اختر اللغة

ورقة بيانات الترانزستور الضوئي بالأشعة تحت الحمراء LTR-C971-TB - عبوة الرؤية الجانبية - جهد المجمع-الباعث 30 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

ورقة البيانات التقنية للترانزستور الضوئي بالأشعة تحت الحمراء LTR-C971-TB. تشمل التفاصيل الميزات، والحدود القصوى المطلقة، والخصائص الكهربائية/البصرية، وأبعاد العبوة، وإرشادات التطبيق.
smdled.org | PDF Size: 0.3 MB
التقييم: 4.5/5
تقييمك
لقد قيمت هذا المستند بالفعل
غلاف مستند PDF - ورقة بيانات الترانزستور الضوئي بالأشعة تحت الحمراء LTR-C971-TB - عبوة الرؤية الجانبية - جهد المجمع-الباعث 30 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

إن LTR-C971-TB هو مكون ترانزستور ضوئي منفصل بالأشعة تحت الحمراء مصمم لتطبيقات الاستشعار. وهو جزء من خط إنتاج واسع يهدف إلى توفير حلول للكشف بالأشعة تحت الحمراء، ويتميز بخصائص مناسبة لأداء موثوق في مختلف الأنظمة الإلكترونية. تم تصميم الجهاز ليلبي المعايير الصناعية لعمليات التركيب واللحام الآلي.

1.1 الميزات

1.2 التطبيقات

2. الأبعاد الخارجية

يتم توفير الشكل الميكانيكي وأبعاد الترانزستور الضوئي LTR-C971-TB في رسومات ورقة البيانات. يتم تحديد جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح قياسي يبلغ ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. من المهم الرجوع إلى الرسومات الأبعاد التفصيلية لتصميم بصمة PCB دقيقة. تخضع المواصفات للتغيير دون إشعار.

3. الحدود القصوى المطلقة

يسرد الجدول التالي الحدود القصوى المطلقة للترانزستور الضوئي LTR-C971-TB عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25°C. قد يتسبب تجاوز هذه الحدود في تلف دائم للجهاز.

المعلمة الحد الأقصى الوحدة
تبديد الطاقة 100 مللي واط
جهد المجمع-الباعث 30 V
جهد الباعث-المجمع 5 V
نطاق درجة حرارة التشغيل -40 إلى +85 °C
نطاق درجة حرارة التخزين -55 إلى +100 °C
شرط اللحام بالأشعة تحت الحمراء 260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى. -

يتم تضمين منحنى إعادة تدفق بالأشعة تحت الحمراء مقترح للعمليات الخالية من الرصاص في ورقة البيانات أيضًا للرجوع إليه أثناء التجميع.

4. الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تعريف المعلمات الكهربائية والبصرية الرئيسية عند TA=25°C. هذه الخصائص حاسمة لتصميم الدائرة وتوقع الأداء.

المعلمة الرمز Min. Typ. Max. الوحدة شرط الاختبار
جهد انهيار المجمع-الباعث V(BR)CEO 30 - - V IR = 100μA, Ee = 0mW/cm²
جهد انهيار الباعث-المجمع V(BR)ECO 5 - - V IE = 100µA, Ee = 0mW/cm²
جهد تشبع المجمع-الباعث VCE(SAT) - - 0.4 V IC = 100µA, Ee=0.5mW/cm²
زمن الصعود Tr - 15 - ميكروثانية VCE =5V, IC = 1mA, RL = 1KΩ
زمن الهبوط Tf - 15 - ميكروثانية VCE =5V, IC = 1mA, RL = 1KΩ
تيار المجمع في الظلام ICEO - - 100 نانو أمبير VCE = 20V, Ee = 0mW/cm²
تيار المجمع في حالة التشغيل IC(ON) - 4.0 - مللي أمبير VCE = 5V, Ee= 0.5mW/cm², λ=940nm

ملاحظة: تسامح الاختبار لـ IC(ON) هو ±15%.

5. منحنيات الأداء النموذجية

تتضمن ورقة البيانات مجموعة من منحنيات الخصائص النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة 25°C (ما لم يُذكر خلاف ذلك). تمثل هذه الرسوم البيانية بصريًا العلاقة بين المعلمات الرئيسية مثل تيار المجمع مقابل الإشعاع، وزمن الاستجابة تحت أحمال مختلفة، واعتماد تيار الظلام على درجة الحرارة. يساعد تحليل هذه المنحنيات المهندسين على فهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل غير قياسية أو متغيرة، وهو أمر أساسي لتصميم نظام قوي.

