적외선 LED 발광기 LTE-209 데이터시트 - 패키지 치수 5.0mm - 순방향 전압 1.6V - 피크 파장 940nm - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTE-209 시리즈는 신뢰할 수 있는 광전자 응용 분야를 위해 설계된 적외선 발광 다이오드 패밀리를 나타냅니다. 이 부품들은 근적외선 스펙트럼 내에 있는 940 나노미터의 피크 파장에서 빛을 방출하도록 설계되었습니다. 이 특정 파장은 근접 센서, 물체 감지 및 광학 인코더와 같이 비가시광선 광원이 필요한 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 이 시리즈의 핵심 장점은 일관된 복사 강도와 스펙트럼 특성을 보장하는 정밀한 제조 공정에 있습니다. 장치는 엔드-루킹 구성의 저비용 소형 플라스틱 패키지에 수납되어 공간이 제한된 설계에 적합합니다. 주요 특징은 특정 시리즈의 포토트랜지스터와의 기계적 및 스펙트럼 매칭으로, 향상된 시스템 성능과 신호 무결성을 위한 최적화된 발광기-검출기 쌍 설계를 용이하게 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 정격은 주변 온도(Tamb) 25°C에서 지정됩니다. 최대 연속 순방향 전류는 60 mA이며, 펄스 조건(초당 300 펄스, 10 μs 펄스 폭)에서 1 A의 피크 순방향 전류 능력을 가집니다. 최대 전력 소산은 90 mW입니다. 장치는 최대 5 V의 역방향 전압을 견딜 수 있습니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위는 -55°C에서 +100°C까지 확장됩니다. 조립 시, 리드는 패키지 본체에서 1.6mm 떨어진 지점에서 측정하여 최대 5초 동안 260°C의 온도에서 납땜될 수 있습니다._A2.2 전기-광학 특성

전기-광학 특성은 표준 테스트 조건(Tamb=25°C, IF=20mA)에서 측정된 핵심 성능 파라미터입니다. 단위 입체각당 방출되는 광전력을 측정하는 복사 강도(Ie)의 전형적인 값은 1.383 mW/sr입니다. 전력 밀도를 나타내는 개구 복사 조도(Ee)는 전형적으로 0.184 mW/cm²입니다. 피크 방출 파장(λPeak)은 940 nm에 중심을 두며, 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 정의하는 스펙트럼 반폭(Δλ)은 50 nm입니다. 순방향 전압(VF)은 테스트 전류에서 전형적으로 1.2V에서 최대 1.6V 범위입니다. 역방향 전류(IR)는 5V 역방향 바이어스가 인가될 때 최대 100 μA입니다. 복사 강도가 피크 값의 절반으로 떨어지는 지점인 시야각(2θ1/2)은 16도로, 상대적으로 좁은 빔 패턴을 나타냅니다.

3. 빈닝 시스템 설명_A제공된 데이터시트는 다중 파라미터 빈닝 시스템을 명시적으로 상세히 설명하지는 않지만, 장치들이 "특정 온라인 강도 및 복사 강도 범위에 맞춰 선택됨"을 나타냅니다. 이는 측정된 복사 강도 및 가능성 있는 복사 조도 값을 기반으로 한 선택 또는 분류 과정을 의미합니다. 이 사전 선택은 특정 주문에 대해 제공되는 부품들이 일반 사양에 명시된 절대 최소 및 최대 한계보다 더 엄격한 허용 오차 범위 내에 이러한 핵심 광학 파라미터에 대해 떨어지도록 보장합니다. 이 관행은 특히 광학 출력 매칭이 중요한 시스템에서 응용 성능의 일관성을 향상시킵니다._F4. 성능 곡선 분석_E데이터시트에는 다양한 조건에서의 장치 동작을 설명하는 여러 전형적인 특성 곡선이 포함되어 있습니다._e4.1 스펙트럼 분포_{그림 1은 상대 복사 강도를 파장에 대해 그린 스펙트럼 분포 곡선을 보여줍니다. 이는 940 nm에서의 피크 방출과 약 50 nm의 스펙트럼 반폭을 확인시켜 주며, 피크 주변의 방출 파장 분포를 보여줍니다.}4.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)_F그림 3은 순방향 전류 대 순방향 전압 특성을 나타냅니다. 이 곡선은 다이오드에 전형적인 비선형입니다. 턴-온 문턱값을 넘어선 작은 전압 증가가 전류의 급격한 증가로 이어지는 관계를 보여줍니다. 20mA에서 지정된 VF 1.2V ~ 1.6V는 이 곡선 내에서 맥락화될 수 있습니다._R4.3 상대 복사 강도 대 순방향 전류_{그림 5는 광학 출력(상대 복사 강도)이 순방향 구동 전류에 따라 어떻게 변화하는지 설명합니다. 일반적으로 출력은 전류와 함께 증가하지만, 전체 동작 범위에서 완벽하게 선형적이지 않을 수 있습니다. 이 곡선은 원하는 광학 출력 수준을 달성하는 데 필요한 구동 전류를 결정하는 데 필수적입니다.}4.4 온도 의존성

