적외선 발광 다이오드 LTE-1650 데이터시트 - 투명 패키지 - 순방향 전압 1.6V - 출력 100mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTE-1650은 고전류 구동과 낮은 순방향 전압 특성이 요구되는 애플리케이션을 위해 설계된 소형, 정면 발광 적외선(IR) 발광 다이오드입니다. 이 장치의 주요 기능은 피크 파장 940 나노미터에서 적외선을 방출하는 것입니다. 장치는 투명한 플라스틱 패키지에 장착되어 다양한 광전자 시스템에 비용 효율적인 솔루션을 제공합니다. 이 부품의 핵심 장점은 상당한 펄스 전류를 처리할 수 있는 능력, 구동 회로의 전력 소비를 줄이는 저전압 동작, 그리고 최종 사용자 애플리케이션에서 광학 정렬을 단순화하는 넓은 시야각을 포함합니다. 이는 일반적으로 신뢰할 수 있는 IR 신호 전송이 필요한 리모컨 시스템, 근접 센서, 물체 감지 및 산업 자동화와 관련된 시장을 대상으로 합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

이 장치는 신뢰성과 수명을 보장하기 위해 엄격한 한도 내에서 동작하도록 규정되어 있습니다. 최대 연속 전력 소산은 주변 온도(T_A) 25°C에서 100 mW입니다. 펄스 조건(초당 300 펄스, 10 마이크로초 펄스 폭)에서 1 암페어의 피크 순방향 전류를 견딜 수 있습니다. 최대 연속 순방향 전류 정격은 60 mA입니다. 접합을 손상시키지 않고 최대 5 볼트의 역방향 전압을 인가할 수 있습니다. 동작 온도 범위는 -40°C에서 +85°C이며, 저장 온도 범위는 -55°C에서 +100°C까지 확장되어 강력한 환경 내성을 나타냅니다. 패키지 본체에서 1.6mm 떨어진 지점에서 측정 시, 리드는 260°C의 온도에서 5초 동안 납땜될 수 있습니다.

2.2 전기 및 광학 특성

주요 성능 파라미터는 T_A=25°C에서 측정됩니다. 출력은 조도 방사 조도(E_e, 단위: mW/cm²)와 방사 강도(I_E, 단위: mW/sr) 모두로 특성화되며, 이는 순방향 전류(I_F) 20mA에서 테스트됩니다. 이러한 파라미터는 빈으로 분류됩니다(섹션 3 참조). 피크 방출 파장(λ_P)은 일반적으로 940 nm로, 근적외선 스펙트럼에 속하며 인간의 눈에는 보이지 않아 많은 감지 및 통신 애플리케이션에 이상적입니다. 스펙트럼 선 반폭(Δλ)은 50 nm로, 방출되는 빛의 스펙트럼 순도를 정의합니다. 순방향 전압(V_F)은 I_F=50mA에서 일반적으로 1.6 볼트이며, 최대 1.8V로 저전압 동작을 확인시켜 줍니다. 역방향 전류(I_R)는 역방향 전압(V_R) 5V에서 최대 100 µA입니다. 시야각(2θ_1/2)은 60도로, 넓은 방사 패턴을 제공합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

