دیتاشیت فوتوترانزیستور مادون قرمز LTR-5888DH - بسته‌بندی سبز تیره - ولتاژ کلکتور-امیتر 30 ولت - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTR-5888DH یک فوتوترانزیستور مادون قرمز (IR) با عملکرد بالا است که برای کاربردهای سنجشی طراحی شده که نیازمند تشخیص قابل اعتماد نور مادون قرمز می‌باشند. عملکرد اصلی آن تبدیل تابش مادون قرمز فرودی به جریان الکتریکی است. این قطعه در یک بسته پلاستیکی سبز تیره ویژه قرار دارد که ویژگی کلیدی آن کاهش قابل توجه حساسیت به نور مرئی است. این اثر فیلترینگ، تداخل از منابع نور مرئی محیطی را به حداقل رسانده و نسبت سیگنال به نویز و قابلیت اطمینان را در سیستم‌های سنجش مادون قرمز اختصاصی بهبود می‌بخشد. این قطعه با محدوده کاری وسیع برای جریان کلکتور، حساسیت بالا به نور IR و زمان‌های سوئیچینگ سریع شناخته می‌شود که آن را برای کاربردهای نیازمند پاسخ سریع مناسب می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این قطعه برای کار در شرایط حداکثر مشخصی درجه‌بندی شده تا اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب را فراهم کند. حداکثر اتلاف توان 100 میلی‌وات است. ولتاژ کلکتور-امیتر (V_CEO) می‌تواند تا 30 ولت را تحمل کند، در حالی که ولتاژ امیتر-کلکتور (V_ECO) به 5 ولت محدود شده است. محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است و می‌تواند در محیط‌هایی با دمای 55- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس نگهداری شود. برای لحیم‌کاری، پایه‌ها می‌توانند دمای 260 درجه سلسیوس را به مدت 5 ثانیه، هنگامی که در فاصله 1.6 میلی‌متری از بدنه قطعه اندازه‌گیری می‌شود، تحمل کنند.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای عملکردی دقیق در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. ولتاژ شکست کلکتور-امیتر (V_(BR)CEO) به طور معمول 30 ولت در جریان کلکتور (I_C) 1 میلی‌آمپر و بدون تابش است. ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر (V_CE(SAT)) از 0.1 ولت تا 0.4 ولت متغیر است هنگامی که جریان کلکتور 100 میکروآمپر تحت تابش 1 میلی‌وات بر سانتی‌متر مربع باشد. سرعت سوئیچینگ توسط زمان صعود (T_r) و زمان فرود (T_f) تعریف می‌شود که به ترتیب 15 میکروثانیه و 18 میکروثانیه تحت شرایط تست V_CC=5 ولت، I_C=1 میلی‌آمپر و مقاومت بار (R_L) 1 کیلواهم مشخص شده‌اند. جریان تاریک کلکتور (I_CEO)، که جریان نشتی در هنگام عدم وجود نور است، در V_CE=10 ولت بین 0.1 نانوآمپر تا 100 نانوآمپر است.

3. توضیح سیستم باینینگ

LTR-5888DH از یک سیستم باینینگ برای دسته‌بندی قطعات بر اساس جریان کلکتور در حالت روشن (I_C(ON)) استفاده می‌کند. این پارامتر، جریان متوسط تولید شده توسط فوتوترانزیستور تحت شرایط استاندارد (V_CE= 5 ولت، E_e= 1 میلی‌وات بر سانتی‌متر مربع) است. دیتاشیت دو مجموعه جدول باینینگ ارائه می‌دهد: یکی برای "تنظیمات تولید" و دیگری برای "محدوده تضمین شده جریان کلکتور در حالت روشن".

هر بین (از A تا H) مربوط به یک محدوده خاص از I_C(ON)است و با یک علامت رنگی روی قطعه شناسایی می‌شود. به عنوان مثال، بین A (علامت‌گذاری شده با قرمز) در تنظیمات تولید دارای محدوده I_C(ON)از 0.20 میلی‌آمپر تا 0.26 میلی‌آمپر است، در حالی که محدوده تضمین شده آن 0.16 میلی‌آمپر تا 0.31 میلی‌آمپر است. این باینینگ به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی با حساسیت یکنواخت برای نیازهای مدار خاص خود انتخاب کنند و عملکرد قابل پیش‌بینی را در تولید انبوه تضمین کنند. بین‌ها از حساسیت پایین‌تر (بین A) تا حساسیت بالاتر (بین H) پیشرفت می‌کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 جریان تاریک کلکتور در مقابل دمای محیط

شکل 1 نشان می‌دهد که جریان تاریک کلکتور (I_CEO) به صورت نمایی با افزایش دمای محیط افزایش می‌یابد. این یک ملاحظه حیاتی برای کاربردهای دمای بالا است، زیرا افزایش جریان نشتی می‌تواند بر سطح سیگنال حالت خاموش و سطح نویز مدار سنجش تأثیر بگذارد.