그림 2와 4는 주변 온도의 영향을 보여줍니다. 그림 2(순방향 전류 대 주변 온도, 일정 전압에서)와 그림 4(상대 복사 강도 대 주변 온도, 일정 전류에서)는 LED의 전기적 및 광학적 특성이 모두 온도에 의존함을 보여줍니다. 일반적으로 적외선 LED의 경우, 온도가 증가함에 따라 순방향 전압이 감소하고 광학 출력이 감소합니다. 이 곡선들은 온도 보상이 있는 회로를 설계하거나 비주변 환경에서의 성능을 추정하는 데 중요합니다.

4.5 방사 패턴

그림 6은 방사 다이어그램 또는 시야각 패턴입니다. 이는 방출된 복사 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 플롯입니다. 16도의 반각이 시각적으로 표현되어 있으며, 중심에서 ±8도에서 강도가 온-축 값의 50%로 떨어지는 것을 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

장치는 소형 플라스틱 엔드-루킹 패키지를 사용합니다. 패키지 도면의 주요 치수에는 본체 직경, 리드 간격 및 전체 길이가 포함됩니다. 리드는 PCB 레이아웃에 중요한 특정 간격으로 패키지에서 나옵니다. 패키지에는 플랜지가 포함되어 있으며, 노트는 이 플랜지 아래 수지의 최대 돌출을 지정합니다. 노트는 또한 리드 간격이 리드가 패키지 본체를 빠져나가는 지점에서 측정되며, 달리 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25mm임을 명확히 합니다. 물리적 구성은 해당 포토트랜지스터와 기계적으로 매칭되도록 설계되어 조립된 모듈에서 적절한 정렬을 보장합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 조립 지침은 납땜 온도와 관련이 있습니다. 절대 최대 정격은 리드가 최대 5초 동안 260°C의 온도에 노출될 수 있음을 지정합니다. 이 정격은 패키지 본체에서 1.6mm(0.063") 떨어진 거리에서 측정됩니다. 이 정보는 리플로우 납땜 프로파일이나 핸드 납땜 절차를 정의하는 데 중요합니다. 이 온도나 시간을 초과하면 내부 다이 어태치, 와이어 본드 또는 플라스틱 패키지 재료 자체가 손상될 수 있습니다. 취급 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 장치는 습기 흡수로 인해 리플로우 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있으므로, 지정된 -55°C ~ +100°C 온도 범위 내의 건조 환경에 보관해야 합니다.

7. 패키징 및 주문 정보_F데이터시트는 부품 번호를 LTE-209로 식별합니다. "사양 번호"는 DS-50-92-0001이며, 개정판은 C입니다. 테이프-릴 패키징, 릴 수량 또는 습기 민감도 수준에 대한 구체적인 세부 사항은 발췌문에 제공되지 않습니다. 주문은 일반적으로 기본 부품 번호 LTE-209를 기반으로 하며, 특징에서 언급된 선택 과정에 의해 암시되는 바와 같이 특정 강도 빈을 나타내는 접미사가 있을 수 있습니다.

8. 응용 권장 사항

8.1 전형적인 응용 시나리오

LTE-209은 컴팩트하고 효율적인 적외선 광원이 필요한 응용 분야에 이상적입니다. 940nm 파장은 인간의 눈에 보이지 않으며 다음과 같은 용도에 적합합니다:

광학 스위치 및 물체 감지:

포토트랜지스터(언급된 LTR-4206 시리즈와 같은)와 쌍을 이루어 IR 빔을 차단함으로써 물체의 존재, 부재 또는 위치를 감지합니다.

