Spesifikasi Lengkap Pemancar dan Pengesan Inframerah LTLE-32F0L-032A - Pakej T-1 3/4 - Panjang Gelombang 850nm - Voltan Hadapan 1.95V - Penyerakan Kuasa 180mW - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen pemancar dan pengesan inframerah (IR) diskret. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan pancaran dan pengesanan cahaya inframerah, beroperasi pada panjang gelombang puncak 850 nanometer (nm). Ia dibungkus dalam pakej diameter T-1 3/4 yang popular dengan enkapsulasi lutsinar, menjadikannya sesuai untuk pelbagai sistem optoelektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Komponen ini menawarkan beberapa kelebihan utama termasuk operasi berkelajuan tinggi, penggunaan kuasa rendah, dan kecekapan tinggi. Ia mematuhi piawaian alam sekitar bebas plumbum (Pb-free) dan RoHS. Aplikasi utamanya termasuk penggunaan sebagai pemancar IR 850nm, integrasi ke dalam sistem penglihatan malam untuk kamera, dan pelbagai aplikasi sensor di mana cahaya inframerah digunakan untuk penderiaan jarak dekat, penghantaran data, atau pengesanan objek.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian berikut memberikan tafsiran objektif yang terperinci mengenai parameter utama peranti.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu ambien (TA) 25°C.

• Penyerakan Kuasa (Pd):180 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh peranti sebagai haba tanpa melebihi had termanya.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):1 A. Ini adalah arus maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10μs). Melebihi ini boleh menyebabkan kegagalan katastrofik.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):100 mA. Arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh merosakkan simpang semikonduktor.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti dijamin beroperasi mengikut spesifikasinya.
• Julat Suhu Penyimpanan:-55°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri Kaki:320°C selama 3 saat, diukur 4.0mm dari badan komponen.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian tertentu pada TA=25°C.

• Keamatan Sinaran (I_E):28 mW/sr (tipikal). Ini mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian) apabila didorong pada arus hadapan (I_F) 50mA. Ia adalah metrik utama untuk kecerahan pemancar.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_Puncak):850 nm. Panjang gelombang di mana pemancar mengeluarkan kuasa optik paling banyak. Ini berada dalam spektrum inframerah dekat, tidak kelihatan oleh mata manusia tetapi boleh dikesan oleh fotodiod silikon dan banyak sensor kamera.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):50 nm. Ini menunjukkan lebar jalur spektrum; julat panjang gelombang di mana kuasa optik yang ketara dipancarkan. Nilai 50nm adalah tipikal untuk pemancar IR GaAs/AlGaAs standard.
• Voltan Hadapan (V_F):1.6V (Min), 1.95V (Tip), tidak dinyatakan Maks pada I_F=50mA. Ini adalah susut voltan merentasi peranti apabila mengalirkan arus. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu had arus.
• Arus Songsang (I_R):100 μA (Maks) pada V_R=5V. Arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):60 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilai maksimumnya (pada paksi). Ia menentukan penyebaran pancaran cahaya yang dipancarkan.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Taburan Spektrum

Rajah 1 menunjukkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang. Lengkung ini berpusat pada 850nm dengan separuh lebar 50nm yang ditentukan, mengesahkan ciri spektrum. Maklumat ini adalah penting untuk memastikan keserasian dengan kepekaan spektrum pengesan yang dimaksudkan (contohnya, fotodiod silikon atau penapis IR kamera).

3.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Rajah 3 menggambarkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan. Lengkung ini bersifat eksponen, tipikal untuk diod. Ia menunjukkan bahawa voltan hadapan meningkat dengan arus. Pereka menggunakan lengkung ini untuk memilih perintang had arus yang sesuai untuk mencapai titik operasi yang dikehendaki (contohnya, 50mA untuk keamatan sinaran yang ditentukan) tanpa melebihi penarafan maksimum.

3.3 Kebergantungan Suhu

Rajah 2 dan 4 menggambarkan kesan suhu ambien pada prestasi peranti.

• Arus Hadapan vs. Suhu Ambien (Rajah 2):Kemungkinan menunjukkan bagaimana voltan hadapan pada arus tetap berkurangan apabila suhu meningkat (pekali suhu negatif), satu sifat biasa dalam LED.
• Keamatan Sinaran Relatif vs. Suhu Ambien (Rajah 4):Menunjukkan bahawa kuasa output optik pemancar berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Pengurangan ini adalah kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi; arus pemacu mungkin perlu ditingkatkan (dalam had) untuk mengekalkan output cahaya yang malar, atau pengurusan terma mungkin diperlukan.

3.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan

Rajah 5 menunjukkan bagaimana kuasa output optik meningkat dengan arus pemacu. Hubungan ini secara amnya linear dalam satu julat tetapi akhirnya akan tepu pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh had terma dan kecekapan. Beroperasi berhampiran titik tipikal 50mA memastikan kecekapan dan jangka hayat yang baik.

