مشخصات فنی دیود مادون قرمز LTE-4208M - طول موج 940 نانومتر - بسته‌بندی T-1 3/4 (5 میلی‌متر) - ولتاژ مستقیم 1.6 ولت - توان مصرفی 100 میلی‌وات

1. مرور کلی محصول

LTE-4208M یک دیود مادون قرمز با کارایی بالا است که به طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده است که نیاز به انتشار نور غیرمرئی قابل اعتماد و کارآمد دارند. عملکرد اصلی آن تبدیل انرژی الکتریکی به تابش مادون قرمز با طول موج اوج 940 نانومتر (nm) است. این طول موج برای کاربردهایی که نیاز به حداقل کردن تداخل نور مرئی دارند بسیار مناسب است، زیرا اساساً برای چشم انسان نامرئی است و در عین حال می‌تواند به طور کارآمد توسط آشکارسازهای نوری مبتنی بر سیلیکون (مانند فوتوترانزیستورها و فوتودیودها) تشخیص داده شود.

این قطعه در یک بسته‌بندی استاندارد T-1 3/4 (با قطر تقریبی 5 میلی‌متر) با لنز شفاف ارائه می‌شود. این بسته‌بندی پلاستیکی مینیاتوری یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهد و در عین حال از استحکام مکانیکی برخوردار است. یکی از ویژگی‌های کلیدی طراحی آن، تطابق طیفی و مکانیکی با سری‌های مربوطه فوتوترانزیستورها (مانند LTR-3208) است که طراحی سیستم‌های نوری را با اطمینان از هم‌ترازی و کوپلینگ سیگنال بهینه بین جفت فرستنده و گیرنده، ساده می‌کند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی LTE-4208M شامل خروجی شدت تابش بالا، عملکرد یکنواخت تضمین‌شده از طریق فرآیند درجه‌بندی دقیق، و فرم فشرده و کم‌هزینه آن است. این قطعه پیش از عرضه در محدوده‌های خاصی از شدت تابش (درجه‌بندی) غربال می‌شود و به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعه‌ای را انتخاب کنند که دقیقاً الزامات حساسیت سیستم آن‌ها را برآورده می‌سازد، بدون نیاز به مدارهای کالیبراسیون خارجی یا تنظیم دقیق. این قابلیت پیش‌بینی، بازده تولید و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

بازار هدف این قطعه عمدتاً شامل محصولات الکترونیکی صنعتی و مصرفی است که به حسگرهای مجاورتی، تشخیص اشیاء یا رمزگذاری نوری نیاز دارند. بارزترین کاربرد آن در آشکارسازهای دود است که با اندازه‌گیری پراکندگی یا تضعیف نور، ذرات دود را تشخیص می‌دهد. سایر کاربردهای بالقوه شامل کلیدهای غیرتماسی، انتقال داده‌های کوتاه‌برد (مانند سیستم‌های کنترل از راه دور)، حسگرهای اتوماسیون صنعتی و شمارنده‌های اشیاء می‌شود.

2. تجزیه و تحلیل عمیق پارامترهای فنی

درک پارامترهای الکتریکی و نوری برای طراحی مدار قابل اعتماد و اطمینان از عملکرد LED در محدوده کاری ایمن (SOA) آن ضروری است.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر، محدوده‌های تنشی را تعریف می‌کنند که می‌توانند منجر به آسیب دائمی قطعه شوند. عملکرد طولانی‌مدت در شرایط نزدیک یا در این محدوده‌ها توصیه نمی‌شود.

