Spesifikasi Teknikal Lengkap Pemancar dan Pengesan Inframerah LTE-R38386AS-ZF - Panjang Gelombang 850nm - Arus Hadapan 1A - Voltan Maksimum 3.6V - Penyerakan Kuasa 3.6W - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk komponen inframerah diskret yang direka untuk aplikasi yang memerlukan kuasa tinggi, kelajuan tinggi, dan sudut pandangan yang luas. Peranti ini adalah pemancar inframerah yang beroperasi pada panjang gelombang puncak 850nm, dihasilkan menggunakan teknologi AlGaAs untuk prestasi berkelajuan tinggi. Ia adalah sebahagian daripada rangkaian produk yang lebih luas yang merangkumi pelbagai pemancar dan pengesan inframerah seperti GaAs IRED 940nm, Fotodiod PIN, dan Fototransistor. Komponen ini direka untuk mematuhi pematuhan RoHS dan diklasifikasikan sebagai Produk Hijau.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama komponen ini termasuk sumber cahaya LED berkuasa tinggi, prestasi tinggi dengan jangka hayat operasi yang panjang, dan keupayaan untuk mengendalikan arus pemacu yang tinggi. Ciri-ciri ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi inframerah yang mencabar. Pasaran dan aplikasi sasaran terutamanya dalam elektronik pengguna dan perindustrian, khususnya di mana isyarat inframerah yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci mengenai parameter elektrik, optik, dan terma utama peranti seperti yang dinyatakan di bawah keadaan ujian piawai (TA=25°C).

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini direka untuk beroperasi dalam had yang ketat untuk memastikan kebolehpercayaan dan mengelakkan kerosakan. Penyerakan kuasa maksimum ialah 3.6 Watt. Ia boleh mengendalikan arus hadapan puncak 5 Ampere di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10μs) dan arus hadapan DC berterusan 1 Ampere. Voltan songsang maksimum yang dibenarkan ialah 5 Volt. Rintangan terma dari simpang ditetapkan pada 9 K/W, yang penting untuk reka bentuk pengurusan haba. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, dan julat suhu penyimpanan adalah dari -55°C hingga +100°C. Komponen ini boleh menahan pematerian inframerah pada 260°C selama maksimum 10 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Di bawah keadaan ujian arus hadapan 1A (IF), peranti mempamerkan keamatan sinaran (IE) dengan nilai tipikal 320 mW/sr dan minimum 200 mW/sr. Fluks sinaran total (Фe) biasanya 1270 mW. Panjang gelombang pancaran puncak (λPuncak) ialah 850 nm, dengan separuh lebar garis spektrum (Δλ) 50 nm, yang menentukan lebar jalur optiknya. Voltan hadapan (VF) berjulat dari 2.5V (min) hingga 3.6V (maks), dengan nilai tipikal 3.1V pada 1A. Arus songsang (IR) adalah maksimum 10 μA pada voltan songsang (VR) 5V. Masa naik dan turun isyarat (Tr/Tf) biasanya 30 nanosaat (diukur dari 10% hingga 90%). Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 150 darjah, di mana θ1/2 ialah sudut luar paksi di mana keamatan sinaran adalah separuh nilai pada paksi pusat.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa lengkung ciri tipikal yang penting untuk reka bentuk litar dan ramalan prestasi di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Taburan Spektrum

Rajah 1 menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang. Lengkung ini berpusat pada 850 nm, mengesahkan panjang gelombang pancaran puncak, dengan separuh lebar 50 nm menunjukkan penyebaran spektrum cahaya inframerah yang dipancarkan.

3.2 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Rajah 2 menggambarkan hubungan antara arus hadapan yang dibenarkan dan suhu persekitaran. Lengkung penurunan nilai ini adalah penting untuk menentukan arus operasi selamat maksimum pada suhu tinggi untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang.

3.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan

Rajah 3 mempersembahkan lengkung ciri IV (Arus-Voltan). Ia menunjukkan hubungan tidak linear, yang tipikal untuk diod, dan digunakan untuk mengira penyerakan kuasa (Vf * If) dan mereka bentuk litar pembatas arus yang sesuai.

3.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Suhu Persekitaran dan Arus Hadapan

Rajah 4 dan 5 menggambarkan bagaimana kuasa output optik (relatif kepada nilainya pada IF=1A) berubah dengan suhu persekitaran dan arus hadapan, masing-masing. Graf ini membantu pereka memahami variasi kecekapan dan kestabilan output di bawah keadaan operasi yang berbeza.

