Lembaran Data Pemancar Inframerah LTE-4208 - Panjang Gelombang 940nm - Pakej T-1 3/4 - Voltan Songsang 5V - Penyerakan Kuasa 100mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri LTE-4208 ialah diod pancaran inframerah berkuasa sinaran tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan pancaran IR yang cekap dan boleh dipercayai. Beroperasi pada panjang gelombang puncak 940nm, peranti ini dibungkus dalam pakej standard T-1 3/4 dengan kanta jernih-air, menjadikannya sesuai untuk pelbagai sistem penderiaan dan pengesanan.

1.1 Ciri Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LTE-4208 termasuk keamatan sinaran yang tinggi, kanta jernih untuk pancaran tanpa halangan, dan padanan spektrum dengan fototransistor sepadan seperti siri LTR-3208, yang amat penting untuk prestasi penerima yang dioptimumkan. Ia adalah produk bebas plumbum dan mematuhi RoHS. Aplikasi sasaran utamanya adalah dalam sistem pengesan asap dan litar pemancar inframerah kegunaan am di mana isyarat IR berdenyut yang tepat diperlukan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan yang jika dilampaui boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti. Ia bukan untuk operasi berterusan.

• Penyerakan Kuasa (Pd):100 mW. Ini ialah kehilangan kuasa maksimum yang dibenarkan dalam peranti, terutamanya sebagai haba, dikira daripada voltan dan arus hadapan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):3 A dalam keadaan berdenyut (300 pps, lebar denyut 10µs). Keupayaan arus tinggi ini membolehkan denyut yang sangat terang dan jangka pendek untuk penderiaan jarak jauh.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):50 mA. Arus DC maksimum untuk operasi berterusan yang boleh dipercayai.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C dan -55°C hingga +100°C, masing-masing, menunjukkan komponen yang teguh untuk persekitaran perindustrian.
• Suhu Pateri Kaki:260°C selama 5 saat pada jarak 1.6mm dari badan, mentakrifkan profil haba untuk pateri tangan atau gelombang.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini ialah parameter prestasi tipikal yang diukur pada 25°C.

• Keamatan Sinaran (I_E):Parameter output optik teras, diukur dalam mW/sr (milliwatt per steradian). Ia dinyatakan merentasi pelbagai kod BIN (A hingga D4) dengan nilai minimum dan tipikal, membolehkan pemilihan berdasarkan kuasa output yang diperlukan. Sebagai contoh, BIN A menawarkan 3.31-7.22 mW/sr, manakala BIN D4 menawarkan 15.72 mW/sr (Min).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_Puncak):940 nm. Ini berada dalam spektrum inframerah-dekat, tidak kelihatan oleh mata manusia, dan merupakan panjang gelombang biasa untuk alat kawalan jauh dan penderia kerana ia mengelakkan gangguan cahaya ambien.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):50 nm. Ini mentakrifkan lebar jalur cahaya yang dipancarkan; lebar jalur yang lebih sempit menunjukkan sumber yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):1.6 V (Tip.) pada I_F=20mA. Ini ialah susut voltan merentasi diod apabila mengkonduksi, penting untuk reka bentuk litar pemacu.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maks.) pada V_R=5V. Parameter bocor; lembaran data secara eksplisit menyatakan keadaan ini adalah untuk ujian sahaja dan peranti tidak untuk operasi songsang.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):20 darjah. Sudut pancaran sempit ini memusatkan keamatan sinaran ke dalam pancaran terarah, sesuai untuk aplikasi penderiaan sasaran.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan BIN

LTE-4208 menggunakan sistem pengelasan keamatan sinaran. Komponen diuji dan dikelaskan ke dalam kumpulan prestasi berbeza (BIN) berdasarkan output sinaran yang diukur pada arus ujian piawai 20mA. Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan output optik minimum yang dijamin untuk aplikasi mereka, memastikan konsistensi prestasi sistem, terutamanya apabila berbilang pemancar digunakan. BIN berjulat dari A (output terendah) ke D4 (output tertinggi). Pereka mesti menyatakan kod BIN yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk menjamin tahap kuasa optik.

4. Analisis Lengkuk Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa graf utama untuk analisis reka bentuk.

4.1 Taburan Spektrum (Rajah 1)

Lengkuk ini menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, berpusat pada puncak 940nm dengan separuh lebar 50nm yang ditakrifkan. Ia mengesahkan pancaran berada dalam jalur IR yang dimaksudkan.