6. تخطيط وسادات اللحام والتوصيات

يتم توفير أبعاد وسادات اللحام الموصى بها لتخطيط PCB لضمان اللحام السليم والاستقرار الميكانيكي. تقترح ورقة البيانات استخدام استنسل معدني لطباعة عجينة اللحام بسمك 0.1 مم (4 ميل) أو 0.12 مم (5 ميل). يعد الالتزام بأبعاد الوسادات هذه ومواصفات الاستنسل أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق وصلات لحام موثوقة أثناء عملية إعادة التدفق ومنع مشاكل مثل "اللوح القبري" أو عدم كفاية اللحام.

7. مواصفات التعبئة بالشريط والبكرة

يتم توريد LTR-C971-TB بتنسيق شريط وبكرة مناسب لخطوط التجميع الآلي ذات الأحجام الكبيرة. يتم تحديد أبعاد العبوة التفصيلية لكل من الشريط الحامل والبكرة. تشمل الملاحظات الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات، يتم إغلاق الجيوب المكونة الفارغة بشريط غطاء علوي، تحتوي كل بكرة مقاس 13 بوصة على 6000 قطعة، يُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين، وتتوافق التعبئة مع مواصفات ANSI/EIA 481-1-A-1994.

8. تحذيرات وإرشادات التعامل الهامة

8.1 التطبيق المقصود

تم تصميم هذا المكون للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية، بما في ذلك معدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والتطبيقات المنزلية. لا يُقصد به الأنظمة الحرجة للسلامة حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، الأجهزة الطبية). لمثل هذه التطبيقات، يلزم التشاور مع مورد المكون قبل التصميم.

8.2 ظروف التخزين

التخزين السليم ضروري للحفاظ على موثوقية المكون. بالنسبة للأكياس المحكمة المقاومة للرطوبة مع مجفف، قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية، مع فترة استخدام موصى بها خلال عام واحد. بمجرد فتح العبوة الأصلية، يجب تخزين المكونات عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يُنصح بإكمال لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء خلال أسبوع واحد بعد الفتح. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة مع مجفف أو مجفف نيتروجين. يجب خبز المكونات المخزنة غير معبأة لأكثر من أسبوع واحد عند حوالي 60°C لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام.

8.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب استخدام المنظفات الكيميائية العدوانية أو غير المعروفة التي قد تتلف العبوة أو العدسة.

8.4 عملية اللحام

يتم توفير توصيات اللحام التفصيلية لضمان موثوقية التجميع.

تؤكد ورقة البيانات على أن منحنى درجة الحرارة الأمثل يعتمد على تصميم اللوحة المحدد، والمكونات، وعجينة اللحام، والفرن. وتوصي باستخدام المنحنى المتوافق مع JEDEC المقدم كهدف عام والالتزام بالحدود من كل من JEDEC ومنتج عجينة اللحام.

8.5 توصية دائرة التشغيل

للتطبيقات التي تتضمن أجهزة متعددة، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي لكل ترانزستور ضوئي في الدائرة. تساعد هذه الممارسة، الموضحة باسم "نموذج الدائرة (أ)" في ورقة البيانات، على ضمان توحيد التيار وأداء متسق عبر جميع الأجهزة. قد يؤدي الاتصال البديل على التوازي بدون مقاومات فردية ("نموذج الدائرة (ب)") إلى اختلافات في السطوع أو الحساسية بسبب الاختلافات في خصائص التيار-الجهد (I-V) للأجهزة الفردية.

9. معلومات المنتج والمراجعات

يحتفظ المصنع بالحق في تعديل مظهر المنتج ومواصفاته للتحسين دون إشعار مسبق. يجب على المصممين دائمًا الرجوع إلى أحدث إصدار من ورقة البيانات للحصول على أحدث المعلومات.

