LTE-4238R Pemancar Inframerah - Pakej Jelas - Panjang Gelombang Puncak 880nm - Voltan Hadapan 1.8V - Dokumen Teknikal

13. Trend dan Konteks Teknologi

LTE-4238R ialah pemancar inframerah (IR) bersaiz mini dan berharga rendah yang direka untuk aplikasi optoelektronik. Fungsi terasnya adalah untuk memancarkan cahaya inframerah pada panjang gelombang tertentu, biasanya untuk digunakan dalam sistem penderiaan, pengesanan, dan komunikasi yang memerlukan sumber cahaya tidak kelihatan. Peranti ini dibungkus dalam pakej plastik jernih lut sinar yang menghadap hujung, membolehkan penghantaran cahaya yang cekap. Kelebihan utama komponen ini ialah padanan mekanikal dan spektrumnya dengan siri fototransistor tertentu (seperti siri LTR-3208), yang memudahkan reka bentuk untuk pasangan penerima-pemancar dan memastikan prestasi optimum dalam aplikasi penderiaan. Ini menjadikannya sesuai untuk pasaran yang melibatkan pengesanan objek, penderiaan jarak, suis tanpa sentuh, dan pautan data optik asas.

1. Gambaran Keseluruhan Produk

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. LTE-4238R boleh meleraikan sehingga 150 mW kuasa. Ia mengendalikan arus hadapan puncak 2 Ampere di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10 mikrosaat), manakala arus hadapan berterusan maksimum ialah 100 mA. Peranti ini boleh menahan voltan songsang sehingga 5 Volt. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, dan ia boleh disimpan dalam persekitaran dari -55°C hingga +100°C. Untuk pemasangan, wayar boleh dipateri pada 260°C selama maksimum 5 saat, dengan syarat titik pateri sekurang-kurangnya 1.6mm dari badan pakej.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini ditentukan pada suhu ambien (T_A) 25°C dan arus hadapan ujian (I_F) 20mA, yang berfungsi sebagai titik operasi piawai. Kekuatan sinaran (I_E), ukuran kuasa optik yang dipancarkan per sudut pepejal, mempunyai nilai tipikal 4.81 mW/sr. Kejadian sinaran apertur (E_e), mewakili ketumpatan kuasa, biasanya 0.64 mW/cm². Peranti memancarkan cahaya pada panjang gelombang puncak (λ_Puncak) 880 nanometer, yang berada dalam spektrum inframerah dekat. Lebar jalur spektrum, ditakrifkan sebagai separuh lebar (Δλ), ialah 50 nm, menunjukkan penyebaran panjang gelombang di sekitar puncak. Voltan hadapan (V_F) biasanya berjulat dari 1.3V hingga 1.8V pada 20mA. Arus songsang (I_R) adalah maksimum 100 µA apabila bias songsang 5V dikenakan. Sudut pandangan (2θ_1/2), di mana kekuatan sinaran jatuh kepada separuh nilai maksimumnya, ialah 20 darjah, mentakrifkan pancaran yang agak sempit.

