LTE-3271T 적외선 발광 다이오드 데이터시트 - 940nm 파장 - 고전류 및 낮은 순방향 전압 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTE-3271T는 견고한 광 출력이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고출력 적외선 발광 다이오드입니다. 이 발광기의 핵심 장점은 높은 구동 전류를 처리하는 특수 구조와 상대적으로 낮은 순방향 전압 강하를 유지하여 전력 민감도가 높은 설계에서 더 높은 효율을 제공한다는 점에 있습니다. 이 발광기는 940 나노미터의 피크 파장에서 동작하며, 근적외선 스펙트럼에 속합니다. 이는 근접 센서, 광학 스위치, 가시광선 방출이 바람직하지 않은 리모컨 시스템과 같은 응용 분야에 이상적입니다. 이 장치는 넓은 시야각을 특징으로 하며, 영역 조명이나 감지에 적합한 넓고 균일한 방사 패턴을 보장합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 장치는 최대 연속 순방향 전류(I_F) 100 mA로 정격화되어 있습니다. 그러나 펄스 동작 시 상당히 높은 피크 전류를 처리할 수 있으며, 초당 300 펄스의 속도로 10 마이크로초 지속 시간의 펄스에 대해 2 암페어의 정격을 가집니다. 이는 데이터 전송이나 버스트 모드 감지와 같은 펄스 응용 분야에 적합함을 강조합니다. 최대 전력 소산은 150 mW입니다. 동작 및 저장 온도 범위는 각각 -40°C ~ +85°C 및 -55°C ~ +100°C로 지정되어 있어 광범위한 환경 조건에서 견고한 성능을 나타냅니다. 이 장치는 최대 5 볼트의 역방향 전압(V_R)을 견딜 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

주요 성능 파라미터는 주변 온도(T_A) 25°C에서 측정됩니다. 이 장치는 방사 출력에 대한 빈닝 시스템을 특징으로 합니다:

• 빈 B:개구 방사 조도(E_e) 0.64 - 1.20 mW/cm²; 방사 강도(I_E) 4.81 - 9.02 mW/sr (I_F=20mA 기준).
• 빈 C: E_e0.80 - 1.68 mW/cm²;I_E6.02 - 12.63 mW/sr.
• 빈 D: E_e1.12 mW/cm² (최소);I_E8.42 mW/sr (최소).

순방향 전압(V_F)은 일반적으로 50mA에서 1.6V, 250mA에서 2.1V로, 낮은 전압 동작 특성을 확인시켜 줍니다. 피크 방출 파장은 940 nm에 중심을 두며, 일반적인 스펙트럼 반치폭(Δλ)은 50 nm입니다. 시야각(2θ_1/2)은 50도로, 방사 강도가 최대값의 절반 이상인 원뿔을 정의합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

이 제품은 방사 출력을 기반으로 한 성능 빈닝 시스템을 사용합니다. 이 시스템은 표준 테스트 전류 20mA에서 측정된 광 출력(방사 강도 및 개구 방사 조도)에 따라 장치를 그룹화합니다. 빈 B, C, D는 서로 다른 계층의 광 출력을 나타내며, 빈 D는 가장 높은 최소 보장 출력을 제공합니다. 이를 통해 설계자는 페어링된 검출기의 감도 요구 사항이나 응용 분야의 조명 요구 사항과 정확히 일치하는 부품을 선택하여 일관된 시스템 성능을 보장할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 여러 특성 그래프를 제공합니다. 그림 1은스펙트럼 분포를 보여주며, 940nm 주변의 좁은 방출 대역을 설명합니다. 그림 2는순방향 전류 대 주변 온도디레이팅 곡선을 나타내며, 과열을 방지하기 위해 최대 허용 연속 전류가 주변 온도가 증가함에 따라 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 그림 3은 표준전류-전압(I-V) 곡선으로, 순방향 전류와 순방향 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 그림 4는상대 방사 강도가 주변 온도 증가에 따라 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 그림 5는상대 방사 강도가 순방향 전류 증가에 따라 어떻게 증가하는지 보여주며, 장치의 출력 확장성을 입증합니다. 그림 6은방사 다이어그램으로, 50도 시야각을 시각적으로 나타내는 극좌표 플롯입니다. 그림 7은피크 순방향 전류 대 펄스 지속 시간을 상세히 설명하며, 주어진 펄스 폭과 듀티 사이클에 대한 최대 허용 전류를 보여줌으로써 안전한 펄스 구동 회로 설계에 중요한 데이터를 제공합니다.

5. 기계적 구조 및 패키지 정보

이 장치는 플랜지가 있는 표준 LED 패키지로 제공됩니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 달리 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25mm입니다. 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.5mm입니다. 리드 간격은 리드가 패키지 본체를 빠져나가는 지점에서 측정됩니다. 데이터시트의 특정 치수 도면은 정확한 길이, 너비, 높이, 리드 직경 및 위치를 정의합니다.

6. 솔더링 및 조립 가이드라인

절대 최대 정격은 리드가 패키지 본체에서 1.6mm(0.063 인치) 떨어진 지점에서 측정하여 260°C의 온도에서 5초 동안 솔더링될 수 있음을 명시합니다. 이는 웨이브 또는 리플로우 솔더링 공정에 중요한 파라미터입니다. 이 온도나 시간을 초과하면 내부 반도체 다이 또는 패키지 무결성이 손상될 수 있습니다. 취급 및 조립 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다.