3.5 Corak Sinaran

Rajah 6 ialah gambar rajah sinaran kutub yang menunjukkan taburan ruang cahaya inframerah yang dipancarkan. Lobus lebar dan licin mengesahkan sudut pandangan 150 darjah, yang penting untuk aplikasi yang memerlukan liputan luas atau toleransi penjajaran.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Garis Besar

Dokumen ini memberikan lukisan mekanikal terperinci komponen. Semua dimensi dinyatakan dalam milimeter, dengan toleransi piawai ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan termasuk ciri utama yang diperlukan untuk reka bentuk tapak PCB dan integrasi mekanikal.

4.2 Dimensi Pad Pematerian yang Dicadangkan

Corak tanah PCB yang disyorkan (susun atur pad pematerian) disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, kestabilan mekanikal, dan prestasi terma semasa proses pemasangan. Mematuhi dimensi ini adalah dinasihatkan untuk pembuatan yang boleh dipercayai.

4.3 Pengenalpastian Kutub

Katod ditandakan dengan jelas dalam gambar rajah dimensi pakej. Orientasi kutub yang betul semasa pemasangan adalah penting untuk peranti berfungsi.

5. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian dan pemasangan yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpercayaan dan prestasi peranti.

5.1 Keadaan Penyimpanan

Untuk pakej tertutup, penyimpanan hendaklah pada 30°C atau kurang dan Kelembapan Relatif (RH) 90% atau kurang, dengan tempoh penggunaan yang disyorkan dalam satu tahun. Untuk pakej yang dibuka, persekitaran tidak boleh melebihi 30°C atau 60% RH. Komponen yang dikeluarkan dari pembungkusan asal hendaklah dipateri aliran semula dalam tempoh satu minggu. Untuk penyimpanan lebih lama di luar pakej asal, penyimpanan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering nitrogen adalah disyorkan. Komponen yang disimpan di luar pembungkusan selama lebih daripada seminggu hendaklah dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum dipateri.

5.2 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol yang harus digunakan.

5.3 Parameter Pematerian

Keadaan pematerian terperinci disediakan untuk kedua-dua proses pematerian aliran semula dan pematerian tangan. Untuk pematerian aliran semula: pra-panas pada 150–200°C selama maksimum 120 saat, dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C selama maksimum 10 saat (maksimum dua kitaran aliran semula dibenarkan). Untuk penggunaan besi pemateri: suhu maksimum 300°C selama maksimum 3 saat setiap kaki. Dokumen ini merujuk profil piawai JEDEC sebagai asas untuk persediaan proses dan menekankan keperluan pencirian khusus papan kerana variasi dalam reka bentuk, pes, dan peralatan.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Dimensi Pakej Pita dan Gegelung

Komponen ini dibekalkan pada gegelung 7 inci, dengan 600 keping setiap gegelung. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA 481-1-A-1994. Dimensi terperinci untuk pita pembawa dan gegelung disediakan. Nota menyatakan bahawa poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup dan maksimum dua bahagian hilang berturut-turut dibenarkan.

7. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Penggunaan yang Diniatkan dan Amaran

Peranti ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa dalam aplikasi pejabat, komunikasi, dan isi rumah. Perundingan diperlukan sebelum digunakan dalam aplikasi di mana kebolehpercayaan luar biasa diperlukan, terutamanya di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (contohnya, penerbangan, sistem perubatan, peranti keselamatan).

7.2 Reka Bentuk Litar Pemacu

Oleh kerana LED adalah peranti yang dikendalikan oleh arus, perintang pembatas arus mesti digunakan secara bersiri dengan setiap LED apabila berbilang peranti disambung secara selari. Amalan ini, digambarkan sebagai "Model Litar (A)" dalam lembaran data, adalah penting untuk memastikan keseragaman keamatan merentasi semua LED. Litar alternatif tanpa perintang individu ("Model Litar (B)") mungkin mengakibatkan variasi kecerahan disebabkan oleh taburan voltan hadapan (Vf) semula jadi di antara LED, menyebabkan ketidakseimbangan arus.

7.3 Pengurusan Haba

Memandangkan penarafan penyerakan kuasa 3.6W dan rintangan terma (Rθj) 9 K/W, pengurusan haba yang berkesan pada PCB adalah perlu. Pereka mesti memastikan kawasan kuprum atau penyejukan haba yang mencukupi untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam suhu persekitaran yang tinggi, seperti yang ditunjukkan oleh lengkung penurunan nilai.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

IRED AlGaAs 850nm ini diposisikan untuk aplikasi berkelajuan tinggi. Berbanding dengan IRED GaAs 940nm piawai yang sering digunakan dalam kawalan jauh, panjang gelombang 850nm boleh menawarkan prestasi yang lebih baik dengan pengesan berasaskan silikon (yang mempunyai sensitiviti lebih tinggi sekitar 800-900nm) dan biasa digunakan dalam sistem penghantaran data dan pengawasan. Output kuasa tinggi (320 mW/sr tipikal) dan kelajuan pensuisan pantas (30 ns tipikal) adalah pembeza utama untuk aplikasi yang memerlukan isyarat kuat atau kadar data tinggi.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah perbezaan antara keamatan sinaran (mW/sr) dan fluks sinaran total (mW)?

J: Keamatan sinaran mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian) sepanjang paksi pusat, menunjukkan betapa pekatnya pancaran. Fluks sinaran total ialah kuasa optik bersepadu yang dipancarkan ke semua arah. Sudut pandangan lebar 150° peranti ini bermakna fluks totalnya jauh lebih tinggi daripada keamatan paksi yang dicadangkan untuk pemancar sudut sempit.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan sumber voltan malar?

J: Ia tidak disyorkan. LED memerlukan kawalan arus. Voltan hadapan (Vf) mempunyai julat (2.5V hingga 3.6V). Sumber voltan malar yang ditetapkan dalam julat ini boleh membawa kepada variasi arus yang berlebihan antara unit, berpotensi memacu berlebihan sesetengahnya dan menyebabkan kecerahan tidak konsisten atau kerosakan. Sentiasa gunakan perintang bersiri atau pemacu arus malar.

S: Bagaimanakah saya mentafsir sudut pandangan 150 darjah (2θ1/2)?

J: Sudut pandangan ialah sudut penuh di mana keamatan adalah sekurang-kurangnya separuh daripada keamatan puncak (pada paksi). Oleh itu, θ1/2 ialah 75 darjah dari paksi. Cahaya dipancarkan dengan keamatan berguna merentasi kon 150 darjah yang sangat luas ini.

10. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Kes 1: Penderia Kedekatan / Pengesanan Objek:Pemancar boleh dipasangkan dengan pengesan fototransistor atau fotodiod berasingan. Sudut pandangan yang luas memudahkan penjajaran. Objek yang melalui antara pemancar dan pengesan mengganggu pancaran, mencetuskan isyarat pengesanan. Kuasa tinggi membolehkan jarak penderiaan yang lebih panjang atau operasi dalam persekitaran dengan beberapa bunyi IR ambien.

Kes 2: Pautan Data Inframerah Mudah:Masa naik/turun pantas 30 ns membolehkannya dimodulat pada frekuensi tinggi (ke dalam julat MHz), sesuai untuk penghantaran data tanpa wayar jarak pendek. Dengan memacunya dengan arus termodulat dari mikropengawal atau IC pengekod, dan menggunakan litar penerima yang ditala dengan fotodiod, pautan komunikasi siri asas boleh ditubuhkan.

Kes 3: Tatasusunan Multi-Pemancar untuk Pencahayaan:Untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kawasan dalam spektrum inframerah (contohnya, untuk kamera CCTV dengan penglihatan malam), berbilang unit boleh disusun pada PCB. Litar pemacu mesti termasuk perintang pembatas arus individu untuk setiap pemancar (seperti Litar A) untuk memastikan output seragam merentasi tatasusunan walaupun terdapat variasi Vf.

11. Prinsip Operasi

Peranti ini ialah Diod Pemancar Inframerah (IRED). Ia beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila arus hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau aktif (dibuat daripada AlGaAs), membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi bahan khusus (AlGaAs) dan struktur direka supaya jurang jalur tenaga sepadan dengan panjang gelombang foton 850 nanometer, yang berada dalam rantau inframerah dekat spektrum elektromagnet, tidak kelihatan oleh mata manusia tetapi boleh dikesan oleh penderia berasaskan silikon.

12. Trend dan Konteks Industri

Komponen inframerah terus berkembang ke arah kecekapan lebih tinggi, kelajuan lebih tinggi, dan integrasi lebih besar. Trend termasuk pembangunan VCSEL (Laser Permukaan-Memancar Rongga Menegak) untuk komunikasi data yang lebih tepat dan berkelajuan tinggi (contohnya, dalam LiDAR dan pautan data optik) dan integrasi pemancar dengan pemacu dan pengesan dengan penguat ke dalam modul tunggal. Walau bagaimanapun, komponen diskret seperti IRED ini kekal penting untuk keberkesanan kos, fleksibiliti reka bentuk, dan kebolehpercayaan dalam pelbagai aplikasi yang mantap dan baru muncul, dari elektronik pengguna ke automasi perindustrian dan penderia IoT. Fokus pada pematuhan RoHS dan Produk Hijau mencerminkan peralihan seluruh industri ke arah pembuatan yang sedar alam sekitar.