LTE-3273L Infrarot-Emitter und -Detektor Datenblatt - 940nm Wellenlänge - Hohe Leistung - Breiter Betrachtungswinkel - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

LTE-3273L ist ein diskretes Infrarot (IR)-Bauelement, das für Anwendungen entwickelt wurde, die zuverlässige IR-Lichtemission und -detektion erfordern. Es gehört zu einer Klasse von optoelektronischen Bauelementen, die für den Einsatz in Umgebungen konzipiert sind, in denen die Infrarotsignalübertragung entscheidend ist. Die Kernfunktionen des Bauteils sind die Emission von Infrarotlicht einer bestimmten Wellenlänge bei elektrischer Ansteuerung und/oder die Detektion einfallender Infrarotstrahlung und deren Umwandlung in ein elektrisches Signal.

Dieses Produkt positioniert sich als Lösung für Systeme, die einen Ausgleich zwischen hoher Lichtleistung, effizienten elektrischen Eigenschaften und einem breiten Emissions-/Detektionsmodus benötigen. Sein Design erfüllt die Anforderungen an Bauelemente, die effektiv unter Pulsbedingungen arbeiten, was in digitalen Kommunikationsprotokollen üblich ist, um den Stromverbrauch zu senken und die Signalklarheit zu erhöhen.

Kernvorteile:LTE-3273L zeichnet sich durch mehrere Schlüsseleigenschaften aus. Es ist für den Betrieb mit hohen Strömen ausgelegt und behält dabei eine relativ niedrige Durchlassspannung bei, was zur Verbesserung des gesamten elektrischen Wirkungsgrads und zur Verringerung der thermischen Belastung beiträgt. Das Bauteil bietet eine hohe Strahlungsintensität, die eine starke Signalübertragung über große Entfernungen oder durch Hindernisse ermöglicht. Sein weiter Abstrahlwinkel gewährleistet eine große Abdeckungsfläche, wodurch die Anforderungen an die Ausrichtung zwischen Sender und Detektor im Systemdesign weniger streng sind. Schließlich ermöglicht das transparente Gehäuse eine maximale Lichtübertragung bei minimaler interner Absorption oder Streuung.

Zielmärkte und Anwendungen:Dieses Bauteil richtet sich hauptsächlich an die Bereiche Unterhaltungselektronik, Industrieautomatisierung und Sicherheitstechnik. Typische Anwendungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Infrarot-Fernbedienungen für Fernseher und Audiogeräte, Kurzstrecken-Funkdatenübertragungsstrecken, Annäherungssensoren, Objektzähler sowie Sicherheitsalarmsysteme zur Erkennung von Lichtstrahlunterbrechungen. Seine hohe Geschwindigkeit macht es auch für grundlegende Infrarot-Datenkommunikationsprotokolle geeignet.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte und objektive Interpretation der im Datenblatt aufgeführten Schlüsselparameter und erläutert deren Bedeutung für Design und Anwendung.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, die zu einer dauerhaften Beschädigung des Bauteils führen können. Ein Betrieb unter Bedingungen, die diese Grenzen erreichen oder sich ihnen nähern, wird nicht empfohlen, um eine zuverlässige, langfristige Leistung sicherzustellen.