근접 감지:

사용자나 물체의 근접을 감지하는 장치에 사용되며, 종종 반사 감지를 사용합니다.

인코더:

모터 제어 및 위치 감지 시스템의 증분 또는 절대 광학 인코더를 위한 광원을 제공합니다.

데이터 전송:

단거리, 저데이터 속도 적외선 통신 링크(예: 리모컨 시스템)에 사용될 수 있지만, 좁은 시야각으로 인해 정렬이 필요할 수 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

전류 제한:

항상 직렬 저항이나 정전류 드라이버를 사용하여 순방향 전류를 원하는 동작점으로 제한하고, 절대 최대 정격을 절대 초과하지 않도록 합니다.

열 관리:

• 전력 소산(VF * IF)과 주변 온도가 출력에 미치는 영향을 고려하십시오. 고신뢰성 응용 분야의 경우, 고온에서 최대 전류를 감액하십시오.광학 정렬:
• 좁은 16도 시야각은 최적의 신호 강도를 위해 쌍을 이루는 검출기나 대상 영역과의 정밀한 기계적 정렬을 요구합니다.회로 보호:
• 5V 역방향 전압 정격을 가지고 있지만, 회로에 역방향 전압이나 전압 스파이크에 대한 보호 장치를 포함시키는 것이 좋은 관행입니다.매칭 쌍:
• 감지 응용 분야에서 최상의 성능을 위해, 제안된 대로 스펙트럼 및 기계적으로 매칭된 포토트랜지스터와 함께 장치를 사용하십시오.9. 기술 비교 및 차별화

제시된 LTE-209 시리즈의 주요 차별화 요소는 강도 파라미터에 대한 특정 선택과 포토트랜지스터 시리즈와의 매칭된 페어링입니다. 일반적인 IR LED와 비교하여, 이 사전 선택은 광학 출력에서 더 큰 일관성을 제공하며, 이는 회로 보정을 단순화하고 대량 생산에서 수율을 향상시킬 수 있습니다. 기계적 매칭은 지정된 포토트랜지스터와 함께 사용될 때 물리적 정렬과 광학 커플링이 최적화되어 더 강력하고 신뢰할 수 있는 신호로 이어지도록 보장합니다. 갈륨 비소 기판 위의 갈륨 알루미늄 비소 사용은 940nm 파장의 효율적인 근적외선 발광기를 생산하는 표준 기술입니다.

• 10. 자주 묻는 질문 (FAQ)Q: 940nm 파장의 목적은 무엇입니까?
• A: 940nm은 근적외선 스펙트럼에 속하며, 인간의 눈에는 보이지 않습니다. 가시광선 간섭을 피하기 위해 감지 및 통신에 일반적으로 사용되며, 실리콘 광검출기에 의해 효율적으로 감지됩니다.Q: 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 이 LED를 직접 구동할 수 있습니까?_FA: 아니요. 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 20mA에서 전형적인 VF가 1.6V일 때, 5V 공급 전압에 대한 저항 값은 R = (5V - 1.6V) / 0.02A = 170Ω입니다. 표준 180Ω 저항을 사용하면 전류가 약 19mA에 가깝게 됩니다._FQ: 온도가 성능에 어떤 영향을 미칩니까?
• A: 특성 곡선에 표시된 바와 같이, 온도가 증가하면 일반적으로 주어진 전류에 대한 광학 출력이 감소하고 순방향 전압이 감소합니다. 넓은 온도 범위를 위한 설계는 이를 고려해야 합니다.Q: "스펙트럼 매칭"은 무엇을 의미합니까?
• A: 이는 LED의 방출 스펙트럼(940nm 중심)이 지정된 포토트랜지스터의 피크 응답 영역과 잘 일치함을 의미합니다. 이는 검출기가 전기 신호로 변환할 수 있는 방출된 빛의 양을 최대화합니다.11. 실용적인 설계 및 사용 예시
• 예시 1: 물체 감지 게이트:두 개의 LTE-209 IR LED를 컨베이어 벨트의 한쪽에 배치하고, 각각 반대쪽에 매칭된 포토트랜지스터와 쌍을 이루어 두 개의 독립적인 감지 빔을 생성할 수 있습니다. 마이크로컨트롤러는 포토트랜지스터 출력을 모니터링합니다. 물체가 통과하면 하나 또는 두 빔이 끊어져 시스템이 물체를 세거나, 크기를 측정(빔 차단 시간을 측정하여)하거나, 동작을 트리거할 수 있습니다.

