انتخاب زبان

دیتاشیت فوتوترانزیستور مادون قرمز LTR-C971-TB - بسته‌بندی نمای جانبی - ولتاژ کلکتور-امیتر 30 ولت - مستندات فنی فارسی

دیتاشیت فنی فوتوترانزیستور مادون قرمز LTR-C971-TB. شامل جزئیات ویژگی‌ها، حداکثر مقادیر مجاز، مشخصات الکتریکی/نوری، ابعاد بسته‌بندی و راهنمای کاربردی می‌باشد.
smdled.org | PDF Size: 0.3 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - دیتاشیت فوتوترانزیستور مادون قرمز LTR-C971-TB - بسته‌بندی نمای جانبی - ولتاژ کلکتور-امیتر 30 ولت - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTR-C971-TB یک قطعه گسسته فوتوترانزیستور مادون قرمز است که برای کاربردهای سنجش طراحی شده است. این قطعه بخشی از یک خط تولید گسترده است که هدف آن ارائه راه‌حل‌هایی برای تشخیص مادون قرمز می‌باشد و دارای ویژگی‌هایی مناسب برای عملکرد قابل اعتماد در سیستم‌های الکترونیکی مختلف است. این دستگاه برای مطابقت با استانداردهای صنعتی فرآیندهای نصب و لحیم‌کاری خودکار طراحی شده است.

1.1 ویژگی‌ها

1.2 کاربردها

2. ابعاد کلی

طرح کلی مکانیکی و ابعاد فوتوترانزیستور LTR-C971-TB در نقشه‌های دیتاشیت ارائه شده است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. مراجعه به نقشه‌های ابعادی دقیق برای طراحی دقیق جای پای PCB ضروری است. مشخصات ممکن است بدون اطلاع قبلی تغییر کند.

3. حداکثر مقادیر مجاز مطلق

جدول زیر حداکثر مقادیر مجاز مطلق برای فوتوترانزیستور LTR-C971-TB را در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد فهرست می‌کند. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی به دستگاه شود.

پارامتر حداکثر مقدار مجاز واحد
توان اتلافی 100 میلی‌وات
ولتاژ کلکتور-امیتر 30 V
ولتاژ امیتر-کلکتور 5 V
محدوده دمای کاری 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
محدوده دمای نگهداری 55- تا 100+ درجه سانتی‌گراد
شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز 260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 10 ثانیه. -

یک پروفیل رفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب نیز در دیتاشیت برای مرجع در حین مونتاژ گنجانده شده است.

4. مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری در دمای محیط TA=25°C تعریف شده‌اند. این مشخصات برای طراحی مدار و پیش‌بینی عملکرد حیاتی هستند.

پارامتر نماد Min. Typ. Max. واحد شرایط تست
ولتاژ شکست کلکتور-امیتر V(BR)CEO 30 - - V IR = 100μA, Ee = 0mW/cm²
ولتاژ شکست امیتر-کلکتور V(BR)ECO 5 - - V IE = 100µA, Ee = 0mW/cm²
ولتاژ اشباع کلکتور-امیتر VCE(SAT) - - 0.4 V IC = 100µA, Ee=0.5mW/cm²
زمان صعود Tr - 15 - میکروثانیه VCE =5V, IC = 1mA, RL = 1KΩ
زمان افت Tf - 15 - میکروثانیه VCE =5V, IC = 1mA, RL = 1KΩ
جریان تاریک کلکتور ICEO - - 100 نانوآمپر VCE = 20V, Ee = 0mW/cm²
جریان کلکتور در حالت روشن IC(ON) - 4.0 - میلی‌آمپر VCE = 5V, Ee= 0.5mW/cm², λ=940nm

توجه: تلرانس تست برای IC(ON) برابر با ±15% است.

5. منحنی‌های عملکرد معمول

دیتاشیت شامل مجموعه‌ای از منحنی‌های مشخصه معمول اندازه‌گیری شده در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد (مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد) است. این نمودارها به صورت بصری رابطه بین پارامترهای کلیدی مانند جریان کلکتور در مقابل تابندگی، زمان پاسخ تحت بارهای مختلف، و وابستگی جریان تاریک به دما را نشان می‌دهند. تحلیل این منحنی‌ها به مهندسان کمک می‌کند تا رفتار دستگاه را در شرایط کاری غیراستاندارد یا متغیر درک کنند، که برای طراحی سیستم‌های مقاوم ضروری است.