3. Penjelasan Sistem Binning

Dokumen teknikal menunjukkan bahawa peranti "DIPILIH MENGIKUT JULAT KEKUATAN DALAM TALIAN DAN KEKUATAN SINARAN KHUSUS." Ini membayangkan proses binning atau pengisihan berdasarkan parameter output optik yang diukur. Walaupun kod bin khusus tidak disenaraikan dalam petikan ini, binning tipikal untuk pemancar sedemikian melibatkan pengelompokan komponen mengikut kekuatan sinaran (I_E) dan kadangkala voltan hadapan (V_F) untuk memastikan konsistensi prestasi dalam aplikasi. Pereka bentuk perlu merujuk kepada pengeluar untuk spesifikasi binning terperinci untuk memilih bahagian yang memenuhi keperluan kekuatan tepat untuk aplikasi mereka.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen teknikal termasuk beberapa keluk ciri tipikal. Rajah 1 menunjukkan Taburan Spektrum, memplot kekuatan sinaran relatif terhadap panjang gelombang. Ia mengesahkan puncak pada 880nm dan separuh lebar 50nm. Rajah 2 menggambarkan hubungan antara Arus Hadapan dan Suhu Ambien, menunjukkan bagaimana arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu meningkat untuk kekal dalam had peleraian kuasa. Rajah 3 ialah keluk Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (I-V), menunjukkan ciri eksponen diod. Rajah 4 menunjukkan bagaimana Kekuatan Sinaran Relatif berubah dengan Suhu Ambien, biasanya menunjukkan penurunan output apabila suhu meningkat. Rajah 5 memplot Kekuatan Sinaran Relatif terhadap Arus Hadapan, menunjukkan hubungan hampir linear antara arus pacuan dan output cahaya dalam julat operasi. Akhirnya, Rajah 6 ialah Gambar Rajah Sinaran, plot kutub yang menggambarkan taburan ruang cahaya yang dipancarkan, mengesahkan sudut pandangan 20 darjah.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti menggunakan pakej plastik mini yang menghadap hujung. Nota dimensi utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter (dengan inci dalam kurungan), toleransi piawai ialah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya, penonjolan resin maksimum di bawah flen ialah 1.0mm, dan jarak wayar diukur pada titik di mana wayar keluar dari pakej. Lukisan dimensi tepat dirujuk tetapi tidak diterangkan sepenuhnya dalam teks yang disediakan.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Untuk LED inframerah, wayar yang lebih panjang biasanya anod (positif), dan wayar yang lebih pendek ialah katod (negatif). Pakej juga mungkin mempunyai sisi rata atau tanda lain berhampiran katod. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan litar untuk mengelakkan kerosakan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Penarafan maksimum mutlak menentukan suhu pateri wayar: 260°C untuk maksimum 5 saat, dengan syarat ini dikenakan sekurang-kurangnya 1.6mm (0.063") dari badan pakej. Ini adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan haba pada die semikonduktor dan enkapsulasi plastik. Untuk pateri aliran semula, profil piawai dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C dan kawalan berhati-hati masa di atas likuidus adalah disyorkan. Peranti harus disimpan dalam persekitaran kering, anti-statik sebelum digunakan. Maklumat tahap kepekaan kelembapan (MSL), jika berkenaan, harus diperoleh daripada pengeluar.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian ialah LTE-4238R. Dokumen teknikal merujuk kepada nombor spesifikasi (DS-50-98-0043) dan semakan (C). Butiran pembungkusan khusus (cth., dimensi pita dan gegelung, kuantiti per gegelung) tidak disediakan dalam petikan ini. Kod "BNS-OD-C131/A4" dan "BNS-OD-FC001/A4" kemungkinan merujuk kepada nombor kawalan dokumen dalaman. Untuk pesanan, nombor bahagian asas LTE-4238R digunakan, dan sebarang kod binning atau pemilihan khas akan ditambahkan mengikut sistem pengeluar.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LTE-4238R adalah sesuai untuk aplikasi yang memerlukan sumber IR yang dipadankan. Penggunaan utamanya adalah bersama dengan fototransistor yang dipadankan secara spektrum (seperti siri LTR-3208) untuk membentuk pemutus optik atau sensor objek pantulan. Aplikasi biasa termasuk pengesanan kertas dalam pencetak dan mesin salinan, penderiaan slot atau tepi, pengiraan objek, pengesanan jarak dalam perkakas, dan suis tanpa sentuh mudah. Pakej jernih menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana pemancar mungkin kelihatan, walaupun cahaya 880nm sebahagian besarnya tidak kelihatan oleh mata manusia.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

1. Had Arus:LED IR ialah peranti yang didorong oleh arus. Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri yang dikira berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan hadapan LED (V_F~1.8V maks), dan arus hadapan yang dikehendaki (I_F). Jangan melebihi penarafan arus berterusan 100mA. Untuk operasi berdenyut, pastikan lebar denyut dan kitar tugas kekal dalam had yang ditentukan untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.
2. Pengurusan Haba:Penarafan peleraian kuasa 150 mW tidak boleh dilebihi. Pada suhu ambien yang lebih tinggi, kurangkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan seperti yang ditunjukkan dalam keluk ciri.
3. Penjajaran Optik:Untuk prestasi terbaik dalam sistem sensor berpasangan, pastikan penjajaran mekanikal yang tepat antara pemancar dan pengesan. Sudut pandangan sempit 20 darjah membantu dalam arah tetapi memerlukan penempatan yang berhati-hati.
4. Kekebalan Cahaya Ambien:Walaupun fotopengesan yang dipadankan membantu, mereka bentuk baffle optik atau menggunakan isyarat IR termodulasi boleh meningkatkan kekebalan terhadap gangguan cahaya ambien dalam aplikasi penderiaan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama LTE-4238R ialah padanan mekanikal dan spektrumnya yang jelas dengan siri fototransistor tertentu. Ini menjamin kecekapan gandingan optimum dan memudahkan proses reka bentuk untuk sensor optik, kerana pasangan itu dicirikan untuk bekerja bersama. Berbanding dengan pemancar IR generik, padanan ini boleh membawa kepada kepekaan yang lebih tinggi, julat yang lebih besar, atau prestasi yang lebih konsisten dalam aplikasi akhir. Pakej jernih menawarkan kecekapan penghantaran yang sedikit lebih tinggi berbanding pakej berwarna, memaksimumkan output cahaya. Saiz mininya menjadikannya sesuai untuk reka bentuk yang terhad ruang.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan panjang gelombang puncak 880nm?
J: 880nm berada dalam julat inframerah dekat. Ia tidak kelihatan oleh mata manusia, menjadikannya tersembunyi untuk aplikasi penderiaan. Ia juga sejajar dengan baik dengan kepekaan puncak fotopengesan silikon (seperti fototransistor), memastikan pengesanan yang cekap.