4.2 اتلاف توان کلکتور در مقابل دمای محیط

شکل 2 منحنی کاهش رتبه برای حداکثر اتلاف توان مجاز کلکتور (P_C) را نشان می‌دهد. با افزایش دمای محیط، حداکثر اتلاف توان ایمن به صورت خطی کاهش می‌یابد. این نمودار برای مدیریت حرارتی و اطمینان از کارکرد قطعه در محدوده عملیاتی ایمن (SOA) آن ضروری است.

4.3 زمان صعود و فرود در مقابل مقاومت بار

شکل 3 رابطه بین سرعت سوئیچینگ (زمان صعود T_rو زمان فرود T_f) و مقاومت بار (R_L) را نشان می‌دهد. هر دو T_rو T_fبا مقاومت بار بالاتر افزایش می‌یابند. طراحان می‌توانند از این منحنی برای بهینه‌سازی مبادله بین سرعت سوئیچینگ و دامنه ولتاژ خروجی با انتخاب یک R_L value.

مناسب استفاده کنند.

4.4 جریان کلکتور نسبی در مقابل تابش_eشکل 4 جریان کلکتور نسبی را در مقابل تابش مادون قرمز (E

) ترسیم می‌کند. منحنی یک رابطه زیرخطی را نشان می‌دهد، که در آن نرخ افزایش جریان کلکتور در سطوح تابش بالاتر کاهش می‌یابد. این مشخصه، حساسیت و محدوده دینامیکی فوتوترانزیستور را تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

قطعه از یک بسته فوتوترانزیستور استاندارد استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند، با تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است. فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود. ماده پلاستیکی سبز تیره به طور خاص برای خواص فیلترینگ نوری آن انتخاب شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

پایه‌ها را می‌توان در حداکثر دمای 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 5 ثانیه لحیم کرد. این اندازه‌گیری باید در فاصله 1.6 میلی‌متر (0.063 اینچ) از بدنه بسته انجام شود تا از آسیب حرارتی به دی نیم‌هادی داخل جلوگیری شود. می‌توان از فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ریفلو استاندارد سازگار با این پروفایل حرارتی استفاده کرد. باید مراقب بود تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد روی پایه‌ها در حین جابجایی و قرارگیری اجتناب شود.

7. توصیه‌های کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

LTR-5888DH برای کاربردهای مختلف تشخیص مادون قرمز ایده‌آل است، از جمله تشخیص و شمارش اشیاء، سنسورهای شکاف (مانند در پرینترها یا دستگاه‌های فروش خودکار)، سنجش مجاورت و اتوماسیون صنعتی که در آن از اصل قطع پرتو استفاده می‌شود. بسته‌بندی سبز تیره آن را به ویژه برای محیط‌های با نور مرئی محیطی بالا، مانند زیر نور روز یا روشنایی داخلی روشن، مناسب می‌سازد.

7.2 ملاحظات طراحی_Lهنگام طراحی یک مدار، مقدار مقاومت بار (R_L) حیاتی است. یک R_Lکوچک‌تر سوئیچینگ سریع‌تری فراهم می‌کند (همانطور که در شکل 3 مشاهده می‌شود) اما منجر به دامنه ولتاژ خروجی کوچک‌تری برای یک فوتوکرنت معین می‌شود. یک R

بزرگ‌تر دامنه ولتاژ بزرگ‌تری می‌دهد اما پاسخ کندتر. ولتاژ کاری نباید از مقادیر حداکثر مطلق تجاوز کند. انتخاب باینینگ باید با حساسیت مورد نیاز برای قدرت سیگنال IR مورد انتظار کاربرد هماهنگ باشد. برای عملکرد پایدار، وابستگی دمایی جریان تاریک، به ویژه در محیط‌های با دمای بالا، را در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

ویژگی متمایزکننده اصلی LTR-5888DH بسته‌بندی سبز تیره آن است. در مقایسه با بسته‌های شفاف یا بی‌رنگ استاندارد، این بسته به عنوان یک فیلتر نور مرئی داخلی عمل می‌کند. این امر نیاز به فیلتر نوری خارجی را حذف یا کاهش می‌دهد، مونتاژ را ساده می‌کند، تعداد قطعات را کاهش می‌دهد و به طور بالقوه هزینه را پایین می‌آورد. ترکیب حساسیت بالا، سوئیچینگ سریع و محدوده وسیع جریان کلکتور آن، آن را به انتخابی همه‌کاره در میان فوتوترانزیستورهای مادون قرمز تبدیل می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)
س: هدف از بسته‌بندی سبز تیره چیست؟

ج: پلاستیک سبز تیره بخش قابل توجهی از نور مرئی را فیلتر می‌کند و عمدتاً اجازه می‌دهد نور مادون قرمز به ناحیه حساس فوتوترانزیستور برسد. این امر عملکرد را در محیط‌های با نور محیطی روشن با کاهش تحریک‌های کاذب یا نویز بهبود می‌بخشد.
س: چگونه بین مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟

ج: بر اساس قدرت سیگنال مادون قرمز مورد انتظار در کاربرد خود یک بین را انتخاب کنید. اگر منبع IR ضعیف یا دور است، ممکن است یک بین با حساسیت بالاتر (مانند H، نارنجی) لازم باشد. برای سیگنال‌های قوی، یک بین با حساسیت پایین‌تر (مانند A، قرمز) ممکن است کافی باشد و می‌تواند مزایایی مانند جریان تاریک پایین‌تر ارائه دهد. همیشه محدوده جریان تضمین شده را، نه فقط محدوده تنظیمات تولید، بررسی کنید.
س: چرا سرعت سوئیچینگ به مقاومت بار بستگی دارد؟

ج: مقاومت بار و خازن داخلی فوتوترانزیستور یک مدار RC تشکیل می‌دهند. یک مقاومت بزرگ‌تر ثابت زمانی RC را افزایش می‌دهد و باعث کند شدن شارژ و دشارژ این خازن در طول رویدادهای سوئیچینگ می‌شود، بنابراین زمان‌های صعود و فرود را افزایش می‌دهد.

10. مورد کاربردی عملی
مورد: تشخیص کاغذ در پرینتر اداری

در سنسور سینی کاغذ پرینتر، یک LED مادون قرمز در یک طرف مسیر کاغذ قرار می‌گیرد و LTR-5888DH دقیقاً در مقابل آن قرار می‌گیرد. هنگامی که کاغذ وجود دارد، پرتو IR را مسدود می‌کند و باعث افت جریان فوتوترانزیستور می‌شود. بسته سبز تیره در اینجا حیاتی است زیرا پرینترها اغلب در دفاتر با نور خوب استفاده می‌شوند. این از تفسیر نادرست نورهای فلورسنت یا LED اتاق به عنوان سیگنال IR از LED جلوگیری می‌کند و تشخیص قابل اعتماد اتمام کاغذ را تضمین می‌کند. معمولاً یک بین با حساسیت متوسط (مانند C یا D) انتخاب می‌شود و مقدار مقاومت بار برای ارائه یک سیگنال خروجی دیجیتال تمیز به میکروکنترلر پرینتر با زمان پاسخ مناسب برای حرکت کاغذ انتخاب می‌شود.

11. اصل عملکرد

یک فوتوترانزیستور مشابه یک ترانزیستور پیوندی دو قطبی (BJT) استاندارد عمل می‌کند اما با یک ناحیه بیس حساس به نور. به جای جریان بیس، فوتون‌های فرودی (ذرات نور) هنگامی که انرژی آن‌ها کافی باشد، جفت‌های الکترون-حفره را در پیوند بیس-کلکتور تولید می‌کنند. این حامل‌های فوتوژنریک شده به عنوان جریان بیس عمل می‌کنند که سپس توسط بهره جریان ترانزیستور (بتا، β) تقویت می‌شود. این امر منجر به جریان کلکتوری می‌شود که بسیار بزرگ‌تر از فوتوکرنت اصلی است و حساسیت بالایی را فراهم می‌کند. LTR-5888DH برای پاسخ به فوتون‌ها در محدوده طول موج مادون قرمز بهینه شده است.

12. روندهای فناوری