7. 응용 제안

7.1 대표적인 응용 시나리오

LTE-3271T는 다양한 적외선 응용 분야에 매우 적합합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:소비자 가전용적외선 리모컨 유닛,가전제품 또는 보안 시스템의근접 및 존재 감지 센서,산업 장비의광학 스위치 및 인코더,자동화의물체 감지, 그리고IR 감지 카메라와 페어링할 때의야간 투시 조명.

7.2 설계 시 고려사항

• 전류 구동:LED 강도는 주로 전류에 의존하므로 안정적인 광 출력을 위해 정전류원을 사용하는 것이 좋습니다. 구동 회로는 연속 및 펄스 전류 제한을 모두 준수해야 합니다.
• 열 관리:이 장치는 넓은 동작 범위를 가지고 있지만, 접합 온도를 낮게 유지하면 수명이 길어지고 출력이 안정화됩니다. 고 듀티 사이클 또는 고전류 응용 분야의 경우 방열판을 고려하십시오.
• 광학 설계:50도의 시야각은 렌즈 또는 하우징 설계에 고려되어야 합니다. 장거리 응용 분야의 경우 빔을 평행하게 만들기 위해 보조 렌즈가 필요할 수 있습니다.
• 검출기와의 페어링:최적의 시스템 성능을 위해 선택된 광검출기 또는 센서가 940nm 영역에서 감도가 있는지 확인하십시오.

8. 기술 비교 및 차별화

표준 저전류 IR LED와 비교하여 LTE-3271T의 주요 차별화 요소는높은 전류 처리 능력(펄스 최대 2A)과낮은 순방향 전압입니다. 이 조합은 주어진 공급 전압에서 더 높은 광 출력을 제공하여 효율성을 향상시킵니다. 방사 강도에 대한 명시적인 빈닝은 보장된 성능 수준을 제공하여 출력이 크게 변할 수 있는 비빈닝 부품에 비해 장점을 제공합니다. 넓은 시야각은 좁은 빔보다 넓은 커버리지가 필요한 응용 분야에 유리합니다.

9. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 마이크로컨트롤러 핀은 일반적으로 100mA를 연속적으로 공급할 수 없습니다. 트랜지스터나 전용 구동 회로를 사용해야 합니다. 또한, LED의 낮은 순방향 전압으로 인해 5V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르므로 전류 제한 저항을 포함해야 합니다.

Q: 방사 강도(mW/sr)와 개구 방사 조도(mW/cm²)의 차이는 무엇인가요?

A: 방사 강도는 입체각(스테라디안)당 광 출력을 측정하여 빛이 얼마나 집중되어 있는지를 설명합니다. 개구 방사 조도는 특정 거리/위치에서 단위 면적당 전력을 측정하며, 종종 센서와 관련이 있습니다. 둘 다 기하학 및 방사 패턴을 통해 관련이 있습니다.

Q: 빈 B, C, D 중에서 어떻게 선택하나요?

A: 수신기 회로의 감도와 필요한 동작 거리를 기준으로 선택하십시오. 빈 D는 최대 범위 또는 신호 강도를 위한 가장 높은 보장 출력을 제공합니다. 덜 까다로운 응용 분야의 경우 빈 B 또는 C가 충분하고 비용 효율적일 수 있습니다.

10. 실용 설계 사례

사례: 장거리 근접 센서 설계.

2미터 범위가 필요한 센서의 경우, 설계자는 최대 출력을 위해 빈 D 등급의 LTE-3271T를 선택할 것입니다. 그림 7에 표시된 것처럼, 낮은 듀티 사이클(예: 1%)에서 매우 짧은 펄스(예: 10μs) 동안 최대 정격 2A로 동작하는 펄스 구동 회로를 설계할 것입니다. 이는 평균 전력 소산 한계를 초과하지 않으면서 검출기에서 더 나은 신호 대 잡음비를 위한 높은 순간 광 출력을 제공합니다. 발광기 위에 렌즈를 배치하여 기본 50도에서 약 10-15도로 빔을 좁혀 2미터 거리의 목표 영역에 에너지를 집중시킬 것입니다. 페어링된 광검출기에는 주변광을 차단하기 위해 940nm에 중심을 둔 협대역 필터가 장착될 것입니다.

11. 동작 원리 소개

적외선 발광 다이오드는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 940nm의 특정 파장은 다이오드 구성에 사용된 반도체 재료(일반적으로 알루미늄 갈륨 비소, AlGaAs)의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. 넓은 시야각은 패키지 설계와 에폭시 렌즈에 대한 반도체 칩의 배치 결과입니다.

12. 기술 트렌드

IR 발광기 기술의 트렌드는 더 높은 효율성(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력)을 지향하며, 이는 열 발생과 전력 소비를 줄입니다. 또한 IrDA나 광 무선 네트워크와 같은 데이터 통신 응용 분야를 위한 고속 변조 능력 향상도 개발되고 있습니다. 통합은 또 다른 트렌드로, 발광기가 구동기, 센서 또는 로직과 결합되어 단일 모듈이나 IC로 통합되어 시스템 설계를 단순화합니다. 기본 동작 원리는 반도체 물리학에 기반을 두고 있지만, 재료(새로운 III-V 화합물과 같은) 및 패키징 기술의 발전이 성능 향상을 주도하고 있습니다.