예시 2: 반사 근접 센서:

LTE-209과 그 매칭 포토트랜지스터가 PCB 위에 나란히 배치되어 같은 방향을 향합니다. LED가 빔을 방출합니다. 물체가 가까이 오면, 이 빛의 일부를 포토트랜지스터로 반사합니다. 감지된 신호의 강도는 물체의 근접도와 상관관계가 있습니다. 이 설정은 비접촉 수도꼭지나 자동 비누 디스펜서에서 흔히 볼 수 있습니다.

12. 동작 원리 소개

적외선 발광 다이오드는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때 에너지가 방출됩니다. 여기서 사용된 특정 재료 시스템(GaAlAs/GaAs)에서 이 에너지는 적외선 스펙트럼의 광자, 약 940nm 파장에 해당합니다. 다이오드의 구조, 언급된 창층을 포함하여, 이 생성된 빛이 반도체 재료에서 효율적으로 빠져나갈 수 있도록 설계되었습니다. 플라스틱 패키지는 반도체 다이를 보호하고 기계적 구조를 제공하며, 방출된 빔을 형성하는 렌즈 역할을 하여 지정된 16도 시야각에 기여할 수도 있습니다.

13. 기술 동향 및 발전

적외선 발광기 기술은 계속 발전하고 있습니다. 이 분야의 일반적인 동향은 다음과 같습니다:

효율 증가:_F주어진 전기 입력에 대해 더 높은 광학 출력 전력을 달성하기 위한 새로운 반도체 재료 및 구조(예: 다중 양자 우물) 개발로 전력 소비와 열 발생을 줄입니다.

소형화:

패키지 크기(예: 칩 스케일 패키지)의 지속적인 축소로 더 작은 소비자 가전 및 IoT 장치에 통합이 가능해집니다.

기능 향상:

발광기를 드라이버 회로, 광검출기 또는 심지어 마이크로컨트롤러와 단일 모듈이나 시스템-인-패키지 솔루션으로 통합합니다.

파장 다양화:

940nm가 표준으로 남아 있지만, 다른 IR 파장(예: 850nm, 1050nm)이 눈 안전 시스템이나 다른 대기 전송 창과 같은 특정 응용 분야에 맞게 최적화되고 있습니다.신뢰성 향상:

자동차 응용 분야에서 요구되는 것과 같은 더 높은 온도와 더 까다로운 환경 조건을 견딜 수 있도록 패키징 재료 및 다이 어태치 기술의 발전.LTE-209은 이 더 넓은 기술 환경 내에서 성숙하고 비용 효율적인 솔루션을 나타냅니다.

. Operating Principle Introduction

An Infrared Light Emitting Diode (IR LED) is a semiconductor p-n junction diode. When a forward voltage is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the junction region. When these charge carriers recombine, energy is released. In the specific material system used here (GaAlAs/GaAs), this energy corresponds to photons in the infrared spectrum, approximately 940nm in wavelength. The structure of the diode, including the window layer mentioned, is designed to allow this generated light to escape the semiconductor material efficiently. The plastic package serves to protect the semiconductor die, provide mechanical structure, and can also act as a lens to shape the emitted light beam, contributing to the specified 16-degree viewing angle.

. Technology Trends and Developments

Infrared emitter technology continues to evolve. General trends in the field include:

• Increased Efficiency:Development of new semiconductor materials and structures (e.g., multi-quantum wells) to achieve higher optical output power for a given electrical input, reducing power consumption and heat generation.
• Miniaturization:Ongoing reduction in package size (e.g., chip-scale packages) to enable integration into ever-smaller consumer electronics and IoT devices.
• Enhanced Functionality:Integration of the emitter with driver circuitry, photodetectors, or even microcontrollers into single modules or system-in-package (SiP) solutions.
• Wavelength Diversification:While 940nm remains standard, other IR wavelengths (e.g., 850nm, 1050nm) are being optimized for specific applications like eye-safe systems or different atmospheric transmission windows.
• Improved Reliability:Advancements in packaging materials and die attach technologies to withstand higher temperatures and more demanding environmental conditions, such as those required in automotive applications.