LTR-5888DH フォトトランジスタ データシート - ダークグリーンパッケージ - コレクタ-エミッタ電圧30V - 日本語技術文書

1. 製品概要

LTR-5888DHは、信頼性の高い赤外線検出が求められるセンシングアプリケーション向けに設計された高性能赤外線（IR）フォトトランジスタです。その主な機能は、入射する赤外線放射を電気電流に変換することです。本デバイスは、可視光に対する感度を大幅に低減する重要な特徴を持つ、特殊なダークグリーンのプラスチックパッケージに収められています。このフィルタリング効果により、周囲の可視光源からの干渉を最小限に抑え、専用の赤外線センシングシステムにおける信号対雑音比と信頼性を向上させます。本コンポーネントは、広いコレクタ電流動作範囲、赤外線に対する高感度、高速なスイッチング時間を特徴とし、高速応答を必要とするアプリケーションに適しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

本デバイスは、信頼性を確保し損傷を防ぐために、特定の最大条件下での動作に対して定格付けされています。最大損失電力は100 mWです。コレクタ-エミッタ電圧（V_CEO）は最大30Vまで耐えられ、エミッタ-コレクタ電圧（V_ECO）は5Vに制限されています。動作温度範囲は-40°Cから+85°C、保管温度範囲は-55°Cから+100°Cです。はんだ付けに関しては、リードは本体から1.6mmの位置で測定した場合、260°Cで5秒間の耐熱性があります。

2.2 電気的・光学的特性

詳細な性能パラメータは、周囲温度（T_A）25°Cで規定されています。コレクタ-エミッタ降伏電圧（V_(BR)CEO）は、コレクタ電流（I_C）1mA、照度なしの条件下で、標準的に30Vです。コレクタ-エミッタ飽和電圧（V_CE(SAT)）は、照度1 mW/cm²、コレクタ電流100μAの条件下で0.1Vから0.4Vの範囲です。スイッチング速度は立上り時間（T_r）と立下り時間（T_f）で定義され、V_CC=5V、I_C=1mA、負荷抵抗（R_L）1 kΩの試験条件下で、それぞれ15 μsおよび18 μsと規定されています。コレクタ暗電流（I_CEO）は、光がない状態でのリーク電流であり、V_CE=10Vにおいて0.1 nAから100 nAの間です。

3. ビニングシステムの説明

LTR-5888DHは、オン状態コレクタ電流（I_C(ON)）に基づいてデバイスを分類するビニングシステムを採用しています。このパラメータは、標準化された条件（V_CE= 5V、E_e= 1 mW/cm²）下でフォトトランジスタが生成する平均電流です。データシートには、生産設定用と保証されたオン状態コレクタ電流範囲用の2組のビニングテーブルが提供されています。

各ビン（AからH）は、I_C(ON)の特定の範囲に対応し、コンポーネント上の色マーキングで識別されます。例えば、生産設定におけるビンA（赤マーク）のI_C(ON)範囲は0.20 mAから0.26 mAですが、保証範囲は0.16 mAから0.31 mAです。このビニングにより、設計者は特定の回路要件に合わせて感度が一貫したコンポーネントを選択でき、量産における予測可能な性能を確保できます。ビンは低感度（ビンA）から高感度（ビンH）へと進みます。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの動作を示すいくつかの特性曲線が含まれています。

4.1 コレクタ暗電流 vs. 周囲温度

図1は、コレクタ暗電流（I_CEO）が周囲温度の上昇とともに指数関数的に増加することを示しています。これは高温アプリケーションにおける重要な考慮事項であり、リーク電流の増加はセンシング回路のオフ状態信号レベルやノイズフロアに影響を与える可能性があります。

4.2 コレクタ損失電力 vs. 周囲温度

図2は、最大許容コレクタ損失電力（P_C）のデレーティング曲線を示しています。周囲温度が上昇すると、最大安全損失電力は直線的に減少します。このグラフは熱管理と、デバイスが安全動作領域（SOA）内で動作することを確保するために不可欠です。

4.3 立上り・立下り時間 vs. 負荷抵抗

図3は、スイッチング速度（立上り時間T_rおよび立下り時間T_f）と負荷抵抗（R_L）の関係を示しています。T_rとT_fは、負荷抵抗が大きくなるほど増加します。設計者はこの曲線を利用して、適切なR_L value.

