LTLE-32F0L-032A 적외선 발광 다이오드 및 검출기 데이터시트 - T-1 3/4 패키지 - 850nm 파장 - 1.95V 순방향 전압 - 180mW 소비 전력

1. 제품 개요

본 문서는 개별 적외선(IR) 발광 및 검출기 소자의 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 850 나노미터(nm)의 피크 파장에서 동작하는 적외선 발광 및 검출이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 투명한 캡슐화가 적용된 대중적인 T-1 3/4 직경 패키지에 장착되어 다양한 광전자 시스템에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 소자는 고속 동작, 저전력 소비 및 높은 효율성을 포함한 여러 주요 장점을 제공합니다. 무연(Pb-free) 및 RoHS 환경 기준을 준수합니다. 주요 응용 분야로는 850nm IR 발광기, 카메라용 야간 투시 시스템 통합, 근접 감지, 데이터 전송 또는 물체 감지를 위해 적외선을 사용하는 다양한 센서 응용이 있습니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

다음 섹션들은 소자의 주요 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 주변 온도(TA) 25°C에서 지정됩니다.

• 소비 전력 (Pd):180 mW. 이는 소자가 열적 한계를 초과하지 않고 열로 방산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 피크 순방향 전류 (IFP):1 A. 이는 펄스 조건(초당 300 펄스, 10μs 펄스 폭)에서 허용 가능한 최대 전류입니다. 이를 초과하면 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류 (IF):100 mA. 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 역방향 전압 (VR):5 V. 이보다 높은 역방향 전압을 인가하면 반도체 접합이 항복될 수 있습니다.
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C. 소자가 사양에 따라 동작이 보장되는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위:-55°C ~ +100°C.
• 리드 납땜 온도:소자 본체에서 4.0mm 떨어진 지점에서 측정 시, 3초 동안 320°C.

2.2 전기적 및 광학적 특성

이는 TA=25°C의 특정 테스트 조건에서 측정된 일반적인 성능 파라미터입니다.

• 복사 강도 (I_E):28 mW/sr (일반값). 이는 순방향 전류(I_F) 50mA로 구동될 때 단위 입체각(스테라디안)당 방출되는 광 출력을 측정합니다. 발광기의 밝기를 나타내는 핵심 지표입니다.
• 피크 발광 파장 (λ_Peak):850 nm. 발광기가 가장 많은 광 출력을 내는 파장입니다. 이는 근적외선 스펙트럼에 속하며, 인간의 눈에는 보이지 않지만 실리콘 포토다이오드와 많은 카메라 센서가 감지할 수 있습니다.
• 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):50 nm. 이는 스펙트럼 대역폭을 나타냅니다. 즉, 상당한 광 출력이 방출되는 파장의 범위입니다. 50nm 값은 표준 GaAs/AlGaAs IR 발광기의 일반적인 값입니다.
• 순방향 전압 (V_F):1.6V (최소), 1.95V (일반), 최대값 미지정 (I_F=50mA). 이는 전류가 흐를 때 소자 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 구동 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역방향 전류 (I_R):100 μA (최대) (V_R=5V). 소자가 역방향 바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 시야각 (2θ_1/2):60도. 이는 복사 강도가 최대값(축상)의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 방출된 빔의 확산을 정의합니다.

3. 성능 곡선 분석

데이터시트는 다양한 조건에서의 소자 동작을 설명하는 여러 특성 곡선을 제공합니다.

3.1 스펙트럼 분포

그림 1은 파장에 대한 상대 복사 강도를 보여줍니다. 곡선은 지정된 50nm 반폭으로 850nm에 중심을 두고 있어 스펙트럼 특성을 확인시켜 줍니다. 이 정보는 의도된 검출기(예: 실리콘 포토다이오드 또는 카메라의 IR 필터)의 스펙트럼 감도와의 호환성을 보장하는 데 중요합니다.

3.2 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

그림 3은 순방향 전류와 순방향 전압의 관계를 나타냅니다. 이 곡선은 다이오드의 전형적인 지수적 특성을 가집니다. 순방향 전압이 전류와 함께 증가함을 보여줍니다. 설계자는 이 곡선을 사용하여 최대 정격을 초과하지 않으면서 원하는 동작점(예: 지정된 복사 강도를 위한 50mA)을 달성하기 위한 적절한 전류 제한 저항을 선택합니다.

3.3 온도 의존성

그림 2와 4는 주변 온도가 소자 성능에 미치는 영향을 설명합니다.