• توان مصرفی (Pd):100 mW. این حداکثر توانی است که دستگاه می‌تواند در دمای محیط (TA) برابر با 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما تلف کند. فراتر رفتن از این حد، خطر از دست دادن کنترل حرارتی و خرابی را به همراه دارد.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):3 A. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز در شرایط پالس (300 پالس در ثانیه، عرض پالس 10 میکروثانیه) است. این مقدار به مراتب بالاتر از رتبه‌بندی جریان پیوسته است و توانایی دستگاه در مدیریت پالس‌های کوتاه و پرتوان را برجسته می‌کند.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):50 mA. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور مداوم اعمال کرد، با فرض ولتاژ مستقیم معمول و بدون تجاوز از رتبه‌بندی اتلاف توان.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 V. این قطعه تحمل بسیار کمی در برابر بایاس معکوس دارد. اعمال ولتاژ معکوس بیش از 5V ممکن است منجر به شکست فوری شود. دیتاشیت به صراحت ذکر می‌کند که این قطعه برای عملکرد معکوس طراحی نشده است.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:به ترتیب از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس و از 55- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس. این محدوده‌ها شرایط محیطی برای عملکرد مطمئن و ذخیره‌سازی غیرفعال را تعریف می‌کنند.
• دمای لحیم‌کاری پایه:در فاصله 4.0 میلی‌متری از بدنه پکیج، 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این برای فرآیندهای Wave Soldering یا Reflow Soldering حیاتی است تا از آسیب به تراشه نیمه‌هادی داخلی یا پکیج پلاستیکی جلوگیری شود.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (TA=25°C، I_F=20mA، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد) اندازه‌گیری شده‌اند و عملکرد معمول دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت تابش (I_E):این پارامتر اصلی خروجی نوری است که بر حسب میلی‌وات بر استرادیان (mW/sr) بیان می‌شود. این پارامتر توان نوری منتشر شده در هر واحد زاویه فضایی را نشان می‌دهد. این دستگاه بر اساس خروجی اندازه‌گیری شده آن در جریان آزمایش استاندارد 20mA درجه‌بندی می‌شود (رده‌های A تا G)، که محدوده مقادیر حداقل و معمول آن از 3.6/13.2 mW/sr (رده A) تا 28.8 mW/sr (رده G) متغیر است. این درجه‌بندی امکان انتخاب بر اساس شدت سیگنال مورد نیاز را فراهم می‌کند.
• طول موج تابش اوج (λ_Peak):940 nm. این طول موجی است که در آن توان نوری گسیلی به حداکثر مقدار خود می‌رسد. این طول موج در محدوده طیف فروسرخ نزدیک قرار دارد.
• پهنای نیم‌ارتفاع خط طیفی (Δλ):50 نانومتر. این پارامتر که به عنوان عرض کامل در نصف بیشینه (FWHM) نیز شناخته می‌شود، پهنای باند طیفی را تعریف می‌کند. عرض 50 نانومتر به این معنی است که نور منتشر شده محدوده طول موجی تقریباً از 915 نانومتر تا 965 نانومتر را در نصف شدت پیک پوشش می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.2 ولت (حداقل)، 1.6 ولت (معمول). این افت ولتاژ دو سر دیود هنگام عبور جریان 20 میلی‌آمپر است. برای محاسبه مقدار مقاومت سری در مدار درایو بسیار مهم است: R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F.
• جریان معکوس (I_R):در V_R=5V، حداکثر 100 μA. این جریان نشتی کوچکی است که زمانی که دیود در حداکثر مقدار نامی خود بایاس معکوس شده است، جاری می‌شود.
• زاویه دید (2θ)_1/2):20 درجه. این زاویه کامل زمانی است که شدت تابش به نصف حداکثر مقدار خود (در محور) کاهش می‌یابد. زاویه دید 20 درجه نشان‌دهنده پرتوی نسبتاً باریک و متمرکز است که برای کاربردهای سنجش جهت‌دار مطلوب است.