LTE-1650은 주로 방사 강도와 조도 방사 조도를 기반으로 하는 성능 빈닝 시스템을 사용합니다. 이 시스템은 생산 배치 내 일관성을 보장하기 위해 구성 요소를 다른 성능 등급(빈 A, B, C, D)으로 분류합니다. 예를 들어, I_F=20mA에서, 빈 A 장치는 1.383에서 4.06 mW/sr 범위의 방사 강도를 가지는 반면, 빈 D 장치는 5.11 mW/sr부터 시작합니다. 이를 통해 설계자는 자신의 검출기의 특정 감도 요구 사항이나 애플리케이션에 필요한 신호 강도와 일치하는 구성 요소를 선택할 수 있습니다. 이 데이터시트에서는 순방향 전압이나 파장에 대한 명시적인 빈닝이 표시되지 않습니다; 파장은 940nm의 일반적인 값으로 지정됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 주요 관계를 설명하는 여러 그래프를 제공합니다. 그림 1은 스펙트럼 분포를 보여주며, 파장에 대한 상대 방사 강도를 표시합니다. 이 곡선은 940nm에서의 피크와 50nm 스펙트럼 폭을 확인시켜 줍니다. 그림 2는 순방향 전류와 주변 온도 간의 관계를 나타내며, 전력 소산 한도 내에 머물기 위해 최대 허용 연속 전류가 주변 온도가 증가함에 따라 어떻게 감소하는지 보여줍니다. 그림 3은 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V) 곡선으로, 다이오드의 특성적인 지수 관계와 낮은 V_F를 보여줍니다. 그림 4는 상대 방사 강도가 주변 온도에 따라 어떻게 변하는지 보여주며, 일반적으로 온도가 상승함에 따라 출력이 감소하는 것을 나타냅니다. 그림 5는 상대 방사 강도가 순방향 전류에 따라 어떻게 변하는지 설명하며, 구동 전류와 광 출력 사이의 비선형 관계를 보여줍니다. 마지막으로, 그림 6은 방사 다이어그램으로, 60도 시야각을 시각적으로 나타내는 극좌표 플롯이며, 방출된 적외선의 각도 분포를 보여줍니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

이 장치는 소형 플라스틱 정면 발광 패키지를 사용합니다. 주요 치수 정보는 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 달리 명시되지 않는 한 일반 공차는 ±0.25mm입니다. 플랜지 아래의 수지가 최대 1.5mm까지 돌출될 수 있습니다. 리드 간격은 리드가 패키지 본체를 빠져나가는 지점에서 측정됩니다. 패키지는 투명하며, 이는 발광기가 보일 수 있거나 광학 정렬을 위해 정확한 칩 위치를 식별해야 하는 애플리케이션에 유리합니다. 정면 발광 설계는 주 빛 방출이 패키지의 상단 표면에서 이루어진다는 것을 의미합니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 납땜 사양은 리드 납땜 온도에 대한 것입니다. 리드는 패키지 본체에서 1.6mm(0.063 인치) 떨어진 지점에서 측정 시 260°C의 온도를 5초 동안 견딜 수 있습니다. 이는 웨이브 납땜 또는 핸드 납땜 공정에 중요한 파라미터입니다. 리플로우 납땜의 경우, 일반적으로 플라스틱 패키지 구성 요소에 대한 표준 적외선(IR) 또는 대류 리플로우 프로파일을 사용할 수 있지만, 최대 패키지 본체 온도는 장시간 동안 저장 온도 최대치인 100°C를 초과해서는 안 됩니다. 조립 중 및 조립 후 리드에 기계적 스트레스를 피하는 것이 좋습니다. 적절한 저장 조건은 구성 요소를 지정된 저장 온도 범위(-55°C ~ +100°C) 내에서 건조하고 정전기로부터 안전한 환경에 보관하여 수분 흡수나 기타 열화를 방지하는 것을 포함합니다.

7. 포장 및 주문 정보

특정 포장 형식(예: 테이프 및 릴, 벌크)은 제공된 내용에 자세히 설명되어 있지 않습니다. 부품 번호는 LTE-1650으로 명확하게 식별됩니다. 데이터시트 자체는 Spec No.: DS-50-95-0017, Revision B로 참조됩니다. 빈닝 코드(A, B, C, D)는 올바른 성능 등급이 공급되도록 보장하기 위한 주문 정보의 중요한 부분이 될 것입니다. 설계자는 주문 시 필요한 빈을 지정하여 애플리케이션에 대한 방사 강도 특성을 보장해야 합니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

