LTR-C971-TB 적외선 포토트랜지스터 데이터시트 - 사이드 뷰 패키지 - Vce 30V - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTR-C971-TB는 센싱 응용 분야를 위해 설계된 개별 적외선 포토트랜지스터 부품입니다. 이 제품은 다양한 전자 시스템에서 안정적인 성능을 제공하기에 적합한 특성을 갖춘 적외선 감지 솔루션을 제공하는 광범위한 제품 라인의 일부입니다. 본 장치는 자동 배치 및 솔더링 공정을 위한 산업 표준을 충족하도록 설계되었습니다.

1.1 특징

• RoHS 및 그린 제품 표준을 준수합니다.
• 사이드 뷰 구성의 검은색 돔 렌즈를 특징으로 합니다.
• 자동화 처리를 위해 7인치 직경 릴에 12mm 테이프로 포장됩니다.
• 자동 배치 장비와 호환됩니다.
• 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다.
• EIA 표준 패키지 사양을 준수합니다.

1.2 응용 분야

• 적외선 수신 모듈.
• PCB 장착 적외선 센서.

2. 외형 치수

LTR-C971-TB 포토트랜지스터의 기계적 외형 및 치수는 데이터시트 도면에 제공됩니다. 모든 치수는 별도로 명시되지 않는 한 밀리미터 단위로 지정되며, 표준 공차는 ±0.1mm입니다. 정확한 PCB 풋프린트 설계를 위해서는 상세 치수 도면을 참조하는 것이 중요합니다. 사양은 사전 통지 없이 변경될 수 있습니다.

3. 절대 최대 정격

다음 표는 주변 온도(TA) 25°C에서 LTR-C971-TB 포토트랜지스터의 절대 최대 정격을 나열합니다. 이 한계를 초과하면 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.

조립 시 참고용으로 무연 공정을 위한 권장 적외선 리플로우 프로파일도 데이터시트에 포함되어 있습니다.

4. 전기 및 광학적 특성

주요 전기 및 광학 파라미터는 TA=25°C에서 정의됩니다. 이러한 특성은 회로 설계 및 성능 예측에 매우 중요합니다.

참고: IC(ON)의 테스트 공차는 ±15%입니다.

5. 대표 성능 곡선

데이터시트에는 주변 온도 25°C에서 측정한 일련의 대표 특성 곡선이 포함되어 있습니다(별도로 명시되지 않는 한). 이러한 그래프는 조도 대비 컬렉터 전류, 다양한 부하 하의 응답 시간, 암전류의 온도 의존성과 같은 주요 파라미터 간의 관계를 시각적으로 나타냅니다. 이러한 곡선을 분석하면 엔지니어가 비표준 또는 변화하는 동작 조건에서 장치의 동작을 이해하는 데 도움이 되며, 이는 견고한 시스템 설계에 필수적입니다.

6. 솔더 패드 레이아웃 및 권장사항

적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB 레이아웃을 위한 권장 솔더 패드 치수가 제공됩니다. 데이터시트는 두께 0.1mm(4 mil) 또는 0.12mm(5 mil)의 솔더 페이스트 프린팅을 위해 금속 스텐실 사용을 권장합니다. 이러한 패드 치수와 스텐실 사양을 준수하는 것은 리플로우 공정 중 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 달성하고 툼스토닝 또는 솔더 불량과 같은 문제를 방지하는 데 중요합니다.

7. 테이프 및 릴 패키징 사양

LTR-C971-TB는 대량 자동 조립 라인에 적합한 테이프 및 릴 형식으로 공급됩니다. 캐리어 테이프와 릴 모두에 대한 상세 패키지 치수가 명시되어 있습니다. 주요 참고사항은 다음과 같습니다: 모든 치수는 밀리미터 단위, 빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉, 각 13인치 릴에는 6000개가 포함, 최대 2개의 연속 누락 부품이 허용되며, 패키징은 ANSI/EIA 481-1-A-1994 사양을 준수합니다.

8. 중요 주의사항 및 취급 지침

8.1 의도된 용도

이 부품은 사무 장비, 통신 장치 및 가정용 응용 분야를 포함한 일반 전자 장비에서 사용하도록 설계되었습니다. 이는 고장 시 생명이나 건강을 위협할 수 있는 안전-중요 시스템(예: 항공, 의료 기기)에는 사용할 수 없습니다. 이러한 응용 분야의 경우 설계 전에 부품 공급업체와 상담이 필요합니다.

8.2 보관 조건

적절한 보관은 부품 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다. 건조제가 포함된 밀봉 방습 백의 경우, ≤30°C 및 ≤90% RH에서 보관하며, 권장 사용 기간은 1년입니다. 원래 포장을 개봉한 후에는 부품을 ≤30°C 및 ≤60% RH에서 보관해야 합니다. 개봉 후 1주일 이내에 IR 리플로우 솔더링을 완료하는 것이 좋습니다. 원래 백 외부에서 더 오래 보관할 경우, 건조제가 포함된 밀폐 용기 또는 질소 건조기를 사용하십시오. 포장되지 않은 상태로 1주일 이상 보관된 부품은 솔더링 전에 약 60°C에서 최소 20시간 동안 베이킹해야 합니다.

8.3 세척

세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 계 용제를 사용하십시오. 패키지나 렌즈를 손상시킬 수 있는 강력하거나 알 수 없는 화학 세척제 사용을 피하십시오.

8.4 솔더링 공정

조립 신뢰성을 보장하기 위해 상세한 솔더링 권장사항이 제공됩니다.

• 리플로우 솔더링:최대 120초 동안 150–200°C로 예열합니다. 피크 온도는 260°C를 초과해서는 안 되며, 이 온도 이상에서의 시간은 최대 10초로 제한해야 합니다. 리플로우는 최대 2회 수행해야 합니다.
• 솔더링 아이언:아이언 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 단일 작업당 리드당 솔더링 시간은 최대 3초로 제한해야 합니다.

데이터시트는 최적의 온도 프로파일이 특정 보드 설계, 부품, 솔더 페이스트 및 오븐에 따라 달라짐을 강조합니다. 제공된 JEDEC 호환 프로파일을 일반적인 목표로 사용하고 JEDEC 및 솔더 페이스트 제조업체의 한계를 모두 준수할 것을 권장합니다.

8.5 구동 회로 권장사항

여러 장치를 포함하는 응용 분야의 경우, 회로의 각 포토트랜지스터에 대해 직렬 전류 제한 저항을 강력히 권장합니다. 데이터시트에서 "회로 모델 (A)"로 설명된 이 방법은 모든 장치에서 전류 균일성과 일관된 성능을 보장하는 데 도움이 됩니다. 개별 저항 없이 병렬 연결하는 대안("회로 모델 (B)")은 개별 장치의 전류-전압(I-V) 특성 차이로 인해 밝기 또는 감도 변동을 초래할 수 있습니다.

9. 제품 정보 및 개정사항

제조업체는 사전 통지 없이 개선을 위해 제품의 외관 및 사양을 수정할 권리를 보유합니다. 설계자는 항상 최신 정보를 위해 데이터시트의 최신 버전을 참조해야 합니다.

10. 기술 심층 분석 및 설계 고려사항

10.1 동작 원리

적외선 포토트랜지스터는 입사 적외선을 전류로 변환하여 동작합니다. 이는 기본적으로 베이스 전류가 베이스-컬렉터 접합(포토다이오드 역할)을 때리는 광자에 의해 생성되는 바이폴라 접합 트랜지스터입니다. 충분한 파장(일반적으로 이 장치의 경우 940nm)의 적외선이 활성 영역을 조사하면 전자-정공 쌍이 생성됩니다. 이 광전류는 트랜지스터의 이득에 의해 증폭되어 외부 회로에서 쉽게 측정할 수 있는 훨씬 더 큰 컬렉터 전류를 생성합니다. 검은색 돔 렌즈가 있는 사이드 뷰 패키지는 특정 시야각을 정의하는 데 도움이 되며 주변 가시광선을 어느 정도 차단할 수 있습니다.

10.2 주요 파라미터 분석

• 감도 (IC(ON)):940nm에서 0.5 mW/cm² 조도 하에서 4.0 mA의 대표 온 상태 컬렉터 전류는 장치의 감도를 나타냅니다. 설계자는 신뢰할 수 있는 스위칭 또는 아날로그 감지를 위해 입사 IR 신호 강도가 이 조도 수준을 충족하거나 초과하도록 해야 합니다.
• 속도 (Tr, Tf):15 μs의 대표 상승 및 하강 시간은 장치의 스위칭 속도를 정의합니다. 이 파라미터는 높은 비트율이 필요한 데이터 전송 응용 분야(IR 리모컨과 같은)에서 매우 중요합니다. 지정된 테스트 조건(VCE=5V, IC=1mA, RL=1KΩ)은 표준 벤치마크를 제공합니다.
• 암전류 (ICEO):VCE=20V에서 최대 100 nA의 암전류는 빛이 없을 때의 누설 전류를 나타냅니다. 낮은 암전류는 높은 신호 대 잡음비를 달성하는 데 필수적이며, 특히 저조도 감지 시나리오나 전압 이득 증가를 위해 고저항 부하 저항을 사용할 때 중요합니다.
• 전압 정격 (V(BR)CEO, V(BR)ECO):30V 컬렉터-이미터 및 5V 이미터-컬렉터 항복 전압은 적용된 바이어스에 대한 안전 동작 영역을 정의합니다. 회로 설계는 과도 조건에서도 이러한 한계가 초과되지 않도록 해야 합니다.

10.3 응용 회로 설계

가장 일반적인 구성은 공통 이미터 스위치 모드에서 포토트랜지스터를 사용하는 것입니다. 컬렉터는 부하 저항(RL)을 통해 공급 전압(VCC)에 연결되고, 이미터는 접지됩니다. 출력 신호는 컬렉터 노드에서 가져옵니다. RL의 값은 핵심 설계 선택 사항입니다: 더 큰 RL은 주어진 광전류에 대해 더 높은 출력 전압 스윙(더 높은 이득)을 제공하지만 증가된 RC 시간 상수로 인해 응답 시간이 느려집니다. 데이터시트의 속도 사양은 RL=1KΩ으로 제공되어 기준점을 제공합니다. 선형 응답이 필요한 아날로그 응용 분야의 경우, 장치는 포토다이오드 모드(베이스 개방, 컬렉터-베이스 접합만 사용)에서 동작하거나 포화를 피하기 위해 신중한 바이어싱으로 동작해야 합니다.

10.4 환경 및 조립 고려사항

-40°C ~ +85°C의 동작 온도 범위는 이 장치를 소비자, 산업 및 일부 자동차 환경에 적합하게 만듭니다. 설계자는 암전류와 감도의 온도 계수를 고려해야 하며, 이는 일반적으로 각각 온도에 따라 증가 및 감소합니다. 플라스틱 패키지와 내부 와이어 본드는 열 충격과 과도한 열에 민감하기 때문에 엄격한 솔더링 프로파일 지침이 필요합니다. JEDEC 기반 프로파일을 따르면 응력을 최소화하고 잠재적 고장을 방지할 수 있습니다.

10.5 비교 및 선정

적외선 센서를 선택할 때, 엔지니어는 포토트랜지스터와 포토다이오드를 비교합니다. 포토트랜지스터는 더 높은 이득(단위 빛당 출력 전류)을 제공하지만 일반적으로 포토다이오드에 비해 느리고 더 비선형적인 응답을 가집니다. 통합 증폭 기능을 갖춘 LTR-C971-TB는 추가 증폭 단계 없이 높은 출력이 필요한 간단한 디지털 감지(IR 신호 유무) 또는 저속 아날로그 감지에 탁월한 선택입니다. 고속 데이터 링크 또는 정밀한 아날로그 광 측정의 경우 PIN 포토다이오드가 더 적합할 수 있습니다.

10.6 실제 사용 사례

일반적인 사용 사례는 비접촉 수도꼭지를 위한 적외선 근접 센서입니다. 적외선 LED 발광기는 940nm에서 펄스를 발생시킵니다. 근처에 배치된 LTR-C971-TB 포토트랜지스터는 반사된 신호를 감지합니다. 손이 수도꼭지 아래에 놓이면 IR 빛을 센서로 반사시켜 컬렉터 전류를 증가시킵니다. 이 변화는 마이크로컨트롤러에 의해 감지되어 물 밸브를 작동시킵니다. 사이드 뷰 패키지는 LED와 포토트랜지스터가 동일한 PCB 평면에 장착되는 컴팩트한 센서 모듈을 가능하게 합니다. 장치의 감도는 약한 반사에서도 신뢰할 수 있는 감지를 보장하며, 그 속도는 이 느린 인간 동작 인터페이스에 충분합니다. 설계에는 구동 LED를 위한 권장 직렬 저항과 마이크로컨트롤러의 ADC 또는 비교기 입력을 위해 전류 변화를 측정 가능한 전압으로 변환하는 포토트랜지스터 컬렉터의 적절한 부하 저항(예: 10kΩ)이 포함됩니다.

10.7 산업 동향

개별 적외선 부품의 동향은 더 높은 통합, 더 작은 패키지 및 향상된 성능을 향하고 있습니다. LTR-C971-TB와 같은 장치는 비용에 민감하거나 공간이 제한된 설계에 필수적이지만, 포토감지기, 증폭기 및 디지털 논리(예: I²C 출력)를 단일 패키지에 결합한 통합 솔루션의 채택이 증가하고 있습니다. 이러한 모듈은 설계를 단순화하지만 더 높은 비용이 발생할 수 있습니다. 또 다른 동향은 주변광 노이즈에 대한 내성을 향상시키기 위해 패키지에 통합된 특정 파장 필터의 사용 증가이며, 이는 더 넓은 제품 라인에서 사용 가능한 기능으로 언급됩니다. 기본 감지 작업의 경우, 개별 포토트랜지스터는 성능, 비용 및 설계 유연성의 최적 균형을 제공합니다.