3. توضیح سیستم رتبه‌بندی

LTE-4208M از یک پارامتر کلیدی درجه‌بندی استفاده می‌کند: شدت تابش. دستگاه‌ها بر اساس خروجی اندازه‌گیری شده در جریان تست استاندارد 20mA آزمایش و گروه‌بندی می‌شوند (درجه A تا G). این سیستم چندین مزیت ارائه می‌دهد:

1. یکنواختی طراحی:مهندسان می‌توانند دسته‌بندی خاصی را انتخاب کنند تا سطح سیگنال نوری تمامی واحدها در یک دسته تولیدی یکسان باشد و در نتیجه یکنواختی محصول افزایش یابد.
2. تطبیق عملکرد:هنگام استفاده با آشکارسازهای نوری متناظر، انتخاب دسته‌بندی فرستنده امکان کنترل دقیق‌تر حساسیت کلی و محدوده دینامیکی سیستم سنسور نوری را فراهم می‌کند.
3. بهینه‌سازی هزینه:برای کاربردهایی که الزامات حساسیت سخت‌گیرانه‌ای ندارند، می‌توان از قطعات با درجه‌بندی پایین‌تر (مانند درجه A یا B) استفاده کرد که ممکن است مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.

این دیتاشیت نشان نمی‌دهد که این مدل برای ولتاژ مستقیم یا طول موج درجه‌بندی شده است. این نشان‌دهنده کنترل فرآیند دقیق بر این پارامترها است، یا اینکه این پارامترها عوامل تمایز کلیدی برای کاربرد هدف آن نیستند.

4. تحلیل منحنی عملکرد

منحنی‌های مشخصه‌ی معمول، رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف به‌صورت بصری نشان می‌دهند که برای طراحی سیستم‌های قوی فراتر از نقطه‌ی اسمی ۲۵ درجه سانتی‌گراد حیاتی است.

4.1 توزیع طیفی (شکل 1)

این منحنی یک توزیع شبه گاوسی را نشان می‌دهد که حول 940nm متمرکز شده و عرض در نیمه‌ی بیشینه آن حدود 50nm است. این موضوع یک‌رنگی خروجی LED را تأیید می‌کند که برای فیلتر کردن تداخل نور محیط در کاربردهای سنجش حیاتی است. شکل این منحنی برای LEDهای مادون قرمز مبتنی بر AlGaAs معمول است.

4.2 جریان مستقیم در مقابل دمای محیط (شکل 2)

این منحنی کاهش رتبه برای مدیریت حرارتی ضروری است. این منحنی نشان می‌دهد که حداکثر جریان پیوسته مجاز پیش‌رو با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. در دمای 85°C (حداکثر دمای کاری)، جریان مجاز به میزان قابل توجهی کمتر از مقدار نامی 50mA در دمای 25°C است. طراحان باید از این نمودار استفاده کنند تا اطمینان حاصل شود که جریان کاری از مقدار منحنی در بالاترین دمای محیط پیش‌بینی شده برای سیستم تجاوز نمی‌کند.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (شکل 3)

این منحنی استاندارد I-V دیود است. رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. این منحنی به طراحان اجازه می‌دهد تا V را در شرایط آزمایشی غیر از ۲۰ میلی‌آمپر تخمین بزنند._F, که برای طراحی منبع تغذیه و محاسبات بازده مهم است.

4.4 شدت نسبی تابش در مقابل دمای محیط (شکل 4)

این نمودار وابستگی دمایی خروجی نوری را نشان می‌دهد. شدت نسبی تابش با افزایش دما کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 85°C، خروجی ممکن است تنها 60-70% مقدار آن در دمای 25°C باشد. این ضریب دمایی منفی باید در طراحی سیستم‌هایی که برای کار در محدوده دمایی وسیع در نظر گرفته شده‌اند، مورد توجه قرار گیرد تا از اتلاف سیگنال در دماهای بالا جلوگیری شود.