LTE-1650은 다양한 애플리케이션에 매우 적합합니다. 높은 펄스 전류 처리 능력은 짧고 고출력의 버스트를 사용하여 신호를 전송하는 적외선 리모컨 송신기에 이상적입니다. 넓은 시야각은 발광기와 검출기 사이의 정확한 정렬이 완벽하게 제어되지 않을 수 있는 근접 감지 및 물체 감지에서 유리합니다. 이는 산업 자동화에서 계수, 분류 또는 위치 감지에 사용될 수 있습니다. 기타 잠재적 용도로는 단거리 데이터 전송, 보안 시스템 빔 차단, 비접촉 스위치 등이 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

LTE-1650으로 설계할 때 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 구동 회로는 더 높은 주변 온도에서의 디레이팅 곡선을 준수하면서 연속 전류를 60mA 이하로 제한해야 합니다. 펄스 동작의 경우, 펄스 폭과 듀티 사이클이 평균 전력 소산이 100mW를 초과하지 않도록 해야 합니다. 낮은 순방향 전압으로 인해 간단한 직렬 전류 제한 저항을 사용하여 저전압 논리(예: 3.3V 또는 5V 시스템)에서 직접 구동할 수 있습니다. 빈(A부터 D까지)의 선택은 검출기가 수신하는 신호 강도에 직접적인 영향을 미칩니다; 더 높은 빈은 더 높은 강도를 제공하여 신호 대 잡음비를 개선하거나 더 긴 작동 거리를 허용할 수 있습니다. 투명 패키지는 빛을 필터링하지 않으므로, 특정 파장 차단이 필요한 경우 외부 광학 필터가 필요할 수 있습니다. 일반 작동 조건에서 이 패키지에 대한 방열판은 일반적으로 필요하지 않지만, 보드 레이아웃은 리드를 통한 일부 열 방산을 허용해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

표준 IR 발광기와 비교하여 LTE-1650의 주요 차별화된 장점은고전류 처리 능력(1A 펄스, 60mA 연속)과낮은 순방향 전압(일반적으로 1.6V)의 조합입니다. 많은 IR 발광기는 하나를 희생하여 다른 하나를 얻습니다. 이 조합은 더 효율적이고 일반 전원 공급 장치에서 구동하기 더 쉽게 만듭니다.넓은 60도 시야각은 더 좁은 각도의 발광기에 비해 또 다른 중요한 장점으로, 조립 및 최종 제품 사용에서 정렬 정밀도 요구 사항을 줄입니다.투명한 패키지는 고유한 파장 필터링을 제공하지 않으며, 이는 애플리케이션에 따라 장점이 될 수도 단점이 될 수도 있습니다; 칩의 전체 스펙트럼 출력을 제공하는 반면, 착색된 패키지는 일부 칩이 방출하는 원하는 IR 또는 가시 적색광의 일부를 흡수할 수 있습니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

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

A: 예, 하지만 전류 제한 저항을 사용해야 합니다. R = (V_공급- V_F) / I_F 공식을 사용하여 저항 값을 계산하세요. 예를 들어, V_공급=5V, V_F=1.6V, 원하는 I_F=20mA인 경우, R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170 옴입니다. 다음 표준 값(예: 180 옴)을 사용하세요.

Q: 조도 방사 조도(E_e)와 방사 강도(I_E)의 차이는 무엇인가요?

A: 방사 강도(I_E, 단위: mW/sr)는 단위 입체각(스테라디안)당 방출되는 광전력을 측정하여 빔이 얼마나 집중되어 있는지를 설명합니다. 조도 방사 조도(E_e, 단위: mW/cm²)는 지정된 거리에서 표면(검출기와 같은)에 입사하는 전력 밀도로, 강도와 거리/기하학 모두에 의존합니다. I_E는 광원의 속성이고; E_e는 검출기가 보는 것입니다.

Q: 온도가 성능에 어떤 영향을 미치나요?