10. الغوص التقني العميق واعتبارات التصميم

10.1 مبدأ التشغيل

يعمل الترانزستور الضوئي بالأشعة تحت الحمراء عن طريق تحويل ضوء الأشعة تحت الحمراء الساقط إلى تيار كهربائي. إنه في الأساس ترانزستور تقاطع ثنائي القطب حيث يتم توليد تيار القاعدة بواسطة الفوتونات التي تضرب تقاطع القاعدة-المجمع (الذي يعمل كصمام ضوئي). عندما يضيء ضوء الأشعة تحت الحمراء ذو الطول الموجي الكافي (عادة 940 نانومتر لهذا الجهاز) المنطقة النشطة، يتم توليد أزواج الإلكترون-الثقب. يتم تضخيم هذا التيار الضوئي بعد ذلك بواسطة كسب الترانزستور، مما يؤدي إلى تيار مجمع أكبر بكثير يمكن قياسه بسهولة بواسطة الدوائر الخارجية. تساعد العبوة ذات الرؤية الجانبية مع عدسة القبة السوداء في تحديد مجال رؤية محدد ويمكن أن توفر بعض الرفض للضوء المرئي المحيط.

10.2 تحليل المعلمات الرئيسية

10.3 تصميم دائرة التطبيق

التكوين الأكثر شيوعًا هو استخدام الترانزستور الضوئي في وضع التبديل ذي الباعث المشترك. يتم توصيل المجمع بجهد الإمداد (VCC) عبر مقاوم حمل (RL)، ويتم تأريض الباعث. تؤخذ إشارة الخرج من عقدة المجمع. قيمة RL هي خيار تصميم رئيسي: يوفر RL الأكبر تأرجح جهد خرج أعلى لتيار ضوئي معين (كسب أعلى) ولكنه يبطئ وقت الاستجابة بسبب زيادة ثابت الوقت RC. يتم إعطاء مواصفات السرعة في ورقة البيانات مع RL=1KΩ، مما يوفر نقطة مرجعية. للتطبيقات التناظرية التي تتطلب استجابة خطية، يجب تشغيل الجهاز في وضع الصمام الضوئي (ترك القاعدة مفتوحة، باستخدام تقاطع المجمع-القاعدة فقط) أو مع تحيز دقيق لتجنب التشبع.

10.4 الاعتبارات البيئية والتركيبية

نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°C إلى +85°C يجعل الجهاز مناسبًا للبيئات الاستهلاكية والصناعية وبعض البيئات السياراتية. يجب على المصممين مراعاة معامل درجة حرارة تيار الظلام والحساسية، والذي يزداد وينخفض عادةً مع درجة الحرارة، على التوالي. إرشادات منحنى اللحام الصارمة ضرورية لأن العبوة البلاستيكية والروابط السلكية الداخلية حساسة للصدمة الحرارية والحرارة المفرطة. يقلل اتباع المنحنى القائم على JEDEC من الإجهاد ويمنع الأعطال الكامنة.

10.5 المقارنة والاختيار

عند اختيار مستشعر للأشعة تحت الحمراء، يقارن المهندسون بين الترانزستورات الضوئية والصمامات الضوئية. تقدم الترانزستورات الضوئية كسبًا أعلى (تيار الخرج لكل وحدة ضوء) ولكنها أبطأ عمومًا ولديها استجابة أكثر عدم خطية مقارنة بالصمامات الضوئية. يُعد LTR-C971-TB، مع تضخيمه المتكامل، خيارًا ممتازًا للكشف الرقمي البسيط (وجود/غياب إشارة الأشعة تحت الحمراء) أو الاستشعار التناظري منخفض السرعة حيث تكون هناك حاجة إلى خرج عالٍ بدون مراحل مضخم إضافية. بالنسبة لروابط البيانات عالية السرعة أو قياس الضوء التناظري الدقيق، قد يكون الصمام الضوئي PIN أكثر ملاءمة.

10.6 مثال عملي لحالة الاستخدام

حالة استخدام نموذجية هي في مستشعر القرب بالأشعة تحت الحمراء لحنفية لمسية. يصدر باعث LED للأشعة تحت الحمراء نبضات عند 940 نانومتر. يكتشف الترانزستور الضوئي LTR-C971-TB، الموضوعة بالقرب، الإشارة المنعكسة. عند وضع اليد تحت الحنفية، فإنها تعكس ضوء الأشعة تحت الحمراء مرة أخرى إلى المستشعر، مما يتسبب في زيادة تيار المجمع. يتم اكتشاف هذا التغيير بواسطة متحكم دقيق، والذي يقوم بعد ذلك بتنشيط صمام الماء. تسمح العبوة ذات الرؤية الجانبية بوحدة مستشعر مدمجة حيث يتم تركيب LED والترانزستور الضوئي على نفس مستوى PCB. تضمن حساسية الجهاز الكشف الموثوق حتى مع الانعكاسات الضعيفة، وسرعته أكثر من كافية لواجهة الحركة البشرية البطيئة هذه. سيتضمن التصميم المقاومة المتسلسلة الموصى بها لـ LED المشغل ومقاوم حمل مناسب (مثل 10 كيلو أوم) على مجمع الترانزستور الضوئي لتحويل تغير التيار إلى جهد قابل للقياس لإدخال ADC أو المقارنة في المتحكم الدقيق.