4.5 شدت نسبی تابش در مقابل جریان مستقیم (شکل 5)

این منحنی نشان می‌دهد که در محدوده کاری معمول (مثلاً تا 50mA)، خروجی نوری تقریباً با جریان مستقیم متناسب است. با این حال، این رابطه کاملاً خطی نیست و در جریان‌های بسیار بالا، به دلیل افزایش اثرات حرارتی و سایر عوامل غیرایده‌ال درون نیمه‌هادی، بازده (شدت تابش به ازای هر میلی‌آمپر) ممکن است اندکی کاهش یابد.

4.6 الگوی تابش (شکل 6)

این نمودار قطبی به طور بصری زاویه دید را تعریف می‌کند. شدت نرمال‌شده بر اساس زاویه نسبت به محور مرکزی (0°) ترسیم شده است. نمودار نیم‌زاویه 20° را تأیید می‌کند و نشان می‌دهد که شدت پس از انحراف حدود ±10° از مرکز به سرعت کاهش می‌یابد. این الگو مشخصه LED با لنز گنبدی ساده است که پرتو متمرکزی مناسب برای کاربردهای جهت‌دار فراهم می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد خارجی

این قطعه مطابق با ابعاد استاندارد بسته‌بندی T-1 3/4 با پایه‌های نصب از طریق سوراخ است. ابعاد کلیدی شامل قطر بدنه حدود 5 میلی‌متر، فاصله معمول پایه‌ها در نقطه خروج از بسته‌بندی 2.54 میلی‌متر (0.1 اینچ) و طول کلی می‌باشد. توجه داشته باشید که حداکثر برآمدگی رزین در زیر فلنج 1.0 میلی‌متر است. پایه‌ها معمولاً از آلیاژ مس قلع‌اندود ساخته می‌شوند. بسته‌بندی از لنز اپوکسی شفاف و بی‌رنگ استفاده می‌کند.

5.2 شناسایی قطبیت

برای بسته‌بندی‌های سوراخ‌دار مانند T-1 3/4، قطبیت معمولاً از طریق طول پایه‌ها (پایه بلندتر معمولاً آند یا قطب مثبت است) و/یا علامت تخت روی فلنج پلاستیکی نزدیک به پایه کاتد (قطب منفی) نشان داده می‌شود. برای اطلاع از علامت‌گذاری خاص مورد استفاده این قطعه، باید به نقشه‌های برگه مشخصات مراجعه کرد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

رعایت مشخصات لحیم‌کاری برای جلوگیری از شوک حرارتی و خرابی بالقوه ضروری است.

• جوشکاری دستی:از هویه کنترل‌شده دما استفاده کنید. زمان جوشکاری هر پایه را به ۳ تا ۵ ثانیه محدود کرده و دما را از ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد فراتر نبرید. حرارت را به پایه‌ها اعمال کنید، نه به بدنه قطعه.
• جوشکاری موجی/جوشکاری بازجریانی:شرایط تعیین‌شده شامل دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه در فاصله 4.0 میلی‌متری از بدنه بسته‌بندی است. این بدان معناست که قطعه می‌تواند منحنی حرارتی معمول لحیم‌کاری حرارتی مادون قرمز یا جابجایی را تحمل کند، اما باید ظرفیت حرارتی پایه‌ها در نظر گرفته شود تا از گرم‌شدن بیش از حد خود بسته‌بندی اطمینان حاصل شود.
• تمیزکاری:در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، از حلال‌های سازگار با مواد بسته‌بندی اپوکسی استفاده کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید مگر اینکه ایمنی آن برای قطعه تأیید شده باشد.
• ذخیره‌سازی:در محدوده دمای مشخص شده (55- درجه سانتیگراد تا 100+ درجه سانتیگراد)، در محیطی خشک و ضد الکتریسیته ساکن نگهداری شود. قطعات حساس به رطوبت، در صورت عدم خشک‌کردن قبل از استفاده، باید در کیسه‌های مهر و موم شده همراه با ماده خشک‌کننده نگهداری شوند.