• 순방향 전류 대 주변 온도 (그림 2):고정 전류에서의 순방향 전압이 온도가 증가함에 따라 감소하는 방식을 보여줄 가능성이 높습니다(음의 온도 계수). 이는 LED의 일반적인 특성입니다.
• 상대 복사 강도 대 주변 온도 (그림 4):발광기의 광 출력이 주변 온도가 상승함에 따라 감소함을 보여줍니다. 이 디레이팅은 고온 환경에서 동작하는 응용 분야에 매우 중요합니다. 일정한 광 출력을 유지하기 위해 구동 전류를 (한도 내에서) 증가시켜야 하거나, 열 관리가 필요할 수 있습니다.

3.4 상대 복사 강도 대 순방향 전류

그림 5는 광 출력이 구동 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 이 관계는 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만, 매우 높은 전류에서는 열적 및 효율성 한계로 인해 결국 포화 상태에 이릅니다. 일반적인 50mA 지점 근처에서 동작하면 좋은 효율과 수명을 보장합니다.

3.5 방사 패턴

그림 6은 방출된 빛 강도의 각도 분포를 보여주는 극좌표 그래프로, 60도 시야각을 시각적으로 나타냅니다. 강도는 중심축(0°)을 따라 가장 높고 가장자리로 갈수록 감소합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 외형 치수

소자는 표준 T-1 3/4 (5mm) 원형 패키지를 사용합니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다: 모든 치수는 mm(인치) 단위, 명시되지 않은 경우 ±0.25mm 공차, 플랜지 아래 최대 0.5mm의 수지 돌출, 패키지 출구점에서 측정된 리드 간격. 정확한 기계 도면은 PCB 풋프린트 설계에 중요한 정보를 제공하여 적절한 장착 및 정렬을 보장합니다.

4.2 테이프 및 릴 패키징 치수

자동화 조립을 위해, 소자는 엠보싱된 캐리어 테이프에 공급됩니다. 섹션 6은 피드 홀 직경(D: 3.8-4.2mm), 소자 피치(P: 12.5-12.9mm), 포켓 치수(P1, P2, H), 테이프 폭(W3: 17.5-19.0mm)을 포함한 테이프 치수의 상세 표를 제공합니다. 접착 테이프(폭 W1: 12.5-13.5mm)가 포켓 내의 소자를 밀봉합니다. 이 사양은 픽 앤 플레이스 기계 프로그래밍 및 피더 시스템 설계에 필수적입니다.

5. 납땜 및 조립 지침

적절한 취급은 신뢰성에 매우 중요합니다.

5.1 보관

소자는 ≤30°C 및 ≤70% 상대 습도에서 보관해야 합니다. 원래의 방습 백에서 꺼낸 경우, 3개월 이내에 사용해야 합니다. 백 외부에서 장기 보관 시, 수분 흡수를 방지하기 위해 건조제가 든 밀폐 용기나 질소 건조기를 사용하십시오. 수분 흡수는 납땜 중 "팝콘 현상"을 일으킬 수 있습니다.

5.2 세척

세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제를 사용하십시오. 강한 화학 약품은 에폭시 렌즈를 손상시킬 수 있습니다.

5.3 리드 성형

리드는 렌즈 베이스에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 구부리십시오. 패키지 본체를 지렛대로 사용하지 마십시오. 성형은 실온에서 납땜 전에 이루어져야 합니다. PCB 삽입 시 최소한의 힘을 사용하여 스트레스를 피하십시오.

5.4 납땜 파라미터

렌즈 베이스에서 납땜 지점까지 최소 3mm의 간격을 유지하십시오. 렌즈를 솔더에 담그지 마십시오.

• 인두 납땜:최대 350°C, 최대 3초 (한 번만).
• 웨이브 납땜:예열 ≤100°C, ≤60초, 솔더 웨이브 ≤320°C, ≤3초. 담금 위치는 렌즈 베이스에서 2mm 이상 낮아서는 안 됩니다.
• 중요 참고:과도한 온도나 시간은 렌즈 변형이나 소자 파괴를 일으킬 수 있습니다. 적외선(IR) 리플로우는 이 스루홀 소자에는 적합하지 않습니다.

6. 응용 및 설계 고려사항

6.1 구동 회로 설계

이 소자는 전류 구동형 장치입니다. 여러 발광기를 병렬로 구동할 때 균일한 밝기를 보장하려면, 각 개별 LED마다 직렬로 전류 제한 저항을 배치해야 합니다.각 개별 LED(회로 A). 단일 공유 저항으로 LED를 병렬 연결하는 것(회로 B)은 각 소자의 순방향 전압(V_F) 차이로 인해 전류 분배가 불균일해지고 결과적으로 밝기가 고르지 않게 되므로 권장되지 않습니다.

