LTE-4208 적외선 발광 다이오드 데이터시트 - 940nm 파장 - T-1 3/4 패키지 - 5V 역방향 전압 - 100mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTE-4208 시리즈는 신뢰할 수 있고 효율적인 적외선 방출이 필요한 응용 분야를 위해 설계된 고방사출력 적외선 발광 다이오드입니다. 피크 파장 940nm에서 동작하며, 투명 렌즈가 장착된 표준 T-1 3/4 패키지에 수용되어 다양한 감지 및 검출 시스템에 적합합니다.

1.1 핵심 특징 및 목표 시장

LTE-4208의 주요 장점은 높은 방사 강도, 방출을 방해하지 않는 투명 렌즈, 그리고 최적화된 수신기 성능에 중요한 LTR-3208 시리즈와 같은 대응 포토트랜지스터와의 스펙트럼 매칭입니다. 이 제품은 무연 및 RoHS 규격을 준수합니다. 주요 응용 분야는 정밀한 펄스형 적외선 신호가 필요한 연기 감지 시스템 및 범용 적외선 발광 회로입니다.

2. 기술 파라미터: 심층적 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 연속 동작을 위한 값이 아닙니다.

• 소비 전력 (Pd):100 mW. 순방향 전압과 전류로부터 계산된, 주로 열로 발생하는 장치 내 허용 최대 전력 손실입니다.
• 피크 순방향 전류 (I_FP):펄스 조건(300 pps, 10µs 펄스 폭)에서 3 A. 이 높은 전류 능력은 장거리 감지를 위한 매우 밝고 짧은 지속 시간의 펄스를 가능하게 합니다.
• 연속 순방향 전류 (I_F):50 mA. 신뢰할 수 있는 연속 동작을 위한 최대 DC 전류입니다.
• 역방향 전압 (V_R):5 V. 역방향 바이어스에서 이 전압을 초과하면 항복이 발생할 수 있습니다.
• 동작 및 보관 온도:각각 -40°C ~ +85°C 및 -55°C ~ +100°C로, 산업 환경을 위한 견고한 부품임을 나타냅니다.
• 리드 납땜 온도:본체에서 1.6mm 거리에서 5초 동안 260°C로, 핸드 또는 웨이브 납땜을 위한 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 25°C에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 방사 강도 (I_E):핵심 광학 출력 파라미터로, mW/sr(밀리와트 매 스테라디안)로 측정됩니다. 최소값과 일반값을 가진 여러 빈 코드(A부터 D4까지)에 걸쳐 지정되어 있어, 필요한 출력 전력에 따라 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 빈 A는 3.31-7.22 mW/sr을 제공하는 반면, 빈 D4는 15.72 mW/sr(최소)을 제공합니다.
• 피크 방출 파장 (λ_피크):940 nm. 이는 근적외선 스펙트럼에 속하며, 인간의 눈에는 보이지 않습니다. 주변광 간섭을 피할 수 있어 리모컨과 센서에 일반적으로 사용되는 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):50 nm. 이는 방출된 빛의 대역폭을 정의합니다. 더 좁은 대역폭은 더 단색광에 가까운 광원을 의미합니다.
• 순방향 전압 (V_F):I_F=20mA에서 1.6 V (일반값). 이는 다이오드가 전도될 때 발생하는 전압 강하로, 구동 회로 설계에 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):V_R=5V에서 100 µA (최대값). 누설 파라미터입니다. 데이터시트는 이 조건이 테스트 전용이며 장치가 역방향 동작을 위한 것이 아님을 명시합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):20도. 이 좁은 빔 각도는 방사 강도를 지향성 빔으로 집중시켜, 표적 감지 응용 분야에 이상적입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTE-4208는 방사 강도 빈닝 시스템을 채택합니다. 구성 요소는 표준 테스트 전류 20mA에서 측정된 방사 출력에 따라 다른 성능 그룹(빈)으로 테스트 및 분류됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야에 대해 보장된 최소 광학 출력을 가진 부품을 선택할 수 있어, 특히 여러 발광기가 사용될 때 시스템 성능의 일관성을 보장합니다. 빈은 A(가장 낮은 출력)부터 D4(가장 높은 출력)까지 범위를 가집니다. 설계자는 주문 시 광 출력 수준을 보장하기 위해 필요한 빈 코드를 지정해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 설계 분석을 위한 몇 가지 핵심 그래프를 제공합니다.

4.1 스펙트럼 분포 (그림 1)

이 곡선은 파장의 함수로서 상대 방사 강도를 보여주며, 정의된 50nm 반폭을 가진 940nm 피크를 중심으로 합니다. 방출이 의도한 적외선 대역 내에 있음을 확인시켜 줍니다.

4.2 순방향 전류 대 주변 온도 (그림 2)

이 디레이팅 곡선은 허용 최대 연속 순방향 전류가 주변 온도가 증가함에 따라 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 85°C에서는 최대 전류가 25°C에서보다 현저히 낮아지며, 설계 시 열 관리에 중요합니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (그림 3)

다이오드의 표준 I-V 특성 곡선입니다. 지수 관계를 보여주며, 20mA에서 일반적인 V_F값인 1.6V가 표시되어 있습니다. 이 곡선은 LED와 직렬로 연결되는 전류 제한 저항을 설계하는 데 필수적입니다.

4.4 상대 방사 강도 대 주변 온도 (그림 4) 및 대 순방향 전류 (그림 5)

그림 4는 광학 출력의 온도 의존성을 보여주며, 일반적으로 온도가 상승함에 따라 효율이 감소하는 것을 나타냅니다. 그림 5는 구동 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 전류를 두 배로 해도 출력이 두 배가 되지 않는 것은 LED의 일반적인 특성입니다.

4.5 방사 패턴 (그림 6)

20도 시야각을 시각적으로 나타내는 극좌표 그래프입니다. 강도는 정규화되어 빔의 집중도를 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

이 장치는 스루홀 T-1 3/4 (5mm) 패키지를 사용합니다. 외형도는 리드 직경, 렌즈 직경 및 전체 높이를 포함한 주요 치수를 지정합니다. 중요한 참고 사항은 다음과 같습니다: 모든 치수는 mm 단위, 허용 오차 ±0.25mm, 플랜지 아래 수지 돌출 최대 1.0mm, 리드 간격은 패키지에서 리드가 나오는 지점에서 측정됩니다. 극성은 일반적으로 더 긴 애노드 리드나 패키지 플랜지의 평평한 부분으로 표시됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 보관

부품은 <30°C 및 <70% RH 조건에서 보관해야 합니다. 습기 민감 백을 개봉한 후, 납땜성에 영향을 미치는 리드 산화를 방지하기 위해 제어된 환경(<25°C, <60% RH)에서 3개월 이내에 사용해야 합니다.

6.2 세척

이소프로필 알코올(IPA)과 같은 알코올 계 용매만 사용하는 것이 권장됩니다.

6.3 리드 성형

굽힘은 렌즈 베이스에서 최소 3mm 이상 떨어진 곳에서 이루어져야 합니다. 베이스를 지렛대로 사용할 수 없습니다. 성형은 실온에서 그리고 납땜 전에 이루어져야 합니다.

6.4 납땜

열 손상을 방지하기 위해 엄격한 제한과 함께 두 가지 방법이 지정됩니다:
리드 납땜:최대 350°C에서 3초, 납땜 지점은 렌즈 베이스에서 1.6mm 이상 떨어져 있어야 합니다.
웨이브 납땜:최대 100°C로 60초간 예열, 최대 260°C의 솔더 웨이브에서 5초, 담금 지점은 베이스에서 1.6mm 이상 낮지 않아야 합니다.
중요 경고:렌즈는 절대 솔더에 담가서는 안 됩니다. IR 리플로우는 이 스루홀 패키지에 적합하지 않습니다. 과도한 열이나 시간은 렌즈를 변형시키거나 LED를 파괴할 수 있습니다.

7. 응용 제안

7.1 일반적인 응용 시나리오

• 연기 감지기:방출된 적외선 빔이 연기 입자에 의해 수신기로 산란되는 광전식 연기 감지기에 사용됩니다.
• 근접 및 물체 감지:매칭된 포토트랜지스터(예: LTR-3208)와 함께 차단형 또는 반사형 감지 구성에서 사용됩니다.
• 산업 자동화:물체 계수, 위치 감지 및 에지 검출에 사용됩니다.

