赤外線エミッタ LTE-3677 データシート - 高速・高出力・クリアパッケージ - 技術文書

1. 製品概要

LTE-3677は、高速応答と高い放射出力を必要とするアプリケーション向けに設計された高性能赤外線（IR）エミッタ部品です。その中核的な利点は、高速性と高出力を兼ね備えている点にあり、パルス駆動システムに適しています。本デバイスは、赤外線の効率的な透過を可能にする、IRエミッタに典型的な透明なクリアパッケージに収められています。ターゲット市場は、信頼性の高い高速な赤外線信号伝送が重要な、産業オートメーション、リモコン、光スイッチ、データ伝送リンク、センサーシステムなどが含まれます。

2. 詳細な技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性がある限界値を定義します。最大連続順方向電流は100 mAですが、パルス条件下（毎秒300パルス、パルス幅10 μs）でははるかに高い1 Aのピーク順方向電流が許容されます。これは、デバイスが短時間の高強度発光バーストに対応できる能力を示しています。電力損失定格は260 mWです。動作温度範囲は0°Cから+70°C、保管温度は-20°Cから+85°Cと規定されています。リードはんだ付け温度は、本体から1.6mmの位置で測定した場合、5秒間260°Cを超えてはなりません。

2.2 電気的・光学的特性

主要パラメータは、周囲温度（T_A）25°Cで測定されます。放射強度（I_E）は、単位立体角あたりの光出力の主要な尺度です。順方向電流（I_F）20mAにおける代表値は、ビン分けされています：BIN Dは9.62～19.85 mW/sr、BIN Eは13.23 mW/srを提供します。ピーク発光波長（λ_P）は860 nmから895 nmの間、中心は875 nm付近であり、近赤外線スペクトルに確実に位置します。スペクトル線半値幅（Δλ）は50 nmで、発光の帯域幅を示しています。電気的特性には、順方向電圧（V_F）が50mAで代表値1.5V（100mAで1.67V）、逆方向電流（I_R）が逆バイアス5Vで最大100 μAが含まれます。立ち上がり・立ち下がり時間（T_r/T_f）は40 nsで、高速性能を確認できます。指向角（2θ_1/2）は30度です。

3. ビニングシステムの説明

データシートは、主に放射強度と開口放射照度のためのビニングシステムを示しています。BIN DとBIN Eの2つのビンが言及されています。BIN Eは、BIN Dで定義された範囲内で、より厳密または高性能なサブセットを表しているようです。I_F=20mAにおける放射強度では、BIN Dは9.62-19.85 mW/srをカバーし、BIN Eは13.23 mW/srと規定されています。これにより、メーカーは特定のアプリケーション要件に応じて、より一貫した、または保証された最低性能レベルを持つ部品を選択し、システム性能の均一性を確保できます。

4. 性能曲線分析

データシートは、いくつかの代表的な特性曲線を参照しています。図1はスペクトル分布を示し、875 nmを中心とした発光赤外線の形状と幅を示しています。図2順方向電流 vs. 周囲温度は、温度上昇に伴う最大許容電流のデレーティングを示していると思われます。図3順方向電流 vs. 順方向電圧は、ダイオードのIV特性を描いています。図4相対放射強度 vs. 周囲温度は、光出力が温度上昇とともにどのように減少するかを示しており、熱管理における重要な考慮事項です。図5相対放射強度 vs. 順方向電流は、駆動電流と光出力の関係を示しており、通常はある範囲内で線形です。図6は放射パターン図であり、発光強度の角度分布を示す極座標プロットで、30度の指向角に対応しています。

5. 機械的・パッケージ情報

パッケージは、クリアレンズを備えた標準的なスルーホールスタイルです。主要な寸法上の注意点は以下の通りです：すべての寸法はミリメートル単位で、特に指定がない限り一般的な公差は±0.25mmです。フランジ下の樹脂の最大突出は1.5mmです。リード間隔は、リードがパッケージ本体から出る点で測定されます。正確な寸法は図面（本文抜粋では完全には詳細化されていません）に提供されており、本体直径、リード長、レンズ形状などが含まれます。

6. はんだ付けおよび組立ガイドライン

提供されている主なガイドラインはリードはんだ付けに関するものです：パッケージ本体から1.6mm（0.063インチ）の距離で測定した場合、温度は5秒間260°Cを超えてはなりません。これは、内部の半導体ダイとエポキシパッケージへの熱損傷を防ぐために重要です。波はんだ付けまたはリフローはんだ付け（表面実装部品ではないため明示的には言及されていませんが）については、同様の部品に対する標準的な業界プロファイルに従い、ピーク温度と液相線以上の時間に注意を払う必要があります。半導体デバイスは一般的にESDに敏感であるため、明記されていませんが、静電気放電（ESD）を避けるための適切な取り扱いも推奨されます。

7. 梱包および発注情報

品番はLTE-3677です。データシートは仕様番号：DS-50-99-0015、リビジョンAで識別されます。文書にはページ番号が付されています（Page 1 of 3など）。リールサイズ、チューブ数量、トレイ梱包などの具体的な梱包詳細は、この抜粋では提供されていません。発注は通常、基本品番LTE-3677を含み、別の注文可能品として利用可能な場合は、ビニングを示す接尾辞（例：LTE-3677-DまたはLTE-3677-E）が付く可能性があります。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

