LTR-S971-TB 적외선 포토트랜지스터 데이터시트 - 사이드 뷰 패키지 - Vce 30V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTR-S971-TB는 센싱 응용 분야를 위해 설계된 개별 적외선(IR) 포토트랜지스터 부품입니다. 이 소자는 신뢰할 수 있는 적외선 감지가 필요한 환경에서 사용하기 위한 광전자 소자군에 속합니다. 이 부품의 주요 기능은 입사하는 적외선 복사를 전기 신호, 특히 수신된 IR 전력 밀도에 비례하는 컬렉터 전류로 변환하는 것입니다.

이 소자의 핵심 장점은 시야각을 조절하고 다른 각도에서 오는 주변광 간섭을 줄이는 데 도움이 되는 검정색 패키지에 장착된 사이드 뷰 돔 렌즈를 포함합니다. 이 소자는 현대적인 조립 공정을 위해 패키징되어 있으며, 13인치 직경 릴에 8mm 테이프로 공급되어 자동 설치 장비 및 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다. 또한 RoHS 및 친환경 제품 표준을 준수합니다.

이 포토트랜지스터의 목표 시장 및 응용 분야는 주로 소비자 가전 및 산업용 센싱입니다. 주요 응용 분야로는 리모컨과 같은 시스템에서 적외선 수신기로 사용되거나, 근접 감지, 물체 감지 및 IR을 매체로 하는 기본 데이터 전송 링크와 같은 기능을 위한 PCB 장착 적외선 센싱을 가능하게 하는 것이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

LTR-S971-TB의 성능은 주변 온도(TA) 25°C에서 지정된 일련의 절대 최대 정격 및 상세한 전기/광학적 특성으로 정의됩니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 전력 소산 (Pd):100 mW. 이는 소자가 열로 방산할 수 있는 최대 전력입니다.
• 컬렉터-이미터 전압 (V_CE):30 V. 컬렉터와 이미터 단자 사이에 인가할 수 있는 최대 전압입니다.
• 이미터-컬렉터 전압 (V_EC):5 V. 이미터와 컬렉터 사이에 인가 가능한 최대 역전압입니다.
• 동작 온도 범위 (T_op):-40°C ~ +85°C. 소자가 신뢰성 있게 동작할 수 있는 주변 온도 범위입니다.
• 보관 온도 범위 (T_stg):-55°C ~ +100°C. 비동작 상태 보관을 위한 온도 범위입니다.
• 적외선 솔더링 조건:최대 10초 동안 260°C를 견딜 수 있으며, 이는 리플로우 솔더링 능력을 정의합니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이 파라미터들은 지정된 테스트 조건에서 소자의 성능을 정의하며, 일반적인 동작 특성을 나타냅니다.

• 컬렉터-이미터 항복 전압 (V_(BR)CEO):30 V (최소). 역방향 누설 전류(I_R) 100µA 및 입사 IR 조사 없음(E_e= 0 mW/cm²) 조건에서 측정됩니다.
• 이미터-컬렉터 항복 전압 (V_(BR)ECO):5 V (최소). I_E= 100µA 및 조사 없음 조건에서 측정됩니다.
• 컬렉터-이미터 포화 전압 (V_CE(SAT)):0.4 V (최대). 소자가 완전히 "켜진" 상태에서의 전압 강하로, 0.5 mW/cm²의 조사도 하에서 I_C= 100µA 조건으로 테스트됩니다.
• 상승 시간 (T_r) 및 하강 시간 (T_f):15 µs (전형적). 이 스위칭 속도 파라미터는 V_CE=5V, I_C=1mA, R_L=1kΩ 조건에서 측정되며, 중간 속도 감지에 적합함을 나타냅니다.
• 컬렉터 암전류 (I_CEO):100 nA (최대). 빛이 없을 때 컬렉터에서 이미터로 흐르는 누설 전류로, V_CE=20V 조건입니다. 신호 대 잡음비를 위해 값이 낮을수록 좋습니다.
• 온 상태 컬렉터 전류 (I_C(ON)):4.0 mA (전형적). 소자가 조사될 때의 출력 전류로, 940nm 광원에서 0.5 mW/cm²의 조사도 하에서 V_CE=5V 조건으로 테스트됩니다. 이는 핵심 감도 파라미터입니다.

3. 성능 곡선 분석

데이터시트는 일반적인 전기/광학적 특성 곡선 섹션을 참조합니다. 이러한 그래픽 표현은 설계 엔지니어가 단일 포인트 사양 이상으로 소자 동작을 이해하는 데 중요합니다.

