LTE-1252 적외선 발광 및 수신기 데이터시트 - 940nm 파장 - 100mA 순방향 전류 - 1.53V 전형적 순방향 전압 - 5.0x3.8x3.5mm 패키지 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTE-1252는 광범위한 광전자 응용 분야를 위해 설계된 개별 적외선(IR) 발광 소자입니다. 940nm의 피크 발광 파장에서 동작하여 가시광선이 바람직하지 않은 환경에서 사용하기에 적합합니다. 이 소자는 투명한 플라스틱 패키지로 제작되어 넓은 시야각을 제공하며, 높은 복사 강도와 고전류, 낮은 순방향 전압 동작에 적합한 특성을 지닙니다.

1.1 주요 특징

• 납(Pb)이 없으며 RoHS 규정을 준수하는 구조입니다.
• 고전류 및 낮은 순방향 전압 동작에 최적화되었습니다.
• 저비용의 소형 플라스틱 엔드-루킹 패키지를 채택했습니다.
• 넓은 커버리지를 위한 광대한 시야각을 제공합니다.
• 높은 복사 강도 출력을 자랑합니다.
• 투명한 클리어 패키지를 사용합니다.

1.2 목표 응용 분야

• 리모컨 유닛용 적외선 발광기.
• 근접 또는 물체 감지를 위한 센서 시스템.
• 보안 시스템의 야간 투시 조명.
• IR 무선 데이터 전송 링크.
• 보안 경보 시스템.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 섹션은 LTE-1252 IR 발광기에 대해 명시된 주요 전기 및 광학 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이 한계에서 또는 그 이상으로 동작하는 것은 보장되지 않습니다.

• 전력 소산 (Pd):150 mW. 이는 주변 온도(TA) 25°C에서 소자가 열로 소산할 수 있는 최대 전력입니다. 이 한계를 초과하면 열 손상의 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):1 A. 이는 특정 조건(초당 300 펄스, 10μs 펄스 폭)에서 허용되는 최대 펄스 전류입니다. 이는 연속 전류 정격보다 훨씬 높아, 짧은 고강도 버스트를 허용합니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):100 mA. 소자를 손상시키지 않고 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 역방향으로 인가할 수 있는 최대 전압입니다. 데이터시트는 이 조건이 테스트 전용이며, 소자가 역방향 동작을 위해 설계되지 않았음을 명시적으로 언급합니다.
• 동작 온도 범위 (Topr):-40°C ~ +85°C. 소자가 동작하도록 규정된 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (Tstg):-55°C ~ +100°C. 비동작 상태 보관을 위한 온도 범위입니다.
• 리드 솔더링 온도:260°C에서 5초간, 본체에서 2.0mm 떨어진 지점에서 측정. 이는 핸드 솔더링 열 프로파일 한계를 정의합니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이는 TA=25°C 및 지정된 테스트 조건에서 측정된 전형적이고 보장된 성능 파라미터입니다.

• 복사 강도 (Ie):IF=100mA, θ=0°에서 40 mW/sr (최소), 70 mW/sr (전형). 이는 중심축을 따라 단위 입체각당 방출되는 광전력을 측정하여 밝기를 나타냅니다.
• 피크 발광 파장 (λPeak):IF=100mA에서 940 nm (전형). 방출된 광전력이 최대가 되는 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):IF=100mA에서 54 nm (전형). 이 파라미터는 스펙트럼 대역폭을 정의합니다. 54nm 값은 방출된 빛이 단색이 아니라 피크 주변의 파장 범위에 걸쳐 있음을 나타냅니다.
• 순방향 전압 (VF):IF=100mA에서 1.30V (최소), 1.53V (전형), 1.83V (최대). 지정된 순방향 전류가 흐를 때 소자 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 낮은 VF는 일반적으로 높은 효율로 이어집니다.
• 역방향 전류 (IR):VR=5V에서 100 μA (최대). 지정된 역방향 전압이 인가될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 반값 각도 (θ0.5):40° (전형). 복사 강도가 0°에서의 값의 절반으로 떨어지는 시야각입니다. 40° 각도는 합리적으로 넓은 방사 패턴을 제공합니다.

3. 성능 곡선 분석

전형적 특성 곡선은 다양한 조건에서의 소자 동작에 대한 시각적 통찰력을 제공합니다.

3.1 스펙트럼 분포 (그림 1)

이 곡선은 파장의 함수로서 상대 복사 강도를 보여줍니다. 940nm에서의 피크와 스펙트럼 반폭을 확인하며, 발광기가 주로 880nm에서 1000nm 범위 내에서 적외선을 출력함을 설명합니다.

3.2 순방향 전류 대 주변 온도 (그림 2)

이 그래프는 주변 온도가 증가함에 따라 허용 가능한 최대 순방향 전류의 디레이팅을 묘사합니다. 소자가 안전 동작 영역(SOA) 내에서 동작하도록 보장하기 위한 열 관리 설계에 매우 중요합니다.

3.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (그림 3)

IV 곡선은 다이오드의 전형적인 전류와 전압 사이의 지수 관계를 보여줍니다. 이 곡선을 통해 설계자는 원하는 동작 전류에 필요한 구동 전압을 결정할 수 있습니다.

3.4 상대 복사 강도 대 주변 온도 (그림 4) 및 대 순방향 전류 (그림 5)

그림 4는 고정 전류에서 광 출력이 온도 증가에 따라 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 그림 5는 출력이 순방향 전류 증가에 따라 거의 선형적으로 증가함을 보여주며, LED의 전류 제어 특성을 강조합니다.

3.5 방사 다이어그램 (그림 6)

이 극좌표 플롯은 방출된 빛의 공간적 분포를 시각적으로 나타내어 40° 반값 각도를 확인하고 강도 패턴을 보여주며, 이는 발광기를 검출기와 정렬하는 데 중요합니다.

4. 기계적 및 패키지 정보

4.1 외형 치수

이 소자는 다음과 같은 주요 치수(단위: mm, 공칭)를 가진 스루홀 패키지를 사용합니다:

• 전체 길이: 24.0 최소
• 본체 너비: 5.0 ±0.3
• 본체 높이: 3.8 ±0.3
• 렌즈 직경/높이: 3.5 ±0.3
• 리드 간격: 2.54 공칭 (표준 0.1인치 피치)
• 리드 직경: 0.5 (플랜지 아래 돌출된 수지 최대)

극성 식별:긴 리드가 애노드(+)이고, 짧은 리드가 캐소드(-)입니다. 다이어그램은 또한 렌즈의 편평한 면을 보여주며, 이는 추가적인 시각적 표지 역할을 할 수 있습니다.

4.2 중요 참고사항

• 다르게 명시되지 않는 한 공차는 ±0.25mm입니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정됩니다.
• 제조 사이트가 표시되어 있습니다.

5. 조립, 솔더링 및 취급 지침

5.1 리드 성형 및 PCB 조립

• LED 렌즈 베이스에서 최소 3mm 이상 떨어진 지점에서 리드를 구부리십시오.
• 구부리는 동안 패키지 베이스를 지렛대로 사용하지 마십시오.
• 솔더링 전, 상온에서 리드 성형을 수행하십시오.
• 기계적 스트레스를 피하기 위해 PCB 조립 중 최소한의 클린치 힘을 사용하십시오.

5.2 솔더링 공정

핸드 솔더링 (인두):

• 온도: 최대 350°C.
• 시간: 최대 3초. (한 번만).
• 위치: 에폭시 렌즈 베이스에서 2mm 이상 떨어진 곳.

웨이브 솔더링:

• 예열: 최대 100°C, 최대 60초.
• 솔더 웨이브: 최대 260°C.
• 솔더링 시간: 최대 5초.
• 딥핑 위치: 에폭시 렌즈 베이스에서 2mm 이상 아래로 내려가지 않도록.

중요 경고:과도한 온도나 시간은 렌즈 변형이나 치명적 고장을 초래할 수 있습니다. IR 리플로우는 이 스루홀 패키지 유형에 적합하지 않습니다.

5.3 보관 및 세척

• 보관:30°C 또는 상대 습도 70%를 초과하지 마십시오. 원래 포장에서 꺼낸 경우 3개월 이내에 사용하십시오. 장기 보관의 경우, 건조제가 들어 있는 밀폐 용기나 질소 환경을 사용하십시오.
• 세척:필요한 경우 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제를 사용하십시오.

6. 응용 설계 고려사항

6.1 구동 회로 설계

LED는 전류 구동 소자입니다. 여러 LED를 병렬로 구동할 때 균일한 밝기를 보장하기 위해서는,강력히 권장합니다각 LED와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것입니다(회로 모델 A). 여러 병렬 LED에 단일 저항을 사용하는 것(회로 모델 B)은 개별 소자의 순방향 전압(I-V 특성) 변동으로 인해 전류 분포가 불균일해지고 따라서 밝기가 고르지 않게 되므로 권장하지 않습니다.

6.2 정전기 방전 (ESD) 보호

이 소자는 정전기로 인한 손상에 취약합니다. 예방 조치에는 다음이 포함됩니다:

• 도전성 손목 스트랩이나 방진 장갑 사용.
• 모든 장비, 작업대 및 보관 랙이 적절하게 접지되어 있는지 확인.
• 플라스틱 렌즈의 정전기를 중화시키기 위해 이온 블로워 사용.
• ESD 인증 인력과 정전기 안전 작업 구역(표면 <100V) 유지.

6.3 응용 범위 및 신뢰성

이 소자는 일반 전자 장비(사무실, 통신, 가정용)를 위한 것입니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 탁월한 신뢰성이 필요한 응용 분야(항공, 의료, 안전 시스템)의 경우, 사용 전 특별한 상담과 자격 심사가 필요합니다.

7. 기술 원리 및 동향

7.1 동작 원리

LTE-1252는 적외선 발광 다이오드(IRED)입니다. 문턱값을 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 반도체의 활성 영역(아마도 GaAs 또는 AlGaAs 재료 기반)에서 전자와 정공이 재결합하여 광자의 형태로 에너지를 방출합니다. 특정 재료 구성과 소자 구조는 주로 940nm 적외선 범위에서 광자를 생성하도록 설계되었으며, 이는 인간의 눈에는 보이지 않지만 실리콘 포토다이오드와 많은 카메라 센서에 의해 쉽게 감지됩니다.

7.2 산업 동향 및 맥락

LTE-1252와 같은 개별 IR 구성 요소는 광전자 분야의 기본 구성 요소로 남아 있습니다. 이 분야에 영향을 미치는 주요 동향으로는 소형화, 더 높은 효율(mA당 더 많은 복사 강도), 센싱 IC와의 긴밀한 통합에 대한 지속적인 수요가 있습니다. 또한 환경 규정(RoHS, 무연)을 준수하는 소자에 대한 강조도 증가하고 있습니다. 940nm 파장은 특히 인기가 있는데, 실리콘 검출기 감도와 850nm 광원에 비해 낮은 가시성 사이에서 좋은 균형을 제공하여 보안 및 리모컨과 같은 소비자 응용 분야에서 은밀한 조명에 이상적이기 때문입니다.

8. 자주 묻는 질문 (FAQ)

8.1 이 IR LED를 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

아니요. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 일반적으로 100mA를 연속적으로 공급할 수 없습니다. GPIO에 의해 제어되는 트랜지스터(예: NPN BJT 또는 N채널 MOSFET)를 스위치로 사용하여 전원 공급 장치로부터 필요한 전류를 제공해야 합니다. LED 경로에는 여전히 직렬 전류 제한 저항이 필요합니다.

8.2 직렬 저항 값을 어떻게 계산하나요?

옴의 법칙을 사용하십시오: R = (Vcc - VF) / IF. 예를 들어, Vcc=5V 전원, 100mA에서 전형적 VF=1.53V인 경우, 저항은 R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 옴이 됩니다. 가장 가까운 표준 값(예: 33 또는 39 옴)을 사용하고 정격 전력을 확인하십시오: P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W, 따라서 0.5W 이상의 저항을 권장합니다.

8.3 역방향 전압 정격이 5V에 불과한 이유는 무엇이며, 초과하면 어떻게 되나요?

IR LED는 상당한 역방향 전압을 차단하도록 설계되지 않았습니다. 5V 정격을 초과하면 역방향 전류가 갑자기 증가하여 애벌랜치 항복이 발생하고 반도체 접합에 영구적 손상을 초래할 수 있습니다. 회로에서 극성이 올바른지 항상 확인하십시오. AC 또는 불확실한 극성 상황에서 양방향 보호를 위해 외부 보호 다이오드를 사용해야 합니다.

8.4 데이터시트에 "반값 각도"가 40°라고 언급되어 있습니다. 이것이 제 설계에 어떤 영향을 미치나요?

40° 반값 각도는 방출된 빛의 강도가 중심에서 가장 강하고 중심축에서 ±20°에서 50%로 떨어진다는 것을 의미합니다. 발광기를 검출기(포토트랜지스터 등)와 정렬할 때, 검출기가 이 효과적인 방사 원뿔 내에 있도록 해야 합니다. 더 넓은 커버리지를 위해서는 여러 발광기나 확산판이 필요할 수 있습니다. 반대로, 장거리 지향성 빔의 경우, 빔을 평행하게 만들기 위해 렌즈를 추가할 수 있습니다.

9. 실용적 설계 사례 연구

9.1 간단한 물체 감지 / 차단 빔 센서

시나리오:물체가 IR 발광기와 검출기 사이를 통과할 때 감지합니다.

구현:

1. 발광기 측:섹션 6.1에 설명된 회로를 사용하여 LTE-1252를 50-100mA의 정전류로 구동합니다. 배터리 동작의 경우, 전력을 절약하기 위해 특정 주파수(예: 1kHz, 50% 듀티 사이클)로 LED를 펄싱하는 것을 고려하십시오.
2. 검출기 측:발광기와 정렬된 매칭 포토트랜지스터나 포토다이오드를 사용하십시오. 발광기의 40° 방사 원뿔 내에 배치하십시오.
3. 신호 조절:검출기의 출력은 IR 빛을 수신할 때 높아지고 빔이 차단되면 떨어집니다. 이 신호를 디지털화하기 위해 비교기나 마이크로컨트롤러의 ADC 입력을 사용하십시오. 발광기가 펄싱되는 경우, 주변광 노이즈를 제거하기 위해 소프트웨어에 필터나 동기 검출을 추가하십시오.

주요 고려사항:빔의 방향성 특성으로 인해 정렬이 매우 중요합니다. 주변 햇빛이나 다른 IR 광원은 간섭을 일으킬 수 있으므로, 안정적인 동작을 위해 변조/복조 기술을 적극 권장합니다. 하우징이 감지 영역을 통과하지 않고 검출기에 직접 스트레이 라이트가 닿지 않도록 차단하는지 확인하십시오.