6. طرح‌بندی پد لحیم‌کاری و توصیه‌ها

ابعاد پد لحیم‌کاری توصیه شده برای طرح‌بندی PCB به منظور اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی ارائه شده است. دیتاشیت استفاده از استنسیل فلزی برای چاپ خمیر لحیم با ضخامت 0.1 میلی‌متر (4 میل) یا 0.12 میلی‌متر (5 میل) را پیشنهاد می‌کند. رعایت این ابعاد پد و مشخصات استنسیل برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد در طول فرآیند رفلو و جلوگیری از مشکلاتی مانند "تومب‌استونینگ" یا لحیم ناکافی بسیار مهم است.

7. مشخصات بسته‌بندی نوار و قرقره

LTR-C971-TB در قالب نوار و قرقره مناسب برای خطوط مونتاژ خودکار با حجم بالا عرضه می‌شود. ابعاد بسته‌بندی دقیق برای هر دو نوار حامل و قرقره مشخص شده است. نکات کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، جیب‌های خالی قطعه با نوار پوششی بالا مهر و موم شده‌اند، هر قرقره 13 اینچی حاوی 6000 قطعه است، حداکثر دو قطعه مفقود شده متوالی مجاز است، و بسته‌بندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 است.

8. احتیاط‌ها و راهنمای مهم نگهداری و استفاده

8.1 کاربرد مورد نظر

این قطعه برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی، از جمله تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و کاربردهای خانگی طراحی شده است. این قطعه برای سیستم‌های حیاتی ایمنی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هواپیما، دستگاه‌های پزشکی) در نظر گرفته نشده است. برای چنین کاربردهایی، مشورت با تامین‌کننده قطعه قبل از طراحی الزامی است.

8.2 شرایط نگهداری

نگهداری مناسب برای حفظ قابلیت اطمینان قطعه ضروری است. برای کیسه‌های ضد رطوبت مهر و موم شده با ماده خشک‌کن، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود، با دوره توصیه شده استفاده در عرض یک سال. پس از باز شدن بسته‌بندی اصلی، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند. توصیه می‌شود لحیم‌کاری رفلو مادون قرمز در عرض یک هفته پس از باز کردن بسته‌بندی تکمیل شود. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کن یا یک خشک‌کن نیتروژنی استفاده کنید. قطعاتی که بیش از یک هفته بدون بسته‌بندی نگهداری شده‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری در دمای تقریبی 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 20 ساعت پخته شوند.

8.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی قوی یا ناشناخته که ممکن است به بسته‌بندی یا لنز آسیب برسانند، خودداری کنید.

8.4 فرآیند لحیم‌کاری

توصیه‌های لحیم‌کاری دقیق برای اطمینان از قابلیت اطمینان مونتاژ ارائه شده است.

دیتاشیت تأکید می‌کند که پروفیل دمای بهینه به طراحی خاص برد، قطعات، خمیر لحیم و فر بستگی دارد. استفاده از پروفیل ارائه شده مطابق با JEDEC به عنوان یک هدف کلی و رعایت محدودیت‌های هم از JEDEC و هم از سازنده خمیر لحیم را توصیه می‌کند.

8.5 توصیه مدار درایو

برای کاربردهای شامل چندین دستگاه، استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان سری برای هر فوتوترانزیستور در مدار به شدت توصیه می‌شود. این روش، که در دیتاشیت به عنوان "مدل مدار (الف)" نشان داده شده است، به اطمینان از یکنواختی جریان و عملکرد سازگار در بین تمام دستگاه‌ها کمک می‌کند. اتصال موازی جایگزین بدون مقاومت‌های جداگانه ("مدل مدار (ب)") ممکن است به دلیل تفاوت در مشخصات جریان-ولتاژ (I-V) دستگاه‌های منفرد، منجر به تغییرات در روشنایی یا حساسیت شود.

9. اطلاعات محصول و بازنگری‌ها

سازنده حق تغییر ظاهر و مشخصات محصول را برای بهبود، بدون اطلاع قبلی محفوظ می‌دارد. طراحان همیشه باید برای دریافت جدیدترین اطلاعات به آخرین نسخه دیتاشیت مراجعه کنند.