4.2 Arus Hadapan vs. Suhu Ambien (Rajah 2)

Lengkuk penyahkadaratan ini menunjukkan bagaimana arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Pada 85°C, arus maksimum jauh lebih rendah daripada pada 25°C, penting untuk pengurusan haba dalam reka bentuk.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Rajah 3)

Lengkuk ciri I-V piawai diod. Ia menunjukkan hubungan eksponen, dengan V_Ftipikal 1.6V pada 20mA ditanda. Lengkuk ini penting untuk mereka bentuk perintang pembatas arus bersiri dengan LED.

4.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Suhu Ambien (Rajah 4) & vs. Arus Hadapan (Rajah 5)

Rajah 4 menggambarkan pergantungan suhu output optik, biasanya menunjukkan penurunan kecekapan apabila suhu meningkat. Rajah 5 menunjukkan hubungan sub-linear antara arus pemacu dan output cahaya; menggandakan arus tidak menggandakan output, sifat biasa dalam LED.

4.5 Gambar Rajah Sinaran (Rajah 6)

Plot kutub yang mewakili sudut pandangan 20 darjah secara visual. Keamatan dinormalkan, menunjukkan kepekatan pancaran.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

Peranti menggunakan pakej T-1 3/4 (5mm) lubang tembus. Lukisan garis besar menentukan dimensi utama termasuk diameter kaki, diameter kanta, dan ketinggian keseluruhan. Nota kritikal termasuk: semua dimensi dalam mm, toleransi ±0.25mm, penonjolan resin maksimum di bawah flensa 1.0mm, dan jarak kaki diukur pada titik kemunculan kaki dari pakej. Kekutuban biasanya ditunjukkan oleh kaki anod yang lebih panjang atau titik rata pada flensa pakej.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Penyimpanan

Komponen harus disimpan pada <30°C dan <70% RH. Selepas membuka beg sensitif lembapan, ia mesti digunakan dalam tempoh 3 bulan dalam persekitaran terkawal (<25°C, <60% RH) untuk mengelakkan pengoksidaan kaki yang menjejaskan kebolehpaterian.

6.2 Pembersihan

Hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol (IPA) yang disyorkan.

6.3 Pembentukan Kaki

Lengkungan mesti dibuat sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta. Pangkal tidak boleh digunakan sebagai fulkrum. Pembentukan mesti dilakukan pada suhu bilik dan sebelum pateri.

6.4 Pateri

Dua kaedah dinyatakan dengan had ketat untuk mengelakkan kerosakan haba:
Pateri Kaki:Maks 350°C selama 3 saat, dengan titik pateri tidak lebih dekat daripada 1.6mm dari pangkal kanta.
Pateri Gelombang:Panaskan awal ke maks 100°C selama 60s, gelombang pateri pada maks 260°C selama 5s, dengan titik celup tidak lebih rendah daripada 1.6mm dari pangkal.
Amaran Kritikal:Kanta tidak boleh direndam dalam pateri. IR reflow TIDAK sesuai untuk pakej lubang tembus ini. Haba atau masa berlebihan boleh mengubah bentuk kanta atau memusnahkan LED.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pengesan Asap:Digunakan dalam pengesan asap fotoelektrik di mana pancaran IR dipancarkan berselerak oleh zarah asap ke atas penerima.
• Penderiaan Kedekatan & Objek:Dipasangkan dengan fototransistor sepadan (cth., LTR-3208) dalam konfigurasi penderiaan pemutus atau pantulan.
• Automasi Perindustrian:Untuk pengiraan objek, penderiaan kedudukan, dan pengesanan tepi.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk dan Kaedah Pemacu

LED ialah peranti didorong arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, adalahwajibuntuk menggunakan perintang pembatas arus individu bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Menggunakan perintang tunggal untuk tatasusunan selari (Model Litar B) tidak disyorkan kerana variasi dalam voltan hadapan (V_F) setiap LED, yang membawa kepada pengagihan arus tidak sekata dan seterusnya kecerahan tidak sekata. Nilai perintang dikira menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F.