7.2 설계 고려 사항 및 구동 방법

LED는 전류 구동 장치입니다. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해서는반드시각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용해야 합니다(회로 모델 A). 개별 LED의 순방향 전압(V_F) 차이로 인해 전류 분배가 고르지 않고 따라서 밝기가 불균일해지므로, 병렬 배열에 단일 저항을 사용하는 것(회로 모델 B)은 권장되지 않습니다. 저항 값은 R = (V_공급- V_F) / I_F.

공식을 사용하여 계산됩니다.

7.3 ESD (정전기 방전) 보호

적외선 LED는 ESD에 민감합니다. 필수 예방 조치에는 접지된 손목 스트랩 및 작업대 사용, 플라스틱 렌즈의 정전기를 중화시키기 위한 이온화기 사용, 장치를 취급하는 모든 인원이 ESD 교육을 받았는지 확인하는 것이 포함됩니다. 데이터시트에는 정전기 안전 구역에 대한 상세 체크리스트가 제공됩니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTE-4208의 주요 차별화 요소는 장거리 또는 노이즈 내성 펄스 동작을 위한 매우 높은 순간 방사 전력을 가능하게 하는 높은 펄스 전류 능력(3A)과 LTR-3208 포토트랜지스터 시리즈와의 특정 매칭입니다. 좁은 20도 시야각은 더 넓은 각도 발광기에 비해 온축에서 더 높은 강도를 제공하여 지향성 빔 응용 분야에 더 적합합니다. 명확한 빈닝 구조는 예측 가능한 광학 성능을 가능하게 합니다.

9. 기술 파라미터 기반 자주 묻는 질문
Q: 이 LED를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?_FA: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 공급 전압, V_F1.6V, 원하는 I

20mA인 경우, 저항은 (5V - 1.6V) / 0.02A = 170 옴이 됩니다(표준 180 옴 저항 사용).
Q: 빈 코드의 목적은 무엇인가요?

A: 최소 방사 강도를 보장합니다. 신호 강도가 중요한 연기 감지기와 같은 중요한 응용 분야에서 더 높은 빈(예: D2)을 지정하면 더 낮은 빈(예: A)에 비해 더 강한 적외선 빔을 보장할 수 있습니다.
Q: 시야각이 왜 그렇게 좁나요?

A: 좁은 빔은 광학 출력을 더 작은 입체각으로 집중시켜 중심축을 따라 강도를 증가시킵니다. 이는 지향성 감지 응용 분야에서 신호 대 잡음비를 향상시키고 더 긴 감지 거리를 가능하게 합니다.
Q: 피크 전류에서 연속파(CW) 동작에 사용할 수 있나요?

A: 아니요. 3A 정격은 펄스 동작(10µs 펄스) 전용입니다. 최대 연속 전류는 50mA입니다. 연속 정격을 초과하면 과열되어 장치가 손상됩니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례
사례: 슬롯형 물체 계수기 설계.

LTE-4208 IR 발광기는 슬롯의 한쪽에 배치되고, LTR-3208 포토트랜지스터는 정반대편에 배치됩니다. 슬롯에 물체가 없을 때, IR 빔이 수신기에 도달하여 높은 신호를 생성합니다. 물체가 통과하면 빔이 차단되어 수신기 신호가 떨어집니다. LTE-4208의 높은 펄스 전류 능력을 통해 설계자는 매우 짧은 지속 시간 동안 높은 전류(예: 1A)로 LED를 펄싱할 수 있습니다. 이는 주변 IR 노이즈를 극복할 수 있는 매우 밝은 플래시를 생성하여 시스템 신뢰성을 높입니다. 설계자는 간격을 가로질러 충분한 빔 강도를 보장하기 위해 빈 C LED를 선택합니다. 다중 센서 어레이에서 각 LED와 직렬로 개별 10옴 저항을 사용하여 일관된 전류를 보장합니다. 조립은 PCB에 장착하는 동안 열 손상을 방지하기 위해 납땜 지침을 따릅니다.

11. 원리 소개

적외선 발광 다이오드(IRED)는 순방향 바이어스가 인가될 때 비간섭성 적외선을 방출하는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 전자는 장치 내에서 정공과 재결합하며, 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 이 광자의 파장은 사용된 반도체 재료(예: 940nm용 갈륨 비소 변종)의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. T-1 3/4 패키지는 반도체 칩을 수용하고 기계적 보호를 제공하며, 방출된 광 빔을 형성하는 에폭시 렌즈를 포함합니다(이 경우 20도 패턴으로).

12. 발전 동향