• Verlustleistung (Pd): 150 mW- Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C in Form von Wärme abführen kann. Das Überschreiten dieses Grenzwerts birgt das Risiko einer Überhitzung und Beschädigung des Halbleiterübergangs, was zu beschleunigtem Verschleiß oder katastrophalem Ausfall führen kann. Entwickler müssen sicherstellen, dass die durch die Betriebsbedingungen (Durchlassstrom und -spannung) erzeugte Verlustleistung (IF * VF) unter diesem Wert liegt und einen Sicherheitsabstand einhalten.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP): 2 A- Dies ist der maximal zulässige Strom für den Impulsbetrieb, spezifiziert bei 300 Impulsen pro Sekunde (pps) und einer Impulsbreite von 10 µs. Dieser hohe Nennwert ermöglicht es dem Bauteil, während kurzer Impulse eine sehr hohe momentane Lichtleistung abzugeben, was es ideal für Fernbedienungen über große Entfernungen oder für starke Signalimpulse in lauter Umgebung macht.
• Dauer-Vorwärtsstrom (I_F): 100 mA- Dies ist der maximal anlegbare Gleichstrom. Für die meisten Dauerlicht-Anwendungen muss der Betriebsstrom auf oder unter diesem Wert gehalten werden. Der typische Betriebsstrom ist normalerweise deutlich niedriger (z.B. 20-50 mA), um die Lebensdauer zu gewährleisten und die Wärmeentwicklung zu beherrschen.
• Sperrspannung (V_R): 5 V- Die maximale Sperrspannung, die an die LED angelegt werden kann. Ein Überschreiten dieses Wertes kann zum Durchbruch und zur Beschädigung des Bauteils führen. Zum Schutz vor Sperrspannungsspitzen werden üblicherweise Schaltungsmaßnahmen wie Reihenwiderstände oder parallel geschaltete Schutzdioden eingesetzt.
• Betriebs- und Lagertemperaturbereich:Das Bauteil hat einen Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C und einen Lagertemperaturbereich von -55°C bis +100°C. Diese weiten Bereiche machen es für Anwendungen geeignet, in denen extreme Temperaturen auftreten können, wie in der Automobil-, Industrie- und Außenbereichstechnik.
• Löttemperatur für Anschlüsse: 260°C für 5 Sekunden- Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils. Die Spezifikation in 1,6 mm Abstand vom Gehäuse ist entscheidend; das Einbringen von Wärme näher am Kunststoffgehäuse kann zu Verformung oder innerer Beschädigung führen.

2.2 Elektrische und optische Eigenschaften

Dies sind typische Leistungsparameter, die unter den angegebenen Testbedingungen (TA=25°C) gemessen wurden. Sie definieren das Verhalten des Bauteils in einer Schaltung.

• Strahlungsintensität (I_E):
  • 5.6 - 8.0 mW/sr @ I_F= 20mA- Dies ist die pro Raumwinkeleinheit (Steradiant) emittierte Lichtleistung. Sie ist ein direktes Maß für die "Helligkeit" einer IR-Lichtquelle von vorne. Der Bereich zeigt typische Zell-zu-Zell-Variationen.
  • 28.0 - 40.0 mW/sr @ I_F= 100mA- Zeigt eine nichtlineare Beziehung zwischen Strom und Ausgang. Eine fünffache Erhöhung des Stroms führt zu einer etwa fünffachen Steigerung der Strahlungsintensität, was auf eine gute Effizienz auch bei höheren Strömen hindeutet.
• Peak-Emissionswellenlänge (λ_Peak): 940 nm- Die Wellenlänge, bei der das Bauteil die maximale optische Leistung emittiert. 940 nm gehört zum nahen Infrarotspektrum und ist für das menschliche Auge unsichtbar. Dies ist eine gängige Wellenlänge für Fernbedienungen, da sie sichtbares rotes Licht vermeidet und gut mit den Empfindlichkeitseigenschaften von Silizium-Fotodetektoren übereinstimmt.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ): 50 nm- Dieser Parameter wird auch als Halbwertsbreite (FWHM) bezeichnet und gibt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an. Ein Wert von 50 nm bedeutet, dass das emittierte Licht ein Wellenlängenband mit einer Breite von etwa 50 nm abdeckt, das bei einem Peak von 940 nm zentriert ist. Dies ist typisch für Standard-GaAs-Infrarot-Emissionsdioden.
• Flussspannung (V_F):
  • 1,25 - 1,6 V @ I_F= 50 mA- Der Spannungsabfall über dem Bauteil bei einem Durchlassstrom von 50 mA. Diese niedrige V_Fist eine Schlüsseleigenschaft, die Leistungsverluste und Wärmeentwicklung reduziert.
  • 1,85 - 2,3 V @ I_F= 500mA- V_F Sie steigt mit dem Strom aufgrund des Innenwiderstands der Diode an. Dieser Wert ist für die Auslegung von Treibern für hohe Stromimpulse entscheidend.
• Sperrstrom (I_R): max. 100 µA @ V_R= 5V- Der geringe Leckstrom, der beim Anlegen der maximalen Sperrspannung fließt. Idealerweise sollte dieser Wert niedrig sein.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2): 40°- Dies ist der volle Winkel, bei dem die Strahlungsintensität auf die Hälfte ihres Maximalwerts (axial) abfällt. Ein Winkel von 40° bietet einen recht breiten Strahl, der für Anwendungen geeignet ist, bei denen eine präzise Ausrichtung schwierig ist.