を選択することで、スイッチング速度と出力電圧振幅のトレードオフを最適化できます。

4.4 相対コレクタ電流 vs. 照度_e図4は、相対コレクタ電流と赤外線照度（E

）の関係をプロットしています。この曲線はサブリニアな関係を示しており、コレクタ電流の増加率は高い照度レベルで減少します。この特性がフォトトランジスタの感度とダイナミックレンジを定義します。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

本コンポーネントは標準的なフォトトランジスタパッケージを使用しています。主要な寸法に関する注記は以下の通りです：特に指定がない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、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。ダークグリーンのプラスチック材料は、その光学フィルタリング特性のために特に選択されています。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

リードは、最大温度260°Cで5秒を超えない時間はんだ付けできます。これは、内部の半導体ダイへの熱ダメージを防ぐために、パッケージ本体から1.6mm（0.063インチ）の距離で測定する必要があります。この熱プロファイルと互換性のある標準的な波はんだ付けまたはリフローはんだ付けプロセスを使用できます。取り扱いや配置時にリードに過度の機械的ストレスがかからないように注意する必要があります。

7. アプリケーション推奨事項

7.1 代表的なアプリケーションシナリオ

LTR-5888DHは、物体検出・計数、スロットセンサー（プリンターや自動販売機など）、近接センシング、ビームブレーク原理が使用される産業オートメーションなど、様々な赤外線検出アプリケーションに理想的です。そのダークグリーンパッケージは、日中や明るい室内照明下など、周囲の可視光が強い環境に特に適しています。

7.2 設計上の考慮点_L回路を設計する際、負荷抵抗（R_L）の値は重要です。小さいR_Lは高速スイッチング（図3参照）を提供しますが、所定の光電流に対して出力電圧振幅は小さくなります。大きいR

は大きな電圧振幅をもたらしますが、応答は遅くなります。動作電圧は絶対最大定格を超えてはいけません。ビニングの選択は、アプリケーションで予想されるIR信号強度に必要な感度と一致させる必要があります。安定した動作のためには、特に高温環境において、暗電流の温度依存性を考慮してください。

8. 技術比較および差別化

LTR-5888DHの主な差別化機能は、そのダークグリーンパッケージです。標準的な透明または無色のパッケージと比較して、このパッケージは内蔵の可視光フィルターとして機能します。これにより、外部の光学フィルターの必要性を排除または低減し、組立を簡素化、部品点数を削減、コスト削減の可能性があります。高感度、高速スイッチング、広いコレクタ電流範囲の組み合わせにより、赤外線フォトトランジスタの中で汎用性の高い選択肢となっています。

9. よくあるご質問 (FAQ)
Q: ダークグリーンパッケージの目的は何ですか？

A: ダークグリーンのプラスチックは可視光の大部分を遮断し、主に赤外線がフォトトランジスタの感光領域に到達するようにします。これにより、明るい環境光下での性能が向上し、誤トリガーやノイズを低減します。
Q: 自分のアプリケーションに適したビンはどのように選択すればよいですか？

A: アプリケーションで予想される赤外線信号強度に基づいてビンを選択してください。IR光源が弱い、または遠い場合は、高感度のビン（例：H、オレンジ）が必要になる場合があります。強い信号の場合は、低感度のビン（例：A、赤）で十分であり、暗電流が低いなどの利点が得られる可能性があります。生産設定範囲だけでなく、保証電流範囲を常に参照してください。
Q: なぜスイッチング速度は負荷抵抗に依存するのですか？

A: 負荷抵抗とフォトトランジスタの内部容量がRC回路を形成します。抵抗が大きいほどRC時定数が増加し、スイッチング時のこの容量の充放電が遅くなり、立上り・立下り時間が増加します。

10. 実用的なアプリケーション事例
事例：オフィスプリンターにおける用紙検出

プリンターの用紙トレイセンサーでは、赤外線LEDが用紙経路の片側に配置され、LTR-5888DHがその真向かいに配置されます。用紙があるとIRビームを遮断し、フォトトランジスタの電流が低下します。ダークグリーンパッケージはここで重要です。なぜなら、プリンターは明るいオフィスで使用されることが多いためです。蛍光灯やLEDの室内照明がLEDからのIR信号と誤って解釈されるのを防ぎ、信頼性の高い用紙切れ検出を確保します。通常、中感度のビン（例：CまたはD）が選択され、用紙の動きに適切な応答時間でプリンターのマイクロコントローラにクリーンなデジタル出力信号を提供する負荷抵抗値が選択されます。

11. 動作原理

フォトトランジスタは、標準的なバイポーラ接合トランジスタ（BJT）と同様に動作しますが、感光性のベース領域を持ちます。ベース電流の代わりに、入射光子（光粒子）がそのエネルギーが十分な場合にベース-コレクタ接合部で電子-正孔対を生成します。これらの光生成キャリアはベース電流として機能し、トランジスタの電流増幅率（ベータ、β）によって増幅されます。その結果、元の光電流よりもはるかに大きなコレクタ電流が得られ、高感度を提供します。LTR-5888DHは、赤外線波長範囲の光子に応答するように最適化されています。

12. 技術トレンド