7. توصیه‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 کاربرد متداول: دودشمار (Smoke Detector)

در یک آشکارساز دود نوری، LTE-4208M درون یک محفظه قرار می‌گیرد به گونه‌ای که در شرایط هوای پاک، پرتو آن مستقیماً به ترانزیستور نوری جفت شده آن برخورد نکند. هنگامی که ذرات دود وارد محفظه می‌شوند، نور مادون قرمز را پراکنده می‌کنند و باعث انحراف بخشی از نور به سمت ترانزیستور نوری می‌شوند. افزایش جریان آشکارساز ناشی از این امر، هشدار را فعال می‌کند. برای این کاربرد:

• یک درجه‌بندی شدت تابشی را انتخاب کنید که سیگنال کافی برای تشخیص قابل اطمینان دود فراهم کند و در عین حال مصرف توان را به حداقل برساند.
• استفاده از جریان پالسی (مانند پالس کوتاه با شدت بالا، مثلاً 100mA به مدت 10μs) به جای جریان مستقیم برای راه‌اندازی LED، به منظور افزایش سیگنال پیک، دستیابی به نسبت سیگنال به نویز بهتر و کاهش مصرف توان متوسط و افزایش طول عمر باتری.
• در نظر گرفتن کاهش دمایی (دریتینگ) برای شدت تشعشع و حداکثر جریان، زیرا حسگر ممکن است در اتاق زیر شیروانی یا محیط‌های دیگری با نوسانات دمایی قابل توجه نصب شود.

7.2 ملاحظات طراحی عمومی

• محدودیت جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم استفاده کنید. هرگز LED را مستقیماً به یک منبع ولتاژ متصل نکنید.
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس:در مدارهایی که ممکن است نوسانات ولتاژ معکوس (مانند بارهای القایی، اتصال داغ) رخ دهد، یک دیود محافظ (کاتد به آند) را به صورت موازی با LED در نظر بگیرید تا هر ولتاژ معکوس را زیر 0.7V محدود کند.
• مدیریت حرارتی:برای عملکرد مداوم نزدیک به حداکثر جریان نامی، چیدمان PCB را در نظر بگیرید. فراهم کردن مساحت کافی مس در اطراف پایه‌ها به دفع حرارت کمک می‌کند.
• طراحی اپتیکال:زاویه دید باریک ۲۰ درجه طراحی اپتیکال کولیماتور را ساده می‌کند، اما نیاز به همترازی مکانیکی دقیق با گیرنده دارد. برای پوشش گسترده‌تر، ممکن است به دیفیوزر یا لنز نیاز باشد.

8. مقایسه فنی و تمایز

در مقایسه با LEDهای مادون قرمز عمومی و بدون درجه‌بندی، تمایز کلیدی LTE-4208M در درجه‌بندی تضمین‌شده شدت تابش آن است که عملکرد قابل پیش‌بینی را فراهم می‌کند. در مقایسه با LEDهای مادون قرمز نصب‌شده روی سطح (SMD)، بسته‌بندی تی-۱ ۳/۴ سوراخ‌دار به دلیل ظرفیت حرارتی بیشتر و پایه‌های بلندتر، ممکن است قابلیت اتلاف توان بالاتری ارائه دهد که در نتیجه می‌تواند جریان درایو پیوسته یا پالسی بالاتری را مجاز سازد. بسته‌بندی شفاف آن در مواقعی که نیاز به حداکثر خروجی نوری رو به جلو و تعریف پرتو است، بر بسته‌بندی‌های رنگی یا پراکنده برتری دارد، اگرچه خود به خود محافظتی در برابر نور مرئی ارائه نمی‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال: با توجه به اینکه مقدار نامی پیک 3A است، آیا می‌توانم این LED را با 3A به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟
پاسخ: خیر. مقدار نامی 3A برای پالس‌های بسیار کوتاه (10μs) در یک چرخه کاری خاص اعمال می‌شود. حداکثر جریان پیوسته 50mA است. فراتر رفتن از این مقدار به دلیل گرمای بیش از حد به سرعت به دستگاه آسیب می‌رساند.

سوال: چرا مقدار نامی ولتاژ معکوس فقط 5V است؟
پاسخ: LED مادون قرمز برای هدایت مستقیم بهینه‌سازی شده است. ساختار نیمه‌هادی آن برای تحمل بایاس معکوس بالا طراحی نشده است. اطمینان حاصل کنید که مدار از اعمال ولتاژ معکوس جلوگیری می‌کند.

سوال: چگونه می‌توان درجه‌بندی صحیح (A تا G) را انتخاب کرد؟
پاسخ: بر اساس قدرت سیگنال مورد نیاز سیستم شما در سمت گیرنده انتخاب کنید. اگر مدار آشکارساز شما بهره بالایی دارد و نیاز به حداقل کردن مصرف توان دارید، درجه‌بندی‌های پایین‌تر (A، B) ممکن است کافی باشند. برای فواصل طولانی‌تر، آشکارسازهای ضعیف‌تر یا سیستم‌هایی که نیاز به نسبت سیگنال به نویز بالا دارند، درجه‌بندی‌های بالاتر (E، F، G) را انتخاب کنید. آزمایش با مسیر نوری خاص خودتان توصیه می‌شود.

سوال: ولتاژ مستقیم معمول 1.6V است. برای جریان 20mA و با استفاده از منبع تغذیه 5V، باید از مقاومت با اندازه چقدر استفاده کرد؟
پاسخ: R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F= (5V - 1.6V) / 0.020A = 170 اهم. استفاده از مقدار استاندارد نزدیک‌تر (مثلاً، 180 اهم) و بررسی جریان واقعی: I_F= (5V - 1.6V) / 180 = ~18.9mA، که قابل قبول است.

10. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک شمارنده اشیاء کم‌مصرف و باتری‌خور برای نوار نقاله صنعتی. سیستم از سنسورهای شکستی استفاده می‌کند که در آن LTE-4208M در مقابل ترانزیستور نوری LTR-3208 و در طرف دیگر نوار نقاله قرار می‌گیرد.

مراحل طراحی:

1. هدف:در حین اطمینان از تشخیص قابل اعتماد همه اشیاء، عمر باتری را به حداکثر برسانید.
2. روش رانندگی:استفاده از عملیات پالس‌ای. میکروکنترلر یک پالس با فرکانس 100 هرتز و چرخه کاری 10% تولید می‌کند (1 میلی‌ثانیه روشن، 9 میلی‌ثانیه خاموش).
3. محاسبه جریان:برای باقی ماندن در محدوده توان متوسط، جریان پالسی انتخاب می‌شود. بر اساس Pd=100mW و V_F~1.6V، I متوسط_Fمی‌تواند تا ~62.5mA برسد. برای چرخه کاری 10%، پالس I_Fمی‌تواند تا 625mA برسد. برای دستیابی به سیگنال قوی، یک جریان پالسی محافظه‌کارانه 100mA انتخاب شد.
4. انتخاب قطعات:برای دستیابی به قدرت سیگنال خوب، LTE-4208M درجه D یا E را انتخاب کنید. فوتوترانزیستور منطبق LTR-3208 را انتخاب نمایید.
5. مدار:استفاده از پین‌های GPIO میکروکنترلر برای راه‌اندازی یک ترانزیستور (مانند NPN BJT یا MOSFET کانال N) که یک پالس 100mA از طریق LED را سوئیچ می‌کند. یک مقاومت سری جریان را تنظیم می‌کند: R = (3.3V_GPIO- V_CE(sat)- V_F) / I_Fخروجی فوتوترانزیستور به مقایسه‌گر یا ADC میکروکنترلر متصل می‌شود.
6. ملاحظات:با همگام‌سازی تشخیص با پالس‌های LED (تشخیص همزمان)، تأثیر نور محیط در نظر گرفته می‌شود. تأثیر دما بر شدت خروجی نیز مدنظر قرار می‌گیرد.