2.3 Thermische Eigenschaften

Obwohl nicht explizit in einer separaten Tabelle aufgeführt, kann das thermische Verhalten aus mehreren Parametern abgeleitet werden. Die Verlustleistungsbewertung (150mW) ist im Wesentlichen eine thermische Grenze. Die Leistungskurven (später diskutiert) zeigen, wie sich der Ausgang und die Durchlassspannung mit der Umgebungstemperatur ändern. Ein effektives Wärmemanagement (durch Kupferflächen auf der Leiterplatte oder Kühlkörper) ist entscheidend, um Leistung und Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, insbesondere beim Betrieb nahe dem maximalen Dauerstrom.

3. Analyse der Leistungskurve

Typische Kurven bieten eine visuelle und quantitative Einsicht in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen, was für ein robustes Schaltungsdesign entscheidend ist.

3.1 Vorwärtsstrom vs. Vorwärtsspannung (Abb. 3)

Diese I-V-Kennlinie zeigt die typische exponentielle Beziehung einer Diode. Bei niedrigem Strom ist die Spannung gering. Mit steigendem Strom nimmt die Spannung zu. Diese Kurve ermöglicht es Konstrukteuren, einen geeigneten strombegrenzenden Widerstand für eine gegebene Versorgungsspannung auszuwählen. Zum Beispiel, um eine LED mit 100 mA aus einer 5V-Versorgung zu betreiben, beträgt der Widerstandswert R = (V_supply- V_F) / I_F. Bei einem typischen V_F von ca. 1,6 V (extrapoliert) bei 100 mA beträgt R (5 - 1,6) / 0,1 = 34 Ohm. Die Leistung im Widerstand beträgt I²R = 0,34 W.

3.2 Relative Strahlungsintensität vs. Durchlassstrom (Abb. 5)

Diese Grafik zeigt die Abhängigkeit der Lichtleistung vom Treiberstrom. Bei niedrigeren Strömen ist sie typischerweise linear, bei sehr hohen Strömen kann sie jedoch aufgrund thermischer Effekte und des Einflusses der internen Quanteneffizienz Anzeichen von Sättigung oder Effizienzabfall zeigen. Die Kurve bestätigt, dass ein gepulster Betrieb bei 2A (aus den absoluten Maximalwerten) eine deutlich höhere momentane Ausgangsleistung erzeugt als ein kontinuierlicher Betrieb bei 100mA, was seinen Nutzen für die Signalübertragung über große Entfernungen belegt.

3.3 Relative Strahlungsintensität vs. Umgebungstemperatur (Abb. 4)

Dies ist die entscheidende Kurve zum Verständnis der Umgebungseinflüsse. Sie zeigt, dass die Strahlungsintensität mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt. Dies ist eine Eigenschaft von LEDs; eine höhere Sperrschichttemperatur verringert den internen Quantenwirkungsgrad. Beispielsweise kann die Ausgangsleistung bei +85°C nur noch 60-70 % der Leistung bei +25°C betragen. Entwickler müssen diese Derating in Systemen berücksichtigen, die über den gesamten Temperaturbereich zuverlässig arbeiten müssen. Dies kann erforderlich sein, die LED bei hohen Temperaturen mit einem leicht erhöhten Strom zu betreiben, um den verlorenen Lichtstrom zu kompensieren, vorausgesetzt, die Verlustleistungsgrenzen werden nicht überschritten.