10. بررسی عمیق فنی و ملاحظات طراحی

10.1 اصل عملکرد

یک فوتوترانزیستور مادون قرمز با تبدیل نور مادون قرمز تابیده شده به جریان الکتریکی عمل می‌کند. این قطعه اساساً یک ترانزیستور پیوندی دوقطبی است که جریان بیس توسط فوتون‌های برخوردکننده به پیوند بیس-کلکتور (که به عنوان یک فوتودیود عمل می‌کند) تولید می‌شود. هنگامی که نور مادون قرمز با طول موج کافی (معمولاً 940 نانومتر برای این دستگاه) ناحیه فعال را روشن می‌کند، جفت‌های الکترون-حفره تولید می‌شوند. این جریان نوری سپس توسط بهره ترانزیستور تقویت می‌شود و منجر به جریان کلکتور بسیار بزرگتری می‌شود که به راحتی توسط مدار خارجی قابل اندازه‌گیری است. بسته‌بندی نمای جانبی با لنز گنبدی مشکی به تعریف یک میدان دید خاص کمک می‌کند و می‌تواند تا حدی نور محیط مرئی را حذف کند.

10.2 تحلیل پارامترهای کلیدی

10.3 طراحی مدار کاربردی

رایج‌ترین پیکربندی، استفاده از فوتوترانزیستور در حالت سوئیچ امیتر مشترک است. کلکتور از طریق یک مقاومت بار (RL) به ولتاژ تغذیه (VCC) متصل می‌شود و امیتر به زمین وصل می‌شود. سیگنال خروجی از گره کلکتور گرفته می‌شود. مقدار RL یک انتخاب کلیدی طراحی است: یک RL بزرگتر برای یک جریان نوری معین، نوسان ولتاژ خروجی بالاتری فراهم می‌کند (بهره بالاتر) اما به دلیل افزایش ثابت زمانی RC، زمان پاسخ را کند می‌کند. مشخصات سرعت دیتاشیت با RL=1KΩ ارائه شده است که یک نقطه مرجع فراهم می‌کند. برای کاربردهای آنالوگ که نیاز به پاسخ خطی دارند، دستگاه باید در حالت فوتودیود (بیس باز گذاشته شده، فقط از پیوند کلکتور-بیس استفاده شود) یا با بایاس دقیق برای جلوگیری از اشباع، کار کند.

10.4 ملاحظات محیطی و مونتاژ

محدوده دمای کاری 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد، دستگاه را برای محیط‌های مصرف‌کننده، صنعتی و برخی محیط‌های خودرو مناسب می‌سازد. طراحان باید ضریب دمایی جریان تاریک و حساسیت را در نظر بگیرند که به ترتیب معمولاً با دما افزایش و کاهش می‌یابند. رعایت دقیق دستورالعمل‌های پروفیل لحیم‌کاری ضروری است زیرا بسته‌بندی پلاستیکی و اتصالات سیم داخلی به شوک حرارتی و گرمای بیش از حد حساس هستند. پیروی از پروفیل مبتنی بر JEDEC استرس را به حداقل می‌رساند و از خرابی‌های نهفته جلوگیری می‌کند.

10.5 مقایسه و انتخاب

هنگام انتخاب یک سنسور مادون قرمز، مهندسان فوتوترانزیستورها را با فوتودیودها مقایسه می‌کنند. فوتوترانزیستورها بهره بالاتری (جریان خروجی به ازای واحد نور) ارائه می‌دهند اما به طور کلی کندتر هستند و در مقایسه با فوتودیودها پاسخ غیرخطی‌تری دارند. LTR-C971-TB با تقویت داخلی خود، انتخاب عالی برای تشخیص دیجیتال ساده (وجود/عدم وجود سیگنال مادون قرمز) یا سنجش آنالوگ سرعت پایین است که در آن خروجی بالا بدون مراحل تقویت کننده اضافی مورد نیاز است. برای پیوندهای داده پرسرعت یا اندازه‌گیری دقیق نور آنالوگ، یک فوتودیود PIN ممکن است مناسب‌تر باشد.

10.6 مثال موردی عملی

یک مورد استفاده معمول، در یک سنسور مجاورت مادون قرمز برای یک شیر آب بدون تماس است. یک LED فرستنده مادون قرمز با پالس‌های 940 نانومتر می‌تابد. فوتوترانزیستور LTR-C971-TB که در نزدیکی قرار گرفته است، سیگنال بازتابیده را تشخیص می‌دهد. هنگامی که یک دست زیر شیر آب قرار می‌گیرد، نور مادون قرمز را به سنسور بازمی‌تاباند و باعث افزایش جریان کلکتور می‌شود. این تغییر توسط یک میکروکنترلر تشخیص داده می‌شود که سپس شیر آب را فعال می‌کند. بسته‌بندی نمای جانبی امکان یک ماژول سنسور فشرده را فراهم می‌کند که در آن LED و فوتوترانزیستور در یک صفحه PCB نصب شده‌اند. حساسیت دستگاه، تشخیص قابل اعتماد حتی با بازتاب‌های ضعیف را تضمین می‌کند و سرعت آن برای این رابط حرکت آهسته انسانی بیش از حد کافی است. طراحی شامل مقاومت سری توصیه شده برای LED درایور و یک مقاومت بار مناسب (مثلاً 10 کیلواهم) روی کلکتور فوتوترانزیستور برای تبدیل تغییر جریان به یک ولتاژ قابل اندازه‌گیری برای ورودی ADC یا مقایسه‌گر میکروکنترلر خواهد بود.