LTE-3677は、高速なパルス赤外線を必要とするアプリケーションに最適です。これには以下が含まれます：産業用光センサー（例：物体検知、カウンティング、エッジ検知）。短距離通信のための赤外線データ伝送リンク。民生電子機器用リモコンユニット。光学エンコーダおよび位置検知。煙感知器およびその他の分析センシング機器。赤外線ビームを使用するセキュリティシステム。

8.2 設計上の考慮事項

駆動回路：順方向電流を制御するために、電流制限抵抗または専用のLED駆動回路を使用してください。パルス動作の場合、40 nsの立ち上がり/立ち下がり時間を活用するために、必要なピーク電流（最大1A）を高速エッジで供給できるドライバーを確保してください。熱管理：電力損失は260 mWですが、高い連続電流で動作する場合や周囲温度が高い環境では、性能と寿命を維持するために、リードまたは基板レイアウトを介した放熱に注意が必要です。光学設計：30度の指向角はビームの広がりを定義します。必要に応じて、レンズまたは反射器を使用してビームを平行光線化または集光させることができます。クリアパッケージはエミッタが可視であるアプリケーションに適していますが、必要に応じて可視光を遮断するIRフィルターを使用することもできます。検出器との組み合わせ：システム効率を最適化するために、エミッタの875 nmピーク波長と一致するスペクトル感度を持つ光検出器（フォトダイオード、フォトトランジスタ）を選択してください。

9. 技術比較

標準的な低速IR LEDと比較して、LTE-3677の主な違いは、その高速性（40 nsの立ち上がり/立ち下がり時間）にあり、より高速なデータ伝送を可能にします。その高出力（高い放射強度）は、より強い信号を提供し、信号対雑音比と動作範囲を向上させます。高いピーク電流定格でのパルス動作が可能であるため、短いバーストで非常に明るく駆動することができ、効率的で知覚範囲を拡大できます。クリアパッケージは、このようなエミッタでは標準的です。IRエミッタを選択する際、エンジニアはこれらのパラメータ（速度、出力、波長、指向角、パッケージ）を代替品と比較し、帯域幅、範囲、物理的レイアウト要件に最適なものを探します。

10. よくある質問（技術パラメータに基づく）

Q: このLEDを150 mAの連続電流で駆動できますか？

A: できません。連続順方向電流の絶対最大定格は100 mAです。この定格を超えると、デバイスに永久的な損傷を与えるリスクがあります。

Q: BIN DとBIN Eの違いは何ですか？

A: BIN Eは、20mAで代表的な放射強度13.23 mW/srを規定しており、これはBIN Dのより広い範囲（9.62-19.85 mW/sr）内に収まります。BIN Eは、その代表値付近でより一貫した性能を持つデバイスの選択を表している可能性が高く、BIN Dは製造上の全ばらつきを含みます。

Q: 温度は性能にどのように影響しますか？

A: 代表的な曲線に示されているように、放射強度は周囲温度が上昇すると減少します。順方向電圧も通常、温度上昇とともに減少します。動作電流は、電力損失限界内に収まるように、デレーティング曲線（図2）に従って25°C以上でデレーティングする必要があります。

Q: 直列抵抗は必要ですか？

A: はい、ほとんどの単純な駆動回路では必要です。LEDは制御された電流で駆動する必要があります。電圧源を直接使用すると過剰な電流が流れ、デバイスを破壊します。電源電圧、希望の順方向電流（I_F）、およびデータシートからの順方向電圧（V_F）に基づいて抵抗値を計算してください。

11. 実用的なユースケース

シナリオ：高速物体検知センサー。組立ラインが、高速で通過する小さな部品を検知するために光電センサーを使用しています。LTE-3677は赤外線光源として使用され、10 kHzで1Aピークのパルスを発生させます。対応するフォトトランジスタが反対側に配置されています。物体がビームを遮断すると、受信機はパルス信号の欠如を検出します。LTE-3677の40 nsの応答時間により、光パルスがシャープで明確に定義され、センサー電子機器が高速でもパルスを確実に識別できるようになり、誤トリガーを最小限に抑え、非常に高速に移動する物体の正確なカウントを可能にします。

12. 動作原理

赤外線エミッタは半導体ダイオードです。順方向電圧が印加されると、電子はデバイスの活性領域内で正孔と再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。半導体構造で使用される特定の材料が、発光の波長を決定します。LTE-3677の場合、これは約875 nmの近赤外線スペクトルの光子となり、人間の目には見えませんが、シリコンフォトダイオードやその他のIRセンサーで検出できます。透明なエポキシパッケージはレンズとして機能し、出力ビームを規定の指向角に形成します。

13. 技術トレンド

光エレクトロニクスの分野は、より高い効率、より高速、より大きな統合に向けて進歩を続けています。LTE-3677のようなデバイスに関連するトレンドには以下が含まれます：高出力・高効率化：新しい半導体材料と構造は、単位電気入力あたりのより多くの光出力を提供し、発熱を低減することを目指しています。小型化：小型化への動きは、スルーホールタイプと同等またはそれ以上の性能を持つ表面実装デバイス（SMD）パッケージを推進しています。高速化の強化：Li-Fiや高速光インターコネクトなど、より高速なデータ通信を可能にするために、IRエミッタの変調速度を向上させる研究が続けられています。波長特異性：ガスセンシングや分光分析アプリケーション向けに、より狭いスペクトル線幅を持つエミッタの開発が進められています。