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal?
J: Ia bergantung pada keupayaan sumber arus pin. Pin MCU tipikal boleh menyumber 20-25mA, yang berada dalam julat operasi. Walau bagaimanapun, anda MESTI memasukkan perintang had arus bersiri. Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan atau pin tanpa kawalan arus.

S: Bagaimana saya mentafsir "Sudut Pandangan" 20 darjah?
J: Ini ialah sudut penuh di mana keamatan cahaya yang dipancarkan adalah sekurang-kurangnya separuh daripada nilai maksimumnya (paksi). Sudut 20 darjah agak sempit, menghasilkan pancaran yang lebih fokus berbanding pemancar sudut lebar. Ini bermanfaat untuk aplikasi jarak jauh atau penjajaran tepat.

S: Apakah maksud "dipadankan secara spektrum"?
J: Ia bermaksud spektrum pancaran LTE-4238R (berpusat pada 880nm) direka untuk bertindih secara optimum dengan keluk tindak balas spektrum fototransistor yang ditentukan. Ini memaksimumkan jumlah cahaya yang dipancarkan yang sebenarnya boleh "dilihat" oleh pengesan dan ditukar kepada isyarat elektrik.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Sensor Pengesanan Objek:Letakkan LTE-4238R dan fototransistor padanannya saling berhadapan merentasi jurang. Apabila objek melalui jurang, ia mengganggu pancaran IR, menyebabkan output fototransistor berubah. Litar mudah ini boleh digunakan untuk mengira objek pada tali sawat atau mengesan kehadiran kertas dalam dulang pencetak. Arus melalui LED boleh ditetapkan kepada 20mA menggunakan perintang: R = (V_CC- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V dan V_F1.6V, R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170 Ohm (gunakan perintang 180 Ohm piawai).

Contoh 2: Sensor Pantulan:Pasang pemancar dan pengesan bersebelahan, dihalakan ke titik yang sama. Cahaya IR dari pemancar dipantulkan dari permukaan (seperti objek putih atau pita pantulan) dan dikesan oleh fototransistor. Persediaan ini boleh mengesan kedekatan objek atau membaca corak terkod. Sudut pandangan sempit membantu mengurangkan silang bicara antara pemancar dan pengesan dalam konfigurasi rapat ini.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Pemancar inframerah seperti LTE-4238R ialah diod semikonduktor. Apabila bias hadapan (voltan positif dikenakan pada anod berbanding katod), elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau aktif bahan semikonduktor (biasanya berdasarkan arsenida galium, GaAs). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Komposisi bahan dan struktur khusus semikonduktor menentukan panjang gelombang foton yang dipancarkan, yang dalam kes ini berpusat pada 880nm dalam spektrum inframerah. Pakej epoksi jernih membungkus dan melindungi die semikonduktor sambil membenarkan cahaya yang dijana keluar dengan cekap.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Pemancar inframerah kekal sebagai komponen asas dalam optoelektronik. Trend dalam bidang ini termasuk pembangunan pemancar dengan kekuatan sinaran dan kecekapan yang lebih tinggi dari pakej yang lebih kecil, membolehkan sensor yang lebih berkuasa atau jarak lebih jauh. Terdapat juga peralihan ke arah pakej peranti permukaan-pasang (SMD) untuk pemasangan automatik, walaupun pakej lubang-lalui seperti ini masih digunakan secara meluas untuk prototaip dan aplikasi tertentu. Integrasi adalah trend lain, dengan modul gabungan pemancar-pengesan menjadi lebih biasa, memudahkan reka bentuk sistem lebih lanjut. Prinsip asas elektroluminesens dalam semikonduktor telah mantap, tetapi kemajuan sains bahan terus meningkatkan prestasi, kebolehpercayaan, dan keberkesanan kos.