敏度、高选择性探测而设计，尤其适用于以 254 nm 紫外吸收光谱法检测 COD、TOC、余氯的水质传感器前端。

相较于传统 GaN、SiC 基紫外探测器，Ga₂O₃ 凭借其约 4.9 eV 的超宽禁带、本征日盲特性与高吸收系数，在 254 nm 附近实现更高响应度，同时对 300 nm 以上可见光及近紫外光具有天然强抑制，无需外加滤光片即可有效规避环境杂散光干扰，显著提升水质检测信噪比与长期工作稳定性。

核心定位

•单材料聚焦：全系仅采用 Ga₂O₃（氧化镓）芯片，专注日盲深紫外探测，不做 GaN/SiC 多材料混线。

•标准 3535 封装：3.5 mm × 3.5 mm SMD 贴片，兼容主流表贴产线，便于多参数水质传感器高密度集成。

•水质监测优化：主探 254 nm，配套 UV-LED 恒流驱动 + 跨阻放大 AFE，输出可被 MCU（如 GD32E230）直接采集的电压信号。

二、核心特性

• 日盲高选择性：本征禁带 ≈ 4.9 eV，只对 ≤ 254 nm 深紫外响应，天然屏蔽 300 nm+ 日光 / 可见光。
• 高响应度：254 nm 附近响应度显著优于同波段 GaN/SiC，峰值响应度可达 0.8 A/W 量级（实测样品）。
• 强可见光抑制：550 nm 可见光光电流仅约 0.08 nA，深紫外 / 可见光抑制比优异，抗环境光干扰能力强。
• 无需外接滤光片：宽带隙日盲特性省去外置日盲滤光片，简化光学结构、降低系统 BOM 与装配成本。
• 高稳定耐候：Ga₂O₃ 材料耐辐照、耐高温，适合户外 / 水体长期在线连续运行。
• SMD 易集成：3535 标准贴片封装，支持自动贴装，便于与 AFE、MCU 组成一体化探测模组。

三、氧化镓（Ga₂O₃）对比碳化硅（SiC）与氮化镓（GaN）的优势

本产品聚焦 Ga₂O₃ 单一材料路线。下图基于实测光谱响应数据（GS-ABC-2835M、SS-ABC-3535MI 为 SiC 样品，Ga₂O₃ 封装产品为本次主芯片），将三种材料在深紫外波段的响应特性进行直观对比。

图1 / 图2  光谱响应度对比（线性尺度 & 对数尺度）

图1（线性尺度）：Ga₂O₃（绿）在 230–240 nm 附近出现约 0.8 A/W 的尖锐响应峰，随后快速衰减；GaN（蓝）、SiC（红）在中长紫外段有较宽响应但峰值明显偏低。

图2（对数尺度）：在 325–375 nm 区间，GaN/SiC 响应度仍维持在较高水平，而 Ga₂O₃ 已下降至 10⁻³ A/W 以下，即 Ga₂O₃ 对 300 nm+ 的抑制比 GaN/SiC 高出 > 10²–10³ 倍，日盲选择性优势显著。

关键优势解读

图3  Ga₂O₃ vs GaN/SiC 综合优势对比（评分 0–10）：Ga₂O₃ 在日盲选择性、可见光抑制、宽带隙（无需滤光片）、吸收系数等维度评分领先，仅在工艺兼容性上略低于已成熟的 SiC/GaN 平台。

结论：对于以 254 nm 紫外吸收为核心的水质 COD/TOC/余氯检测场景，Ga₂O₃ 是比 GaN、SiC 更优的探测材料——更高的 254 nm 响应带来更强检测信号，天然的日盲选择性省去滤光片、降低系统成本与复杂度，优异的可见光抑制则直接转化为更高的现场测量信噪比与稳定性。

四、技术原理

YS-DUV-3535-GO 基于半导体光电导 / 光伏效应工作：当 254 nm 深紫外光子入射到 Ga₂O₃ 层时，能量大于材料禁带（≈ 4.9 eV）的光子被吸收并产生电子-空穴对，在内建电场或外加偏置作用下形成可测光电流。光电流大小与入射深紫外光功率呈正相关，经跨阻放大器转换为电压信号后，由 MCU 采集并计算吸光度，最终依据朗伯-比尔定律（A₂₅₄ = −log(I/I₀)）反演水样中 COD/TOC/余氯浓度。

本产品技术路线与梅增霞教授（中国科学院东莞材料科学与技术研究所）关于「第四代半导体深紫外传感器」的公开研究成果一致，充分印证 Ga₂O₃ 在日盲深紫外探测领域的材料优势与产业化前景。

五、主要性能指标（典型值）

注：以上为样品实测典型值，具体以出厂测试报告及批次规格书为准；正式订货以 YS-DUV-3535-GO 型号规格书为准。

六、实测性能曲线

图4  Ga₂O₃ 探测器波长-电流响应（样品 SMD_A1，12 V）

〔图4 曲线图片未随文档提供，此处保留图位；正式排版时请插入「Ga₂O₃ 探测器波长-电流响应曲线（样品 SMD_A1，12 V）」图。〕

图5  Ga₂O₃ 探测器光功率密度-电流关系（样品 SMD_C3，12 V）

图5：光电流随入射光功率密度单调变化，支持微弱深紫外光信号的线性 / 半线性采集，适配恒流 UV-LED 分光光度检测。

七、典型应用

•水质在线监测：COD、TOC、余氯的 254 nm 紫外吸收光谱法检测（多参数水质传感器核心前端）。

•饮用水安全：市政 / 村镇 / 二次供水末梢水紫外吸收快速筛查。

•日盲紫外探测：火焰 / 电弧 / 电晕放电的日盲紫外告警与定位。

•UV 辐照计量：深紫外 LED / 汞灯光源 254 nm 辐照度监测。

•科学仪器：紫外分光光度计、吸光度检测模块的光电探测单元。

八、在多参数水质传感器中的集成方案

推荐将 YS-DUV-3535-GO 作为 254 nm 主探测通道，配合 254 nm UV-LED 恒流驱动、LMV321 等运放构成的跨阻放大 AFE，以及 GD32E230 等主控 MCU 组成一体化探测模组。固件采用分时采样（UV254_LED_ON）+ 去极值平均算法，将 nA 级光电流稳定转换为可采集的电压信号并计算吸光度 A₂₅₄，最终输出 COD/TOC/余氯浓度。

•主通道：YS-DUV-3535-GO（Ga₂O₃）→ 254 nm 深紫外吸收检测。

•AFE：高精度跨阻放大器（TIA），nA 电流 → mV/V 电压。

•MCU：GD32E230 等，12 bit ADC 采集 + 分时采样 + 去极值平均。

•标定验证：完成标定与比对测试。

九、订购信息与资料下载

十、免责声明

本文档所载性能指标基于样品实测数据及公开研究成果整理，典型值仅供选型参考，不作为质量保证承诺；具体参数以正式规格书、出厂测试报告及双方签订的订货合同为准。文中 GaN/SiC 样品数据仅用于材料对比说明，不构成对任何第三方产品的评价或担保。本产品说明最终解释权归本公司所有。