3.4 Spektrale Verteilung (Abb. 1)

Diese Grafik visualisiert das Emissionsspektrum mit einem Maximum bei 940 nm und einer Halbwertsbreite (FWHM) von 50 nm. Sie bestätigt die Emission der Vorrichtung im nahen Infrarotbereich und hilft bei der Auswahl kompatibler optischer Filter oder der Bewertung potenzieller Störungen durch Umgebungslichtquellen (wie Sonnenlicht mit breitem Spektrum oder Glühlampen).

3.5 Strahlungsdiagramm (Abbildung 6)

Dieses Polardiagramm bietet eine detaillierte Ansicht der Winkelverteilung des emittierten Lichts. Es stellt grafisch den Betrachtungswinkel von 40° (2θ_1/2Die Form der Kurve ist für die Konstruktion von Linsen oder Reflektoren wichtig, um den Strahl zu kollimieren oder weiter zu streuen und so an spezifische Anwendungen anzupassen.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Abmessungen und Toleranzen

Das Bauteil verwendet ein Standard-Durchsteckgehäuse mit einem Flansch zur mechanischen Stabilisierung und potenziellen Wärmeableitung. Die Hauptabmessungen umfassen Gehäusedurchmesser, Rastermaß und Gesamtlänge. Alle Maße sind in Millimetern angegeben. Die Standardtoleranz beträgt ±0,25 mm, sofern für bestimmte Merkmale nichts anderes angegeben ist. Das Rastermaß wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlussbeine aus dem Gehäusekörper austreten. Dies ist der Standardreferenzpunkt für die Platine-Lochplatzierung. Der maximale Überstand des Harzes unter dem Flansch beträgt 1,5 mm, was für den Abstand der Platine und die Reinigung wichtig ist.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Infrarot-Emmittern (LEDs) ist der längere Anschluss in der Regel die Anode (Pluspol), der kürzere die Kathode (Minuspol). Das Gehäusebild im Datenblatt sollte dies eindeutig anzeigen, üblicherweise durch eine Abflachung am Gehäuse oder eine Kerbe in der Nähe des Kathodenanschlusses. Die korrekte Polung ist entscheidend; eine Sperrspannung von mehr als 5V kann das Bauteil beschädigen.

5. Soldering and Assembly Guide

Reflow-Lötverfahren:Der spezifizierte Parameter beträgt 260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen an einem Punkt 1,6 mm vom Gehäuse entfernt. Dies entspricht dem üblichen bleifreien Reflow-Profil (Spitzentemperatur 240-260°C). Der Abstand von 1,6 mm ist entscheidend, um zu verhindern, dass das Kunststoffgehäuse seine Glasübergangstemperatur überschreitet und sich verformt.

Handlöten:Wenn Handlöten erforderlich ist, sollte eine temperaturgeregelte Lötstation verwendet werden. Die Kontaktzeit pro Pin sollte minimiert werden, idealerweise auf weniger als 3 Sekunden, und es sollte eine Wärmesenke zwischen Lötspitze und Gehäuse am Pin verwendet werden.

Reinigung:Nach dem Löten können Standard-PCB-Reinigungsverfahren angewendet werden, jedoch sollte die Kompatibilität des Reinigungsmittels mit dem transparenten Harzgehäuse überprüft werden.

Lagerbedingungen:Um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern (was beim Reflow-Löten zum "Popcorn"-Effekt führen kann), sollten die Bauteile in einer trockenen Umgebung gelagert werden, typischerweise bei Raumtemperatur und einer relativen Luftfeuchtigkeit von unter 40 %, oder, bei längerer Lagerung, in versiegelten Feuchtigkeitsschutzbeuteln mit Trockenmittel.

6. Anwendungsempfehlungen und Designüberlegungen

6.1 Typische Anwendungsschaltung

Treiberkreis für den Sender:Die einfachste Schaltung ist ein in Reihe geschalteter Strombegrenzungswiderstand. Für den Pulsbetrieb werden Transistoren (BJT oder MOSFET) zum Schalten hoher Ströme verwendet. Der Treiber muss in der Lage sein, den Spitzenstrom (bis zu 2A) bei niedriger Sättigungsspannung bereitzustellen, um die Spannung über der LED zu maximieren. Für die Datenübertragung sind schnelle Anstiegs-/Abfallzeiten erforderlich.

Detektorschaltung:Bei Verwendung als Photodiode (falls je nach Modell zutreffend) arbeitet sie typischerweise im Sperrbereich oder im Photovoltaik-Modus (Nullvorspannung) und ist mit einem Transimpedanzverstärker verbunden, um den geringen Photostrom in eine nutzbare Spannung umzuwandeln.

6.2 Wichtige Design-Überlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder einen aktiven Konstantstromtreiber. Schließen Sie niemals direkt an eine Spannungsquelle an.
• Impulsbetrieb:Bei Impulsbetrieb müssen Impulsbreite und Tastverhältnis so gewählt werden, dass die mittlere Verlustleistung innerhalb der Grenzwerte bleibt. Mittlerer Strom = Spitzenstrom * Tastverhältnis. Für einen 2A-Impuls mit 300pps und 10µs Breite beträgt das Tastverhältnis = (10e-6 * 300) = 0,003 (0,3%). Mittlerer Strom = 2A * 0,003 = 6mA, was weit innerhalb des Dauerbetriebs-Nennwerts liegt.
• Optischer Pfad:Ein Blickwinkel von 40° wird in Betracht gezogen. Für fokussierte Strahlen können Linsen erforderlich sein. Für die Weitbereichserkennung könnte dieser Winkel ausreichend sein. Halten Sie den Lichtweg frei von Hindernissen und sauber.
• Unterdrückung von Umgebungslichtstörungen:In Detektoranwendungen ist Umgebungs-Infrarotlicht (von der Sonne, Leuchten) die Hauptstörquelle. Die Verwendung eines modulierten Infrarotsignals (z.B. 38kHz) und einer entsprechend abgestimmten Empfangsschaltung ist die Standardmethode, um diese Gleich- und Niederfrequenzstörungen zu unterdrücken.
• PCB-Layout:Beim Sender ist eine ausreichende Leiterbahnbreite sicherzustellen, um den Spitzenimpulsstrom ohne übermäßigen Spannungsabfall zu führen. Für das Wärmemanagement sollte die Flanschfläche (sofern elektrisch isoliert oder mit dem Anschluss verbunden) mit einem Kupferbereich auf der Leiterplatte als Kühlkörper verbunden werden.

7. Technischer Vergleich und Differenzierung

Obwohl keine konkreten Konkurrenzmodelle genannt werden, definiert die Parameterkombination des LTE-3273L seine Positionierung:

• Im Vergleich zu einer Standard-Infrarot-Emissionsdiode mit 940 nm:Sein hoher Spitzenstrom-Nennwert (2A) und seine hohe Strahlungsintensität bei 100mA unterscheiden ihn von Niedrigleistungsmodellen für einfache Fernbedienungen. Dies macht ihn geeignet für Anwendungen mit größerer Reichweite oder höherer Störfestigkeit.
• Im Vergleich zu einer Hochgeschwindigkeits-850nm-Infrarot-Emissionsdiode:Die LTE-3273L arbeitet mit GaAs-Material bei 940nm, während Hochgeschwindigkeitsmodelle typischerweise AlGaAs-Material bei 850nm verwenden. 850nm-Bauteile weisen in der Regel kürzere Anstiegs-/Abfallzeiten für Hochgeschwindigkeitsdaten auf, können aber ein schwaches rotes Licht emittieren. 940nm-Bauteile sind vollständig unsichtbar, was für verdeckte Anwendungen vorzuziehen ist; ihre Halbwertsbreite von 50nm ist ein Standardwert.
• Im Vergleich zu einem Phototransistor/Photodiode im gleichen Gehäuse:Der Titel des Datenblatts zeigt, dass diese Serie sowohl Emitter als auch Detektoren umfasst. Die spezielle Version des Fotodetektors wird unterschiedliche Eigenschaften (Empfindlichkeit, Dunkelstrom, Geschwindigkeit) aufweisen. Der entscheidende Vorteil eines angepassten Paares aus derselben Serie liegt in der Möglichkeit einer optimierten spektralen Abstimmung.

8. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

Q1: Kann ich diese LED kontinuierlich mit 500mA betreiben?
A: Nein. Der absolute Maximalwert für den kontinuierlichen Vorwärtsstrom beträgt 100 mA. Die 500-mA-Bedingung, die in der Tabelle der elektrischen Eigenschaften aufgeführt ist, ist eine Testbedingung zur Messung von V_F unter hohem Strom und könnte mit seinen Impulsbetriebs-Nennwerten zusammenhängen. Der Dauerbetrieb darf 100 mA nicht überschreiten.

Q2: Warum hat meine Infrarot-Fernbedienung in einem heißen Auto eine kürzere Reichweite?
A: Bitte beziehen Sie sich auf Abbildung 4 (Relative Strahlungsintensität vs. Umgebungstemperatur). Die Ausgangsleistung der LED nimmt mit steigender Temperatur ab. Bei +85 °C kann die Ausgangsleistung um 30–40 % niedriger sein als bei Raumtemperatur, was die effektive Reichweite direkt verringert.

Q3: Welchen Widerstand sollte ich verwenden, um bei einer 3,3-V-Stromversorgung die typische Ausgangsleistung zu erzielen?
A: Für ein Ziel-I_F von 20mA (was 5,6-8,0 mW/sr erzeugt) und bei einem typischen V_F von 1,6V bei 50mA (für 20mA wird etwa 1,5V geschätzt), R = (3,3V - 1,5V) / 0,02A = 90 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 91 Ohm. Leistung im Widerstand: (0,02^2)*91 = 0,0364W, daher ist ein 1/8W- oder 1/10W-Widerstand ausreichend.

Q4: Ist der Blickwinkel für Emission und Detektion derselbe?
A: Für den Infrarot-Emitter (LED) gibt der 40°-Winkel das Emissionsmuster an. Für einen Fotodioden- oder Fototransistor-Detektor definiert ein ähnlicher, aber separater Parameter, genannt "Blickwinkel" oder "Empfindlichkeitswinkel", seinen Winkelakzeptanzbereich. Sie sind in der Regel ähnlich, aber nicht unbedingt identisch. Konsultieren Sie bitte die spezifischen Detektordatenblätter.

9. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Fallstudie: Entwurf eines Senders für eine Fernbedienung eines Garagentoröffners.
Das Entwurfsziel ist eine zuverlässige Reichweite von 50 Metern unter Tageslichtbedingungen. Der LTE-3273L wurde aufgrund seiner hohen Impulsausgangsleistung gewählt.
Entwurfsschritte:
1. Treiberschaltung:Verwendung eines MOSFET, der von einem Mikrocontroller gesteuert wird, um die LED gepulst anzusteuern. Berechnung des Serienwiderstands basierend auf der Batteriespannung (z.B. 12V) und dem gewünschten Spitzenstrom. Um die Reichweite zu maximieren, treiben Sie nahe dem Nennspitzenwert: Wählen Sie I_FP= 1.5A (innerhalb des Maximalwerts von 2A). V bei 1.5A_F(durch Extrapolation der Kurve) ca. 2.5V. Widerstand R = (12V - 2.5V) / 1.5A = 6.33 Ohm. Verwenden Sie einen 6.2-Ohm-, 5W-Widerstand, um die Impulsleistung zu bewältigen (P = I²R = 1.5^2 * 6.2 ≈ 14W Spitzenwert, aber die Durchschnittsleistung ist sehr niedrig).
2. Pulsweitenmodulation:Die Befehle werden mit einem durch die Datenbits modulierten 38kHz-Träger kodiert. Die Impulsbreite jedes 38kHz-Impulszuges wird auf 10µs oder weniger gehalten, um innerhalb der Nennwerte zu bleiben. Das Tastverhältnis ist sehr gering.
3. Optisch:Eine einfache Kunststofflinse vor der LED kollimiert den natürlichen 40°-Strahl zu einem schmaleren, fokussierteren Strahl für größere Reichweite.
4. Wärmemanagement:Aufgrund des geringen Tastverhältnisses sind die Durchschnittsleistung und die Wärmeentwicklung minimal. Es ist kein spezieller Kühlkörper erforderlich, außer der PCB-Kupferfolie, die mit dem Flansch verbunden ist.
Dieses Design nutzt die Schlüsseleigenschaften des LTE-3273L: hoher Spitzenstrom, hohe Strahlungsintensität und Eignung für den Pulsbetrieb.

10. Einführung in das Funktionsprinzip

Infrarot-Emitter (IRED):Als Emitter ist die LTE-3273L eine Leuchtdiode (LED) auf Basis des Halbleitermaterials Galliumarsenid (GaAs). Bei Anlegen einer Vorwärtsspannung werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiterübergangs injiziert. Bei der Rekombination dieser Ladungsträger wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Bandlückenenergie des GaAs-Materials bestimmt die Wellenlänge dieser Photonen, nämlich im infraroten Bereich von 940 Nanometern. Das transparente Gehäuse ermöglicht es diesem Licht, mit minimalen Verlusten auszutreten.

Infrarotdetektor (Fotodiode):Bei Konfiguration als Detektor enthält das Bauteil einen Halbleiter-PIN-Übergang. Wenn Photonen mit einer Energie größer als die Bandlücke des Halbleiters (d.h. Infrarotlicht) auf die Verarmungszone treffen, erzeugen sie Elektron-Loch-Paare. Diese Ladungsträger werden anschließend durch das interne elektrische Feld (oder eine angelegte Sperrspannung) getrennt, wodurch ein Fotostrom erzeugt wird, der proportional zur Intensität des einfallenden Lichts ist. Dieser kleine Strom kann durch externe Schaltungen verstärkt und verarbeitet werden.

11. Technologische Trends und Hintergrund

Diskrete Infrarotkomponenten wie die LTE-3273L repräsentieren eine ausgereifte und stabile Technologie. Kernmaterialien (GaAs, AlGaAs) und Gehäusetypen wurden über Jahrzehnte hinsichtlich Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz optimiert. Der anhaltende Trend in diesem Bereich liegt nicht in revolutionären Veränderungen der diskreten Bauteile selbst, sondern in ihrem Integrations- und Anwendungskontext:

• Integration:Es gibt einen Trend hin zu integrierten Modulen, die Sender, Detektoren, Treiber, Verstärker und digitale Logik (wie Decoder für bestimmte Protokolle) in einem einzigen oberflächenmontierbaren Gehäuse kombinieren. Diese vereinfachen das Design, können aber für professionelle Anwendungen möglicherweise nicht das gleiche Maß an Anpassung oder Leistungsoptimierung wie diskrete Bauteile bieten.
• Miniaturisierung:Obwohl Durchsteckmontage-Gehäuse aufgrund ihrer Robustheit nach wie vor beliebt sind, wächst die Nachfrage nach kleineren Versionen in oberflächenmontierbarer Bauweise (SMD), um Platz auf modernen Leiterplatten zu sparen.
• Leistungssteigerung:Für neue Anwendungen wie Consumer-LiDAR oder fortschrittliche Gestenerkennung werden schnellere und effizientere Infrarot-Emitter (z. B. mit VCSEL-Technologie) sowie Detektoren mit höherer Empfindlichkeit und geringerem Rauschen erforscht. Für klassische Anwendungen wie Fernbedienungen, Annäherungserkennung und einfache Datenverbindungen bieten jedoch etablierte Komponenten wie der LTE-3273L weiterhin die beste Balance zwischen Leistung, Zuverlässigkeit und Kosten.
• Anwendungsausweitung:Ihr grundlegendes Prinzip bleibt auch für neuartige IoT-Geräte relevant, die einfache, energieeffiziente drahtlose Kommunikation oder Erfassung benötigen, ohne die Komplexität von RF-Systemen.

Zusammenfassend ist das LTE-3273L ein Bauteil, das auf ausgereifter Technologie basiert, klar spezifiziert und robust ist. Sein Wert liegt in seinem klaren, detaillierten Datenblatt, das es Ingenieuren ermöglicht, sein Verhalten genau vorherzusagen und es effektiv in Systeme zu integrieren, die zuverlässige Infrarotfunktionen zur Steuerung, Erfassung oder grundlegenden Kommunikation benötigen.