7.3 Perlindungan ESD (Nyahcas Elektrostatik)

LED inframerah sensitif kepada ESD. Langkah berjaga-jaga wajib termasuk: menggunakan tali pergelangan tangan dan stesen kerja dibumikan, menggunakan pengion untuk meneutralkan statik pada kanta plastik, dan memastikan semua kakitangan yang mengendalikan peranti dilatih ESD. Senarai semak terperinci untuk kawasan selamat statik disediakan dalam lembaran data.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTE-4208 ialah keupayaan arus berdenyut tingginya (3A), yang membolehkan kuasa sinaran seketika yang sangat tinggi untuk operasi berdenyut jarak jauh atau kebal bunyi, dan padanan khususnya dengan siri fototransistor LTR-3208. Sudut pandangan sempit 20 darjah memberikan keamatan lebih tinggi pada paksi berbanding pemancar sudut lebar, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi pancaran terarah. Struktur pengelasan BIN yang jelas membolehkan prestasi optik yang boleh diramal.

9. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 5V?
J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus bersiri. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V, V_F1.6V, dan I_Fyang dikehendaki 20mA, perintang akan menjadi (5V - 1.6V) / 0.02A = 170 Ohm (gunakan perintang standard 180 Ohm).

S: Apakah tujuan kod BIN?
J: Ia menjamin keamatan sinaran minimum. Untuk aplikasi kritikal seperti pengesan asap di mana kekuatan isyarat penting, menentukan BIN lebih tinggi (cth., D2) memastikan pancaran IR lebih kuat berbanding BIN lebih rendah (cth., A).

S: Mengapakah sudut pandangan begitu sempit?
J: Pancaran sempit memusatkan kuasa optik ke dalam sudut pepejal lebih kecil, meningkatkan keintensitan sepanjang paksi pusat. Ini meningkatkan nisbah isyarat-kepada-bunyi dalam aplikasi penderiaan terarah dan membolehkan jarak penderiaan lebih panjang.

S: Bolehkah saya menggunakan ini untuk operasi gelombang berterusan (CW) pada arus puncaknya?
J: Tidak. Penarafan 3A adalah untuk operasi berdenyut sahaja (denyut 10µs). Arus berterusan maksimum ialah 50mA. Melebihi penarafan berterusan akan terlalu panas dan merosakkan peranti.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Pembilang Objek Jenis Slot.
Pemancar IR LTE-4208 diletakkan di satu sisi slot, dan fototransistor LTR-3208 diletakkan bertentangan secara langsung. Apabila tiada objek dalam slot, pancaran IR mengenai penerima, menjana isyarat tinggi. Apabila objek melaluinya, ia memutus pancaran, menyebabkan isyarat penerima turun. Keupayaan arus berdenyut tinggi LTE-4208 membolehkan pereka mendenyut LED pada arus tinggi (cth., 1A) untuk tempoh sangat singkat. Ini mencipta kilauan sangat terang yang boleh mengatasi bunyi IR ambien, meningkatkan kebolehpercayaan sistem. Pereka memilih LED BIN C untuk memastikan kekuatan pancaran mencukupi merentasi jurang. Perintang 10-Ohm individu digunakan bersiri dengan setiap LED dalam tatasusunan berbilang penderia untuk memastikan arus konsisten. Pemasangan mengikut panduan pateri untuk mengelakkan kerosakan haba semasa pemasangan PCB.

11. Pengenalan Prinsip

Diod Pancaran Inframerah (IRED) ialah diod simpang p-n semikonduktor yang memancarkan cahaya inframerah tidak koheren apabila dipincang hadapan. Elektron bergabung semula dengan lubang dalam peranti, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang foton ini ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan (cth., varian Gallium Arsenide untuk 940nm). Pakej T-1 3/4 menempatkan cip semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan menggabungkan kanta epoksi yang membentuk pancaran cahaya (dalam kes ini, kepada corak 20 darjah).

12. Trend Pembangunan

Bidang pemancar inframerah terus berkembang ke arah kecekapan lebih tinggi (lebih banyak kuasa sinaran per watt elektrik), kelajuan lebih tinggi untuk aplikasi komunikasi data, dan integrasi meningkat. Trend termasuk pembangunan pakej peranti permukaan-pasang (SMD) untuk pemasangan automatik, tatasusunan berbilang cip untuk output kuasa lebih tinggi, dan peranti dengan lebar spektrum lebih sempit untuk aplikasi penderiaan gas tertentu. Terdapat juga dorongan ke arah voltan operasi lebih rendah untuk serasi dengan litar digital voltan rendah moden. Prinsip asas elektroluminesens dalam simpang semikonduktor kekal malar, tetapi sains bahan dan teknologi pembungkusan adalah pemacu utama kemajuan.