این روش، مصرف جریان متوسط را به حدود ۱۰ میلی‌آمپر (۱۰۰mA * ۱۰%) کاهش می‌دهد، به جای ۲۰ تا ۵۰ میلی‌آمپر پیوسته، و ضمن حفظ پالس‌های نوری قوی و قابل تشخیص، عمر باتری را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد.

11. اصول عملکرد

LTE-4208M یک دیود نیمهرسانا از نوع پی‌ان (p-n) است که از موادی مانند آلومینیوم گالیم آرسناید (AlGaAs) ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی شکاف باند ماده اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه n و حفره‌ها از ناحیه p به ناحیه پیوند تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی آزاد می‌کنند. در یک دیود نورافشان (LED)، این انرژی عمدتاً به شکل فوتون (نور) آزاد می‌شود. طول موج (رنگ) نور منتشر شده توسط انرژی شکاف باند ماده نیمهرسانا تعیین می‌شود. برای AlGaAs که روی 940 نانومتر تنظیم شده است، انرژی شکاف باند حدود 1.32 الکترون ولت (eV) است. محفظه اپوکسی شفاف به عنوان عدسی عمل می‌کند، الگوی تابش را شکل می‌دهد و حفاظت محیطی را فراهم می‌کند.

12. روندهای فناوری

فناوری فرستنده‌های مادون قرمز به طور مداوم در حال پیشرفت است. روندهای مرتبط با دستگاه‌هایی مانند LTE-4208M شامل موارد زیر است:

• بهبود کارایی:تحقیقات علمی مداوم در زمینه مواد با هدف افزایش کارایی دیودهای مادون قرمز (خروجی توان نوری / ورودی توان الکتریکی) انجام می‌شود تا در خروجی نوری یکسان، گرمای تولیدی و مصرف توان کاهش یابد.
• مدولاسیون با سرعت بالاتر:توسعه LED‌هایی با قابلیت سوئیچینگ سریع‌تر برای ارتباطات داده نوری (مانند IrDA، Li-Fi) و کاربردهای حسگری با سرعت بالا.
• یکپارچه‌سازی:حرکت به سمت اجزای فوتونیک یکپارچه که فرستنده، آشکارساز و گاهی مدارهای درایو را در یک ماژول واحد ترکیب می‌کنند، طراحی را ساده کرده و هم‌ترازی و یکنواختی عملکرد را بهبود می‌بخشند.
• طول‌موج جایگزین:گسترش به سایر طول‌موج‌های فروسرخ نزدیک (مانند 850nm، 880nm) برای کاربردهای خاص، مانند ردیابی حرکات چشم (که در آن 940nm به دلیل نامرئی‌تر بودن ترجیح داده می‌شود) یا سازگاری با حساسیت‌های مختلف آشکارسازهای سیلیکونی.
• مینیاتوری‌سازی بسته‌بندی:اگرچه بسته‌بندی سوراخ‌گذاری شده (Through-Hole) همچنان در کاربردهای با توان بالا یا قابلیت اطمینان بالا محبوب است، اما روند قوی‌ای به سمت فناوری نصب سطحی (SMD) برای پاسخگویی به نیازهای مونتاژ خودکار و طراحی‌های با محدودیت فضا وجود دارد.

LTE-4208M با بسته‌بندی تثبیت‌شده T-1 3/4، خروجی تابشی بالا و درجه‌بندی سخت‌گیرانه، نمایان‌گر یک راه‌حل بالغ و قابل اطمینان است که برای کاربردهای اصلی آن بسیار مناسب می‌باشد، به‌ویژه در مواقعی که نصب سوراخ‌گذاری شده ترجیح داده می‌شود یا مورد نیاز است.