LTR-C950-TB 적외선 포토트랜지스터 데이터시트 - 탑 뷰 블랙 렌즈 - 940nm - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

이 문서는 개별 적외선 포토트랜지스터 부품에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이 소자는 일반적으로 940nm 파장의 적외선을 감지하도록 설계되었습니다. 탑 뷰 패키지와 블랙 돔 렌즈를 특징으로 하며, 이는 시야각을 정의하고 주변 가시광선의 간섭을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 부품은 테이프 및 릴에 포장되어 대량의 자동 표면 실장 조립 공정과 호환됩니다. 관련 환경 표준을 준수합니다.

1.1 특징

• 유해 물질에 대한 환경 규정을 준수합니다.
• 블랙 돔 렌즈가 있는 탑 뷰 폼 팩터입니다.
• 자동 배치를 위해 7인치 직경 릴에 12mm 테이프로 공급됩니다.
• 표준 적외선 리플로우 솔더링 공정과 호환됩니다.
• 표준화된 패키지 외형입니다.

1.2 응용 분야

• 적외선 수신 모듈.
• PCB에 실장된 적외선 감지 응용.

2. 외형 치수

이 소자는 표준 패키지 외형을 따릅니다. 모든 주요 치수는 데이터시트 다이어그램에 밀리미터 단위로 제공되며, 별도로 명시되지 않는 한 표준 공차는 ±0.1mm입니다. 패키지는 신뢰할 수 있는 PCB 실장을 위해 설계되었습니다.

3. 절대 최대 정격

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

• 전력 소산 (PD):100 mW
• 콜렉터-이미터 전압 (VCEO):30 V
• 이미터-콜렉터 전압 (VECO):5 V
• 동작 온도 범위:-40°C ~ +85°C
• 보관 온도 범위:-55°C ~ +100°C
• 적외선 리플로우 솔더링:최대 10초 동안 피크 온도 260°C.

무연 공정을 위한 권장 리플로우 온도 프로파일이 포함되어 있으며, 열 손상 없이 신뢰할 수 있는 솔더 접합을 보장하기 위해 예열, 피크 온도 및 액상선 이상 시간 매개변수를 강조합니다.

4. 전기적 및 광학적 특성

이 매개변수는 TA=25°C의 지정된 테스트 조건에서 소자의 성능을 정의합니다. 회로 설계에 매우 중요합니다.

• 콜렉터-이미터 항복 전압, V(BR)CEO:30 V (최소). 테스트 조건: IR = 100µA, 조사도 (Ee) = 0 mW/cm².
• 이미터-콜렉터 항복 전압, V(BR)ECO:5 V (최소). 테스트 조건: IE = 100µA, Ee = 0 mW/cm².
• 콜렉터-이미터 포화 전압, VCE(SAT):0.4 V (최대). 테스트 조건: IC = 100µA, Ee = 0.5 mW/cm².
• 상승 시간 (Tr) 및 하강 시간 (Tf):15 µs (일반적). 테스트 조건: VCE = 5V, IC = 1mA, RL = 1kΩ.
• 콜렉터 암전류 (ICEO):100 nA (최대). 테스트 조건: VCE = 20V, Ee = 0 mW/cm². 이는 빛이 입사되지 않을 때의 누설 전류입니다.
• 온 상태 콜렉터 전류, IC(ON):1.5 mA (최소) ~ 9.20 mA (최대) 범위. 테스트 조건: VCE = 5V, Ee = 0.5 mW/cm², λ=940nm. 이는 감도를 나타내는 핵심 매개변수입니다.

5. 빈 코드 시스템

소자는 응용에서 일관성을 보장하기 위해 온 상태 콜렉터 전류(IC(ON))에 따라 성능 빈으로 분류됩니다. 각 빈 내의 전류 허용 오차는 ±15%입니다.

• BIN A:IC(ON) = 1.5 mA ~ 2.9 mA
• BIN B:IC(ON) = 2.9 mA ~ 5.5 mA
• BIN C:IC(ON) = 5.5 mA ~ 9.2 mA

6. 일반 성능 곡선

데이터시트는 다양한 조건에서 소자 동작을 설명하는 여러 그래프를 제공합니다. 이는 단일 지점 사양 이상의 성능을 이해하는 데 필수적입니다.

• 스펙트럼 감도:940nm 근처에서 최고치를 보이는, 다양한 파장에 걸친 포토트랜지스터의 상대 감도를 보여주는 곡선입니다.
• 콜렉터 암전류 대 주변 온도:누설 전류(ICEO)가 온도 상승에 따라 어떻게 증가하는지 보여줍니다.
• 상승 및 하강 시간 대 부하 저항:회로에서 부하 저항(RL) 값이 스위칭 속도에 어떻게 영향을 미치는지 설명합니다.
• 상대 콜렉터 전류 대 조사도:입사 광 전력(Ee)과 출력 콜렉터 전류 간의 관계를 보여줍니다.
• 감도 다이어그램:블랙 돔 렌즈의 영향을 받는 센서의 상대 각도 응답을 보여주는 극좌표 플롯입니다.

7. 솔더링 패드 레이아웃 및 패키지 정보

적절한 솔더링 및 기계적 안정성을 보장하기 위해 권장 PCB 랜드 패턴(솔더 패드) 치수가 제공됩니다. 솔더 페이스트 적용을 위해 0.1mm 또는 0.12mm의 스텐실 두께를 권장합니다. 자동화 처리를 용이하게 하기 위해 포켓 간격, 릴 직경 및 허브 크기를 지정하는 테이프 및 릴 포장에 대한 상세 치수도 포함됩니다.

8. 취급, 보관 및 조립 지침

8.1 보관 조건

건조제가 들어 있는 개봉되지 않은 방습 봉지의 경우, ≤ 30°C 및 ≤ 90% RH에서 보관하며, 권장 사용 기간은 1년입니다. 원래 포장에서 꺼낸 소자의 경우, 주변 환경은 30°C / 60% RH를 초과해서는 안 됩니다. 원래 봉지 외부에서 1주일 이상 보관한 경우, 솔더링 전에 수분을 제거하고 리플로우 중 "팝콘 현상"을 방지하기 위해 60°C에서 20시간 동안 베이크아웃하는 것이 좋습니다.

8.2 세척

세척이 필요한 경우, 이소프로필 알코올과 같은 알코올 기반 용제를 사용하십시오.

8.3 솔더링 권장 사항

리플로우 및 핸드 솔더링에 대한 상세 매개변수가 제공됩니다:

• 리플로우 솔더링:최대 120초 동안 150-200°C로 예열하고, 최대 10초 동안 피크 온도가 260°C를 초과하지 않아야 합니다. 리플로우는 최대 두 번 수행해야 합니다.
• 핸드 솔더링:인두 팁 온도는 300°C를 초과해서는 안 되며, 접합당 최대 3초의 솔더링 시간이어야 합니다.

지침은 JEDEC 표준을 참조하며, 특정 PCB 설계에 대한 공정 특성화의 필요성을 강조합니다.

8.4 구동 회로 고려사항

포토트랜지스터는 전류 출력 소자입니다. 다중 센서를 포함하는 응용의 경우, 균일한 응답을 보장하고 단일 소자에 의한 전류 독점을 방지하기 위해 각 소자와 직렬로 개별 전류 제한 저항을 사용하는 것이 강력히 권장됩니다(데이터시트의 "회로 A"에 표시된 대로). 개별 저항 없이 소자를 직접 병렬로 연결하는 것("회로 B")은 소자 특성의 변동으로 인해 성능 불일치를 초래할 수 있습니다.

9. 응용 노트 및 설계 고려사항

9.1 동작 원리

적외선 포토트랜지스터는 입사 적외선을 전류로 변환하여 동작합니다. 충분한 에너지(소자의 감지 파장인 약 940nm에 해당)를 가진 광자가 트랜지스터의 베이스 영역에서 흡수되어 전자-정공 쌍을 생성합니다. 이 광생성 전류는 베이스 전류 역할을 하며, 이는 트랜지스터의 이득에 의해 증폭되어 입사 광 강도에 비례하는 더 큰 콜렉터 전류를 생성합니다. 블랙 돔 렌즈는 입사광을 집중시키고 시야각을 정의하는 데 도움이 됩니다.

9.2 일반적인 응용 시나리오

주요 용도는 적외선 수신 시스템입니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 리모컨 수신기:TV, 오디오 및 가전 제품 리모컨의 신호를 디코딩합니다.
• 근접 감지:IR 빔을 반사시켜 물체의 유무를 감지합니다.
• 기본 광학 스위칭:계수 또는 위치 감지를 위해 빔을 차단합니다.
• 간단한 데이터 링크:변조된 IR 광을 사용한 저속, 단거리 무선 데이터 전송.

9.3 설계 체크리스트

• 응용에 필요한 감도에 따라 적절한 빈 코드를 선택하십시오.원하는 출력 전압 스윙과 응답 속도 간의 절충(상승/하강 시간 대 RL 곡선 참조)을 고려하여 부하 저항(RL)을 선택하십시오.
• 신호 조절 회로에 적절한 필터링을 구현하여 주변광(예: 100/120Hz 형광등 깜빡임)의 노이즈를 제거하십시오.신뢰성을 보장하기 위해 권장 PCB 레이아웃 및 솔더링 지침을 따르십시오.
• 센서가 올바르게 조준되도록 기계적 배치 및 하우징을 설계할 때 각도 감도 다이어그램을 고려하십시오.9.4 온도에 따른 성능 변화
• 설계자는 온도 영향을 고려해야 합니다. 콜렉터 암전류(ICEO)는 온도가 상승함에 따라 크게 증가하여 저조도 응용에서 노이즈 플로어를 높일 수 있습니다. 광전류 자체도 온도 계수를 가집니다. 넓은 온도 범위(-40°C ~ +85°C)에 걸친 중요한 응용의 경우, 극한 온도에서의 테스트 또는 시뮬레이션이 권장됩니다.10. 기술 비교 및 선택 가이드
• 적외선 광검출기를 선택할 때 주요 차별점은 다음과 같습니다:포토트랜지스터 대 포토다이오드:

포토트랜지스터는 내부 이득을 제공하여 주어진 광량에 대해 더 큰 출력 신호를 생성하여 후속 증폭기 설계를 단순화합니다. 그러나 일반적으로 응답 시간이 포토다이오드보다 느립니다. 15µs 상승/하강 시간을 가진 이 소자는 표준 리모컨 신호(예: 38kHz 반송파)에는 적합하지만 매우 고속 데이터 통신에는 너무 느릴 수 있습니다.

파장:

940nm 피크 감도는 일반적인 GaAs 적외선 방출기와 페어링하기에 이상적이며, 850nm 소스에 비해 인간의 눈에 덜 보여 인지되는 광공해를 줄입니다.

패키지 및 렌즈:

• 탑 뷰 블랙 렌즈 패키지는 표면 실장 조립에 최적화되어 있으며 제어된 시야각을 제공하여 측면의 잡광을 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다.11. 자주 묻는 질문 (FAQ)
• Q: 빈 코드의 목적은 무엇입니까?A: 빈 코드는 예측 가능한 감도(IC(ON)) 범위를 보장합니다. 생산에서 일관된 성능을 위해 주문 시 필요한 빈을 지정하십시오.
• Q: 이 센서를 햇빛 아래에서 사용할 수 있습니까?A: 직사광선에는 엄청난 양의 적외선 복사가 포함되어 있어 센서를 포화시킬 가능성이 높습니다. 실내 사용 또는 제어된 환경을 위해 설계되었습니다. 야외 사용의 경우 광학 필터링 또는 동기 검출을 통한 펄스 동작이 필요할 수 있습니다.

Q: 보관 및 베이킹 절차가 왜 그렇게 중요합니까?

A: 표면 실장 패키지는 공기 중의 수분을 흡수할 수 있습니다. 고온 리플로우 솔더링 공정 중에 이 수분이 빠르게 증발하여 내부 박리 또는 균열("팝콘 현상")을 일으켜 부품을 파괴할 수 있습니다. 적절한 보관 및 베이킹은 이를 방지합니다.

Q: 출력 전압을 어떻게 계산합니까?

A: 포토트랜지스터는 전류원 역할을 합니다. 콜렉터의 출력 전압은 대략 VCC - (IC * RL)입니다. 원하는 출력 스윙과 광원으로부터 예상되는 IC를 기반으로 RL과 VCC를 선택하십시오.

12. 실용적인 설계 예시

시나리오:

38kHz 변조 리모컨 신호를 위한 간단한 IR 수신기 설계.

부품 선택:

이 포토트랜지스터(예: 중간 감도를 위한 BIN B)를 사용하고 38kHz 대역 통과 필터 또는 전용 디코더 IC와 페어링하십시오.

바이어스 회로:

콜렉터를 부하 저항 RL을 통해 5V 공급(VCC)에 연결하십시오. 이미터는 접지에 연결합니다. RL = 1kΩ 값은 출력 전압 스윙과 속도 사이의 좋은 균형을 제공하는 일반적인 시작점입니다.신호 조절:

1. IR 빛이 감지되면 콜렉터의 전압이 떨어집니다. 이 AC 결합 신호는 디지털 파형을 정리하기 위해 증폭기 또는 비교기 단으로 공급됩니다. RL과 병렬로 연결된 커패시터는 고주파 노이즈를 필터링하는 데 도움이 되지만 응답을 느리게 할 것입니다.레이아웃:
2. 센서를 외장에 명확한 개구부가 있는 PCB 전면에 배치하십시오. 스위칭 레귤레이터와 같은 노이즈 소스에서 멀리 떨어뜨리십시오. 권장 솔더 패드 레이아웃을 따르십시오.13. 기술 동향
3. 개별 적외선 부품 분야는 계속 발전하고 있습니다. 동향에는 단일 패키지에 통합 신호 조절 IC가 있는 디지털 출력 및 향상된 주변광 제거 기능을 제공하는 광검출기 개발이 포함됩니다. 또한 IR 데이터 연합(IrDA) 및 제스처 감지와 같은 응용을 위한 더 빠른 데이터 전송을 가능하게 하는 고속 소자에 대한 추진도 있습니다. 더 나아가, 패키징 개선은 자동화 조립 공정과의 호환성을 유지하면서 정밀 감지 응용을 위한 더 좁고 일관된 시야각을 제공하는 것을 목표로 합니다. 이 데이터시트에 설명된 소자는 기본 적외선 감지가 필요한 비용 민감한 대량 응용을 위한 성숙하고 신뢰할 수 있는 솔루션을 나타냅니다.The voltage at the collector will drop when IR light is detected. This AC-coupled signal is then fed into an amplifier or comparator stage to clean up the digital waveform. A capacitor in parallel with RL can help filter high-frequency noise but will slow the response.
4. Layout:Place the sensor at the front of the PCB with a clear aperture in the enclosure. Keep it away from noise sources like switching regulators. Follow the recommended solder pad layout.

. Technology Trends

The field of discrete infrared components continues to evolve. Trends include the development of photodetectors with integrated signal conditioning ICs in a single package, providing digital output and enhanced ambient light rejection. There is also a push for higher-speed devices to enable faster data transmission for applications like IR data association (IrDA) and gesture sensing. Furthermore, improvements in packaging aim to provide narrower and more consistent viewing angles for precise sensing applications while maintaining compatibility with automated assembly processes. The device described in this datasheet represents a mature, reliable solution for cost-sensitive, high-volume applications where basic infrared detection is required.