10.7 اتجاهات الصناعة

يتجه اتجاه المكونات المنفصلة للأشعة تحت الحمراء نحو تكامل أعلى، وحزم أصغر، وأداء محسن. بينما تظل أجهزة مثل LTR-C971-TB حيوية للتصاميم الحساسة للتكلفة أو المقيدة بالمساحة، هناك اعتماد متزايد للحلول المتكاملة التي تجمع بين كاشف الضوء، والمضخم، والمنطق الرقمي (مثل خرج I²C) في عبوة واحدة. تبسط هذه الوحدات التصميم ولكن قد تأتي بتكلفة أعلى. اتجاه آخر هو الاستخدام المتزايد لمرشحات الطول الموجي المحددة المدمجة في العبوة لتحسين المناعة ضد ضوضاء الضوء المحيط، وهي ميزة مذكورة بأنها متاحة في خط الإنتاج الأوسع. لمهام الكشف الأساسية، يوفر الترانزستور الضوئي المنفصل توازنًا أمثل بين الأداء والتكلفة ومرونة التصميم.

مصطلحات مواصفات LED

شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED

الأداء الكهروضوئي

المصطلح الوحدة/التمثيل شرح مبسط لماذا هو مهم
الكفاءة الضوئية لومن/وات الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء.
التدفق الضوئي لومن إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي.
زاوية الرؤية درجة، مثل 120 درجة الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد.
درجة حرارة اللون كلفن، مثل 2700K/6500K دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة.
مؤشر تجسيد اللون بدون وحدة، 0-100 القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف.
تفاوت اللون خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED.
الطول الموجي المهيمن نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون.
توزيع الطيفي منحنى الطول الموجي مقابل الشدة يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون.

المعايير الكهربائية

المصطلح الرمز شرح مبسط اعتبارات التصميم
الجهد الأمامي Vf الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة.
التيار الأمامي If قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل.
التيار النبضي الأقصى Ifp تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف.
الجهد العكسي Vr أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد.
المقاومة الحرارية Rth (°C/W) مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى.
مناعة التفريغ الكهروستاتيكي V (HBM)، مثل 1000V القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة.

إدارة الحرارة والموثوقية

المصطلح المقياس الرئيسي شرح مبسط التأثير
درجة حرارة الوصلة Tj (°C) درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون.
تدهور التدفق الضوئي L70 / L80 (ساعة) الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED.
الحفاظ على التدفق الضوئي %، مثل 70% النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل.
انزياح اللون Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة.
الشيخوخة الحرارية تدهور المادة التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة.

التعبئة والمواد

المصطلح الأنواع الشائعة شرح مبسط الميزات والتطبيقات
نوع التغليف EMC، PPA، السيراميك مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول.
هيكل الشريحة أمامي، شريحة معكوسة ترتيب أقطاب الشريحة. الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية.
طلاء الفسفور YAG، السيليكات، النتريدات يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون.
العدسة/البصريات مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء.

مراقبة الجودة والتصنيف

المصطلح محتوى الفرز شرح مبسط الغرض
فرز التدفق الضوئي الرمز مثل 2G، 2H مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة.
فرز الجهد الرمز مثل 6W، 6X مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام.
فرز اللون 5 خطوات بيضاوي ماك آدم مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة.
فرز درجة حرارة اللون 2700K، 3000K إلخ. مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة.

الاختبار والشهادات

المصطلح المعيار/الاختبار شرح مبسط الأهمية
LM-80 اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21).
TM-21 معيار تقدير العمر يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. يوفر تنبؤ علمي للعمر.
IESNA جمعية هندسة الإضاءة يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. أساس اختبار معترف به في الصناعة.
RoHS / REACH شهادة بيئية يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). شرط الوصول إلى السوق دوليًا.
ENERGY STAR / DLC شهادة كفاءة الطاقة شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية.