Hoja de Datos del LED Emisor IR LTE-306 - Paquete de Emisión Lateral - Longitud de Onda Pico 940nm - Tensión Directa 1.6V - Ángulo de Visión 30 grados - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTE-306 es un emisor infrarrojo (IR) lateral y miniatura, diseñado para su uso en sistemas de detección y sensado optoelectrónico. Su función principal es emitir luz infrarroja con una longitud de onda pico de 940 nanómetros (nm). Este dispositivo está diseñado para ser compatible mecánica y espectralmente con los fototransistores correspondientes de la serie LTR-306, garantizando un rendimiento óptimo en pares emisor-receptor para aplicaciones como detección de objetos, sensado de posición y transmisión de datos. La principal ventaja de este componente es su construcción de bajo costo dentro de un paquete plástico compacto, combinada con la disponibilidad de lotes pre-seleccionados para una salida de intensidad radiante consistente.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos de Operación

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Los límites clave incluyen una corriente directa continua (I_F) de 50 mA y una corriente directa pico de 1 A para operación pulsada (300 pulsos por segundo, ancho de pulso de 10 µs). La disipación de potencia máxima es de 75 mW. La tensión inversa máxima es de 5 V, lo que indica que el LED no debe someterse a una polarización inversa que supere este valor. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y el de almacenamiento de -55°C a +100°C. La temperatura de soldadura de los terminales se especifica en 260°C durante 5 segundos, medida a 1.6mm del cuerpo del encapsulado.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Todas las características se miden a T_A=25°C. Los parámetros ópticos principales son la Incidencia Radiante en la Apertura (E_e) y la Intensidad Radiante (I_E), ambos probados con una corriente directa de 20 mA. Estos parámetros se agrupan en lotes (de la A a la H), proporcionando un rango de valores mínimos y típicos/máximos para seleccionar según las necesidades de la aplicación. Por ejemplo, el Lote A ofrece E_ede 0.088 a 0.168 mW/cm² e I_Ede 0.662 a 1.263 mW/sr, mientras que el Lote H ofrece una salida mayor. La longitud de onda de emisión pico (λ_Pico) es típicamente de 940 nm con un ancho espectral a media altura (Δλ) de 50 nm. La tensión directa (V_F) es típicamente de 1.6V a 20 mA. La corriente inversa (I_R) es de 100 µA máximo a una tensión inversa de 5V. El ángulo de visión (2θ_1/2) es de 30 grados.

3. Explicación del Sistema de Clasificación por Lotes

El producto utiliza un sistema de clasificación por intensidad radiante. Los dispositivos se prueban y clasifican en grupos (Lotes A a H) según su Intensidad Radiante (I_E) e Incidencia Radiante en la Apertura (E_e) medidas con una corriente de accionamiento estándar de 20 mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes con niveles mínimos garantizados de salida de luz, asegurando la consistencia en el rendimiento del sistema, algo especialmente importante en aplicaciones donde el umbral de detección o la fuerza de la señal son críticos. Los lotes proporcionan una escala graduada de potencia de salida.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a varias curvas características típicas. La Figura 1 muestra la Distribución Espectral, ilustrando la salida de luz centrada alrededor de 940 nm. La Figura 2 representa la relación entre la Corriente Directa y la Temperatura Ambiente, importante para comprender la reducción de potencia. La Figura 3 es la curva de Corriente Directa frente a Tensión Directa (I-V), que muestra las características de encendido del diodo. La Figura 4 muestra cómo la Intensidad Radiante Relativa varía con la Temperatura Ambiente, indicando una disminución en la salida a medida que aumenta la temperatura. La Figura 5 representa la Intensidad Radiante Relativa frente a la Corriente Directa, mostrando la relación no lineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz. La Figura 6 es el Diagrama de Radiación, un gráfico polar que visualiza el ángulo de visión de 30 grados y la distribución espacial de la luz infrarroja emitida.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo utiliza un paquete plástico lateral miniatura. Las dimensiones se proporcionan en un dibujo (referenciado pero no detallado completamente en el texto). Las notas clave especifican que todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia general de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario. La separación de los terminales se mide en el punto donde estos salen del paquete. La orientación lateral significa que la dirección de emisión principal es perpendicular al eje de los terminales, lo que es un diferenciador clave respecto a los LED de emisión superior.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La directriz principal proporcionada es para la soldadura de terminales: la temperatura en un punto a 1.6mm (0.063 pulgadas) del cuerpo del paquete no debe exceder los 260°C durante un máximo de 5 segundos. Esto es fundamental para evitar daños en el chip semiconductor interno y en el paquete plástico. Para el montaje moderno, esto implica un control cuidadoso de los parámetros de soldadura por ola o el uso de técnicas de soldadura selectiva. La soldadura manual debe realizarse rápidamente con un soldador de temperatura controlada.

7. Recomendaciones de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTE-306 es ideal para aplicaciones que requieren emisión de luz no visible para sensado. Usos comunes incluyen detección y conteo de objetos (por ejemplo, en máquinas expendedoras, impresoras), sensado de posición (por ejemplo, detección de borde de papel), sensores de ranura e interruptores de proximidad. Su compatibilidad espectral con el fototransistor LTR-306 lo hace perfecto para construir interruptores ópticos compactos o sensores reflectivos de objetos.

7.2 Consideraciones de Diseño

Los diseñadores deben considerar varios factores: Primero, siempre usar una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED cuando se alimente desde una fuente de tensión, para evitar superar la corriente directa continua máxima (50 mA). Segundo, seleccionar el lote de intensidad apropiado (A-H) según la distancia de sensado requerida y la sensibilidad del detector emparejado. Tercero, tener en cuenta el ángulo de visión de 30 grados al alinear el emisor y el detector en un sistema; una desalineación reducirá la fuerza de la señal. Cuarto, considerar los efectos de la temperatura ambiente en la salida radiante (como se muestra en la Figura 4), especialmente en entornos hostiles. Quinto, asegurar que la tensión inversa a través del LED nunca supere los 5V, lo que puede requerir un circuito de protección en algunas configuraciones.

8. Comparación Técnica

Las ventajas diferenciadoras clave de este componente son su paquete lateral y la intensidad pre-clasificada. En comparación con los LED IR estándar de emisión superior, el factor de forma lateral permite un diseño de PCB más flexible y puede posibilitar diseños de producto más delgados. La disponibilidad de múltiples lotes de intensidad proporciona un nivel de clasificación de rendimiento no siempre disponible en emisores IR de bajo costo, dando a los diseñadores la capacidad de ajustar el rendimiento del sistema y potencialmente reducir costos al no sobredimensionar. La compatibilidad mecánica y espectral explícita con una serie específica de fototransistores simplifica el diseño de pares ópticos confiables.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito del sistema de clasificación por lotes?

R: La clasificación por lotes (A-H) garantiza un nivel mínimo de intensidad radiante. Esto asegura la consistencia en la producción. Puedes elegir un lote inferior para aplicaciones menos exigentes o de corto alcance, o un lote superior para un alcance mayor o una detección más confiable.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?

R: Sí, pero debes usar una resistencia en serie. Con una V_Ftípica de 1.6V a 20mA, el valor de la resistencia sería (3.3V - 1.6V) / 0.02A = 85 Ohmios. Siempre calcula la resistencia en función de la corriente deseada y la tensión de alimentación real.

P: ¿Por qué es importante el ángulo de visión?

R: El ángulo de visión de 30 grados define el cono dentro del cual se emite la mayor parte de la luz. En un sistema de sensor emparejado, tanto el emisor como el detector tienen ángulos de visión. Su superposición define la zona de sensado efectiva. Un ángulo más estrecho puede permitir una detección más precisa.

P: ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento?

R: A medida que aumenta la temperatura ambiente, la intensidad radiante típicamente disminuye (ver Figura 4). La tensión directa también disminuye ligeramente para una corriente dada. En aplicaciones críticas, puede ser necesaria una compensación de temperatura en el circuito de accionamiento o recepción.

10. Caso de Uso Práctico

Caso: Diseño de un Sensor de Presencia de Papel en una Impresora.Un emisor IR LTE-306 se empareja con un fototransistor LTR-306 a través del camino del papel para formar un sensor transmisivo. Cuando no hay papel, la luz del emisor llega al detector. Cuando hay papel, este bloquea la luz. El paquete lateral permite que ambos componentes se monten planos en la PCB principal, con sus ejes ópticos alineados a través del espacio. El diseñador selecciona emisores del Lote D para asegurar que una fuerza de señal suficiente llegue al detector después de una posible contaminación (polvo) durante la vida útil del producto. Un microcontrolador monitorea la salida del fototransistor para determinar la presencia de papel.

11. Principio de Operación

Un LED emisor infrarrojo es un diodo semiconductor. Cuando se polariza en directa (tensión positiva aplicada al ánodo respecto al cátodo), los electrones y huecos se recombinan en la región activa del material semiconductor (típicamente basado en arseniuro de galio). Este proceso de recombinación libera energía en forma de fotones (partículas de luz). La composición y estructura específica del material semiconductor determinan la longitud de onda de la luz emitida. Para el LTE-306, esto resulta en fotones principalmente en el espectro infrarrojo alrededor de 940 nm, que es invisible para el ojo humano pero detectable por fotodetectores de silicio.

12. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en estos componentes optoelectrónicos discretos es hacia una mayor miniaturización, mayor eficiencia (más salida de luz por unidad de potencia eléctrica de entrada) y una mayor integración. Si bien los pares emisor-detector discretos siguen siendo comunes, hay un movimiento hacia módulos integrados que incluyen el LED, el fotodetector y, a veces, el circuito de acondicionamiento de señal en un solo paquete. Esto simplifica el diseño y mejora la fiabilidad. Además, existe un desarrollo continuo para lograr una emisión de longitud de onda más precisa y estable y un control más estricto del ángulo de visión para aplicaciones de sensado especializadas. La demanda de componentes de bajo consumo para dispositivos IoT alimentados por batería también impulsa las mejoras de eficiencia.