10.7 روندهای صنعت

روند در قطعات گسسته مادون قرمز به سمت یکپارچه‌سازی بالاتر، بسته‌بندی‌های کوچک‌تر و عملکرد بهبود یافته است. در حالی که دستگاه‌هایی مانند LTR-C971-TB برای طراحی‌های حساس به هزینه یا محدود از نظر فضا حیاتی باقی می‌مانند، پذیرش راه‌حل‌های یکپارچه‌ای که آشکارساز نوری، تقویت‌کننده و منطق دیجیتال (مانند خروجی I²C) را در یک بسته ترکیب می‌کنند، در حال افزایش است. این ماژول‌ها طراحی را ساده می‌کنند اما ممکن است با هزینه بالاتری همراه باشند. روند دیگر، افزایش استفاده از فیلترهای طول موج خاص یکپارچه شده در بسته‌بندی برای بهبود مصونیت در برابر نویز نور محیط است، ویژگی‌ای که در خط تولید گسترده‌تر به عنوان موجود ذکر شده است. برای وظایف تشخیص پایه، فوتوترانزیستور گسسته تعادل بهینه‌ای از عملکرد، هزینه و انعطاف‌پذیری طراحی ارائه می‌دهد.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد نوربرقی

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری لومن/وات خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفه‌جویی بیشتر انرژی است. مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری لومن کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه.
زاویه دید درجه، مثل 120 درجه زاویه‌ای که شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر می‌گذارد.
دمای رنگ کلوین، مثل 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
شاخص نمود رنگ بدون واحد، 100-0 توانایی ارائه دقیق رنگ‌های جسم، Ra≥80 خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزه‌ها استفاده می‌شود.
تلرانس رنگ مراحل بیضی مک‌آدام، مثل "5 مرحله" متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین می‌کند.
طول موج غالب نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تک‌رنگ را تعیین می‌کند.
توزیع طیفی منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت در طول موج‌ها را نشان می‌دهد. بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
جریان مستقیم If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین می‌کند.
حداکثر جریان پالس Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده می‌شود. عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایین‌تر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قوی‌تر دارد.
مقاومت ESD V (HBM)، مثل 1000V توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیب‌پذیر است. اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس.

مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان

اصطلاح متریک کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ می‌شود.
افت لومن L70 / L80 (ساعت) زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثل 70%) درصد روشنایی باقی‌مانده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است.
تغییر رنگ Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های روشنایی تأثیر می‌گذارد.
پیری حرارتی تخریب ماده تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

بسته بندی و مواد

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده ویژگی‌ها و کاربردها
نوع بسته‌بندی EMC، PPA، سرامیک ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار تراشه جلو، تراشه معکوس چینش الکترود تراشه. تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG، سیلیکات، نیترید تراشه آبی را می‌پوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند، به سفید مخلوط می‌کند. فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر می‌گذارند.
عدسی/اپتیک مسطح، میکروعدسی، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

کنترل کیفیت و دسته بندی

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته لومن کد مثل 2G، 2H گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین می‌کند.
دسته ولتاژ کد مثل 6W، 6X گروه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم.
دسته رنگ بیضی مک‌آدام 5 مرحله‌ای گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری می‌کند.
دسته CCT 2700K، 3000K و غیره گروه‌بندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده می‌کند.

آزمون و گواهینامه

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون نگهداری لومن روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. برای تخمین عمر LED استفاده می‌شود (با TM-21).
TM-21 استاندارد تخمین عمر عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80 تخمین می‌زند. پیش‌بینی علمی عمر ارائه می‌دهد.
IESNA انجمن مهندسی روشنایی روش‌های آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش می‌دهد. پایه آزمون شناخته شده صنعت.
RoHS / REACH گواهی محیط زیست اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). شرط دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهی بازده انرژی گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.