A: 곡선에서 보여주듯이, 주변 온도가 증가하면 최대 허용 연속 순방향 전류가 감소하고(그림 2), 주어진 전류에 대한 방사 출력이 일반적으로 감소합니다(그림 4). 순방향 전압 또한 음의 온도 계수를 가지며(온도 증가에 따라 감소), 정전류 구동 설계에서 고려해야 합니다.

Q: 장치를 빈닝하는 이유는 무엇인가요?

A: 제조 공정의 변동으로 인해 개별 LED 간에 광 출력 효율에 약간의 차이가 발생합니다. 빈닝은 이를 성능 그룹(A, B, C, D)으로 분류하여 설계자가 회로에 대해 일관된 성능 수준을 선택하고 예측 가능한 시스템 동작을 보장할 수 있도록 합니다.

11. 실용 애플리케이션 사례 연구

사례: 간단한 물체 감지 센서.일반적인 용도는 주변광 간섭을 피하기 위한 변조 적외선 감지 시스템입니다. LTE-1650은 트랜지스터 스위치를 통해 38kHz 구형파(IR 수신기에 일반적인 주파수)로 구동되어 강력한 신호 전송을 위해 1A 정격까지의 펄스 전류를 허용합니다. 이는 해당하는 38kHz에 조정된 IR 광검출기와 쌍을 이룹니다. LTE-1650의 넓은 60도 시야각으로 인해 발광기와 검출기를 PCB에 나란히 배치하고, 그들의 시야가 센서 앞에서 겹치도록 할 수 있습니다. 물체가 이 겹치는 영역에 들어오면, 발광기에서 나온 변조된 IR 빛을 검출기로 반사합니다. 시스템 전자 장치는 그런 다음 이 반사된 신호를 감지합니다. 이 반사 감지 모드에서는 충분한 신호가 검출기로 돌아오도록 보장하기 위해 빈 C 또는 D LED의 높은 출력이 선택될 것입니다. 낮은 순방향 전압으로 인해 LED 드라이버를 포함한 전체 회로를 단일 3.3V 또는 5V 레일에서 전원을 공급받을 수 있습니다.

12. 동작 원리

LTE-1650은 반도체 발광 다이오드(LED)입니다. 그 동작은 반도체 p-n 접합에서의 전계발광을 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 이 특정 장치에서 반도체 재료(일반적으로 알루미늄 갈륨 비소, AlGaAs 기반)는 이 에너지가 주로 피크 파장 약 940 nm의 적외선 광자로 방출되도록 설계되었습니다. 투명 에폭시 패키지는 반도체 칩을 캡슐화하고 기계적 보호를 제공하며, 방출된 빛을 지정된 60도 시야각 패턴으로 형성하는 렌즈 역할을 합니다.

13. 기술 동향 및 맥락

LTE-1650과 같은 적외선 발광기는 성숙하고 신뢰할 수 있는 기술을 나타냅니다. 이 분야의 현재 동향은 효율성 증가(단위 전기 입력 전력당 더 많은 광 출력), 더 빠른 데이터 전송을 위한 더 높은 변조 속도 가능, 그리고 패키지의 더 작은 소형화에 초점을 맞추고 있습니다. 또한 발광기를 구동 회로 또는 심지어 검출기와 단일 모듈로 통합하여 시스템 설계를 단순화하는 추세도 있습니다. 940nm 파장은 실리콘 검출기 감도(약 900-1000nm에서 정점)와 대기 중 낮은 흡수 사이의 좋은 균형을 제공하기 때문에 여전히 매우 인기가 있습니다. 새로운 재료가 약간 다른 파장 옵션이나 더 높은 효율을 제공할 수 있지만, LTE-1650과 같은 장치에 대한 기본 원리와 애플리케이션 영역은 소비자 전자제품, 산업 제어 및 자동차 시스템 전반에 걸쳐 안정적이고 광범위하게 적용 가능합니다.