구체적인 곡선은 제공된 텍스트에 상세히 설명되어 있지 않지만, LTR-S971-TB와 같은 포토트랜지스터의 일반적인 그래프에는 다음이 포함됩니다:

• 컬렉터 전류 (I_C) 대 컬렉터-이미터 전압 (V_CE):다양한 수준의 입사 적외선 조사도(E_e)를 파라미터로 하는 곡선군입니다. 이는 출력 특성과 포화 영역을 보여줍니다.
• 컬렉터 전류 (I_C) 대 입사 조사도 (E_e):이 그래프는 종종 고정된 V_CE에서, 포토트랜지스터의 빛 강도에 대한 응답의 선형성(또는 비선형성)을 보여주며, 이는 감도의 핵심입니다.
• 스펙트럼 응답:소자가 다양한 파장의 빛에 대해 상대적인 감도를 보여주는 곡선입니다. 테스트 조건은 940nm를 지정하지만, 이 곡선은 피크 응답 파장과 감도 대역폭을 보여주어 원치 않는 광원을 필터링하는 데 중요합니다.
• 온도 의존성:암전류(I_CEO) 및 컬렉터 전류(I_C)와 같은 핵심 파라미터가 주변 온도에 따라 어떻게 변하는지 보여주는 그래프로, 실온 외부에서 작동하는 설계에 중요합니다.

4. 기계적 및 패키징 정보

4.1 외형 치수

이 소자는 돔 렌즈가 있는 사이드 뷰 패키지를 특징으로 합니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 ±0.1 mm의 표준 공차를 가진 밀리미터 단위로 제공됩니다. 정확한 기계 도면은 PCB 레이아웃에 중요한 본체 크기, 리드 간격, 렌즈 위치 및 전체 풋프린트를 정의합니다.

4.2 권장 솔더링 패드 치수

PCB를 위한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 치수를 준수하면 솔더링 공정 중 적절한 솔더 접합 형성, 기계적 안정성 및 열 완화가 보장됩니다.

4.3 테이프 및 릴 패키지 치수

상세 도면은 캐리어 테이프 치수(포켓 크기, 피치), 커버 테이프 및 릴 치수를 지정합니다. 이 정보는 자동화 조립 라인 설정에 필수적입니다. 주목할 주요 사양은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 표준을 따르는 13인치 릴에 9000개가 포함되어 있으며, 최대 두 개의 연속 누락 부품이 허용됩니다.

5. 솔더링 및 조립 가이드라인

5.1 보관 조건

이 소자는 습기에 민감합니다. 건조제가 들어 있는 밀봉된 방습 봉지 안에서는 ≤30°C 및 ≤90% RH 조건에서 보관해야 하며, 1년 이내에 사용해야 합니다. 개봉 후에는 보관 환경이 30°C 및 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 원래 포장에서 꺼낸 지 1주일 이상 경과한 부품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹하여 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지해야 합니다.

5.2 솔더링 파라미터

리플로우 솔더링:JEDEC 호환 프로파일을 권장합니다.

• 예열: 150–200°C, 최대 120초.
• 피크 온도: 최대 260°C.
• 260°C 이상 유지 시간: 최대 10초, 최대 2회의 리플로우 사이클 허용.

• 아이언 온도: 최대 300°C.
• 접촉 시간: 접합점당 최대 3초.

5.3 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제만 사용해야 합니다.

6. 응용 노트 및 설계 고려사항

6.1 구동 회로 설계

포토트랜지스터는 기본적으로 전류 출력 소자입니다. 데이터시트는 여러 소자를 구동하기 위한 중요한 지침을 제공합니다.회로 모델 (A)는 권장 구성으로, 각 포토트랜지스터마다 공급 전압에 연결된 자체의 직렬 전류 제한 저항을 가집니다. 이는 개별 소자 간의 전류-전압(I-V) 특성의 미세한 변동을 보상하여 강도 균일성을 보장합니다.회로 모델 (B)는 여러 소자가 단일 저항을 공유하는 구성으로, 소자 불일치로 인해 불균일한 밝기 또는 전류 분배를 초래할 수 있어 권장되지 않습니다.

6.2 적용 범위 및 주의사항

이 부품은 표준 전자 장비(사무실, 통신, 가정용)용으로 고안되었습니다. 데이터시트에는 안전이 중요하거나 고신뢰성이 요구되는 응용 분야—예를 들어 항공, 의료 생명 유지 장치 또는 교통 제어 시스템—에서 사전 협의 및 적격성 평가 없이 사용하는 것을 금지하는 특정 주의사항이 포함되어 있습니다. 고장이 생명이나 건강을 위협할 수 있기 때문입니다.

6.3 대표적인 응용 시나리오

• 적외선 리모컨 수신기:리모컨으로부터 변조된 IR 신호를 감지합니다.
• 근접 및 물체 감지:반사되거나 차단된 IR 빛을 감지하여 물체의 유무를 감지합니다.
• 기본 IR 데이터 링크:단거리, 저속 무선 데이터 전송용입니다.
• 보안 경보 센서:빔 차단 또는 반사 기반 침입 감지 시스템의 일부로 사용됩니다.

7. 동작 원리

포토트랜지스터는 바이폴라 접합 트랜지스터(BJT) 구조 내에서의 광전 효과 원리로 동작합니다. 충분한 에너지(이 소자의 경우 적외선 스펙트럼)를 가진 입사 광자는 베이스-컬렉터 접합 영역에서 흡수되어 전자-정공 쌍을 생성합니다. 이렇게 광생성된 캐리어는 트랜지스터의 전류 이득(베타, β)에 의해 효과적으로 증폭됩니다. 베이스 단자는 종종 연결되지 않거나 바이어스 제어를 위해 저항과 함께 사용됩니다. 결과적인 출력은 기본 광전류보다 훨씬 큰 컬렉터 전류(I_C)로, 내재적인 신호 증폭을 제공합니다. 사이드 뷰 렌즈는 들어오는 IR 빛을 민감한 반도체 영역에 집중시키고 방향을 조절하여 소자의 시야각을 정의합니다.

8. 패키징 및 주문 정보

표준 패키징은 13인치 릴당 9000개입니다. 테이프 및 릴 사양은 자동 픽 앤 플레이스 장비와의 호환성을 보장하기 위해 ANSI/EIA 표준을 준수합니다. 부품 번호 LTR-S971-TB는 이 특정 변형(사이드 뷰용 'TB' 패키지 유형을 나타낼 가능성이 있음)을 고유하게 식별합니다.

9. 기술 파라미터 기반 FAQ

Q: 이 센서의 일반적인 응답 속도는 얼마입니까?

A: 일반적인 상승 및 하강 시간은 15마이크로초로, 일반적으로 38 kHz와 같은 반송파 주파수로 동작하는 리모컨에서 흔히 사용되는 변조 IR 신호 감지에 적합합니다.

Q: LTR-S971-TB의 감도는 어느 정도입니까?

A: 940nm에서 0.5 mW/cm² 및 V_CE=5V의 테스트 조건에서 일반적으로 4.0 mA의 컬렉터 전류를 제공합니다. 사용 가능한 출력 전류를 생성하는 데 필요한 조사도가 낮을수록 감도가 높습니다.

Q: 실외나 고온 환경에서 사용할 수 있습니까?

A: 동작 온도 범위는 -40°C ~ +85°C로, 광범위한 환경에서 사용할 수 있습니다. 그러나 설계자는 암전류 및 출력 전류의 온도 의존성을 고려해야 하며, 이는 극한 조건에서 신호 대 잡음비에 영향을 미칠 수 있습니다.

Q: 병렬로 연결된 각 포토트랜지스터마다 별도의 저항이 필요한 이유는 무엇입니까?

A: 자연스러운 제조 변동으로 인해 개별 포토트랜지스터의 I-V 특성이 약간씩 다릅니다. 공유 저항은 동일한 전압을 강제하므로 상당한 전류 불균형을 초래할 수 있습니다. 개별 저항을 사용하면 각 소자가 자체 바이어스를 할 수 있어 보다 균일한 전류 분배와 성능을 보장합니다.

10. 설계 및 사용 사례 예시

시나리오: IR 차단 빔 센서를 사용한 간단한 물체 카운터 설계.

1. 설정:컨베이어 벨트 한쪽에 IR 발광 다이오드(IRED)를 배치하고, LTR-S971-TB 포토트랜지스터를 정반대편에 배치합니다.
2. 회로:포토트랜지스터는 공통 이미터 구성으로 설정됩니다. 풀업 저항(예: 1kΩ ~ 10kΩ)이 컬렉터에서 V_CC(예: 5V)에 연결됩니다. 이미터는 접지에 연결됩니다. 출력 신호는 컬렉터 노드에서 가져옵니다.
3. 동작:IR 빔이 차단되지 않으면 포토트랜지스터가 조사되어 도통하게 되고 컬렉터 전압을 낮게(거의 V_CE(SAT) 근처로) 끌어내립니다. 물체가 빔을 차단하면 조사가 중단되고 포토트랜지스터가 꺼지며, 컬렉터 전압은 저항에 의해 높게 끌어올려집니다.
4. 신호 처리:이 디지털 전압 전환(낮음에서 높음)은 마이크로컨트롤러의 디지털 입력 핀이나 비교기에 입력되어 카운팅 루틴을 트리거할 수 있습니다.
5. 설계 고려사항:풀업 저항의 값은 스위칭 속도와 전류 소비에 영향을 미칩니다. 주변 IR 빛(예: 햇빛)은 오작동을 유발할 수 있으므로, 시스템에는 광학 필터링, 주변광을 차단하는 하우징 또는 IR 빔의 변조/복조가 필요할 수 있습니다.

참고: 제품 외관 및 사양은 개선을 위해 사전 통지 없이 변경될 수 있습니다.