6.2 정전기 방전 (ESD) 보호

이 소자는 ESD 및 서지 전압에 민감합니다. 예방 조치는 필수입니다:

• 접지된 손목 스트랩과 방진 장갑을 사용하십시오.
• 모든 장비, 작업대 및 보관대가 적절히 접지되었는지 확인하십시오.
• 플라스틱 렌즈에 축적될 수 있는 정전기를 중화시키기 위해 이온화기를 사용하십시오.

6.3 적용 범위 및 신뢰성

이 소자는 일반 전자 장비(사무실, 통신, 가정용)를 위해 제작되었습니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있는 응용 분야(항공, 의료, 안전 시스템)의 경우, 표준 신뢰성 데이터가 이러한 중요한 용도에 충분하지 않을 수 있으므로 사용 전 특별한 상담 및 자격 심사가 필요합니다.

7. 기술 비교 및 동향

7.1 차별화 요소

850nm 파장은 좋은 실리콘 검출기 감도와 더 긴 IR 파장 대비 많은 재료에서의 낮은 흡수 사이의 균형을 제공합니다. T-1 3/4 패키지는 산업 표준으로, 소켓 및 PCB 레이아웃과의 광범위한 호환성을 보장합니다. 투명한 렌즈(색조 렌즈와 반대)는 발광기 기능을 위한 광 출력을 극대화합니다.

7.2 동작 원리

IR 발광기(IRED)로서: 순방향 바이어스가 문턱 전압 이상으로 인가되면, 전자와 정공이 반도체 활성 영역(아마도 GaAs/AlGaAs)에서 재결합하며, 특성적인 850nm 파장의 광자 형태로 에너지를 방출합니다. 투명한 에폭시 렌즈는 이 광 출력을 형성하고 방향을 조절합니다.

검출기(포토다이오드)로서: 충분한 에너지를 가진 광자가 반도체 접합에 충돌하면, 전자-정공 쌍을 생성하며, 소자가 역방향 바이어스될 때 광전류를 생성합니다. 이 전류는 입사광 강도에 비례합니다.

7.3 설계 동향

산업은 더 높은 효율성(전기 와트당 더 많은 광 출력), 데이터 전송을 위한 향상된 속도, 강화된 신뢰성을 위해 계속 발전하고 있습니다. 표면 실장 장치(SMD) 패키지는 자동화 조립에 점점 더 일반화되고 있지만, 이와 같은 스루홀 패키지는 프로토타이핑, 고출력 응용 또는 견고한 기계적 장착이 필요한 시나리오에서 여전히 중요합니다.

8. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 이 LED를 5V 또는 3.3V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있나요?

A: 아니요. 직렬 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 일반적인 V_F가 1.95V일 때 5V 공급 전원에서 50mA를 얻으려면: R = (5V - 1.95V) / 0.05A = 61 옴. 62 옴 저항이 적합할 것입니다. 항상 실제 V_F와 저항의 정격 전력을 확인하십시오.

Q: "복사 강도"(mW/sr)와 "시야각"의 차이는 무엇인가요?

A: 복사 강도는 주어진 방향(스테라디안당)에서의 광 출력 집중도를 측정합니다. 시야각은 그 빔의 각도 확산을 설명합니다. 높은 복사 강도이지만 좁은 시야각을 가진 소자는 매우 집중된 강한 스팟을 생성합니다. 이 소자는 중간 정도의 60° 시야각을 가져 빔 집중도와 커버리지 사이에 좋은 균형을 제공합니다.

Q: 보관 습도가 중요한 이유는 무엇인가요?

A: 에폭시 패키징은 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 납땜 공정 중에 갇힌 이 수분이 빠르게 증발하여 내부 압력을 생성하여 패키지 균열이나 내부 접합 박리를 일으킬 수 있습니다. 이를 "팝콘 현상"이라고 합니다.

Q: IR 리모컨과 같은 고속 데이터 전송에 사용할 수 있나요?

A: "고속"으로 나열되어 있지만, 적합성은 요구되는 데이터 속도에 따라 다릅니다. 피크 전류에 대한 10μs 펄스 정격은 중간 정도의 빠른 펄스를 처리할 수 있음을 시사합니다. 매우 고속 통신(예: IrDA)의 경우, 더 빠른 상승/하강 시간에 특화된 소자가 더 적합합니다.