3.5 Gambarajah Sinaran

Rajah 6 adalah plot kutub yang menunjukkan taburan sudut keamatan cahaya yang dipancarkan, mewakili secara visual sudut pandangan 60 darjah. Keamatan adalah tertinggi di sepanjang paksi tengah (0°) dan berkurangan ke arah tepi.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Garis Besar

Peranti menggunakan pakej bulat T-1 3/4 (5mm) standard. Nota dimensi utama termasuk: semua dimensi dalam mm (inci), toleransi ±0.25mm melainkan dinyatakan, penonjolan resin maksimum di bawah flens 0.5mm, dan jarak kaki diukur pada titik keluar pakej. Lukisan mekanikal tepat memberikan maklumat kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB, memastikan pemasangan dan penjajaran yang betul.

4.2 Dimensi Pembungkusan Pita dan Gegelung

Untuk pemasangan automatik, komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul. Bahagian 6 menyediakan jadual terperinci dimensi pita termasuk diameter lubang suapan (D: 3.8-4.2mm), pic komponen (P: 12.5-12.9mm), dimensi poket (P1, P2, H), dan lebar pita (W3: 17.5-19.0mm). Pita pelekat (lebar W1: 12.5-13.5mm) menutup komponen dalam poket. Spesifikasi ini adalah penting untuk memprogram mesin pick-and-place dan mereka bentuk sistem feeder.

5. Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan.

5.1 Penyimpanan

Komponen harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% kelembapan relatif. Jika dikeluarkan dari beg penghalang kelembapan asal, ia harus digunakan dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan lebih lama di luar beg, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau pengering nitrogen untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa pateri.

5.2 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan, gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol. Bahan kimia keras boleh merosakkan kanta epoksi.

5.3 Pembentukan Kaki

Bengkokkan kaki pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta. Jangan gunakan badan pakej sebagai fulkrum. Pembentukan mesti dilakukan pada suhu bilik dan sebelum pateri. Gunakan daya minimum semasa pemasukan PCB untuk mengelakkan tekanan.

5.4 Parameter Pateri

Kekalkan jarak minimum 3mm dari pangkal kanta ke titik pateri. Jangan sekali-kali rendam kanta dalam pateri.

• Besi Pateri:Maks 350°C untuk maks 3 saat (sekali sahaja).
• Pateri Gelombang:Pra-panas ≤100°C untuk ≤60 saat, gelombang pateri ≤320°C untuk ≤3 saat. Kedudukan celupan mestilah tidak lebih rendah daripada 2mm dari pangkal kanta.
• Nota Penting:Suhu atau masa yang berlebihan boleh mengubah bentuk kanta atau memusnahkan peranti. Reflow inframerah (IR) TIDAK sesuai untuk komponen lubang melalui ini.

6. Pertimbangan Aplikasi dan Reka Bentuk

6.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Ini adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang pemancar secara selari, perintang had arus mesti diletakkan secara bersiri dengansetiap LED individu(Litar A). Hanya menyambungkan LED secara selari dengan satu perintang kongsi (Litar B) tidak disyorkan disebabkan variasi dalam voltan hadapan (V_F) setiap peranti, yang akan menyebabkan pengagihan arus tidak sekata dan seterusnya kecerahan tidak sekata.

6.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Komponen ini sensitif kepada ESD dan lonjakan kuasa. Langkah pencegahan adalah wajib:

• Gunakan tali pergelangan tangan berasaskan tanah dan sarung tangan anti-statik.
• Pastikan semua peralatan, stesen kerja, dan rak penyimpanan dibumikan dengan betul.
• Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik.

6.3 Skop Aplikasi dan Kebolehpercayaan

Peranti ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa (pejabat, komunikasi, isi rumah). Untuk aplikasi di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, perubatan, sistem keselamatan), perundingan dan kelayakan khas diperlukan sebelum digunakan, kerana data kebolehpercayaan standard mungkin tidak mencukupi untuk kegunaan kritikal sedemikian.

7. Perbandingan Teknikal dan Trend

7.1 Pembezaan

Panjang gelombang 850nm menawarkan keseimbangan antara kepekaan pengesan silikon yang baik dan penyerapan yang lebih rendah dalam banyak bahan berbanding panjang gelombang IR yang lebih panjang. Pakej T-1 3/4 adalah standard industri, memastikan keserasian luas dengan soket dan susun atur PCB. Kanta lutsinar (berbanding berwarna) memaksimumkan output cahaya untuk fungsi pemancar.

7.2 Prinsip Operasi

Sebagai Pemancar IR (IRED): Apabila dipincang hadapan melebihi voltan ambangnya, elektron dan lubang bergabung semula dalam rantau aktif semikonduktor (kemungkinan GaAs/AlGaAs), membebaskan tenaga dalam bentuk foton pada panjang gelombang ciri 850nm. Kanta epoksi lutsinar membentuk dan mengarahkan output cahaya ini.

Sebagai Pengesan (Fotodiod): Apabila foton dengan tenaga yang mencukupi menghentam simpang semikonduktor, ia menjana pasangan elektron-lubang, mencipta arus foto apabila peranti dipincang songsang. Arus ini berkadar dengan keamatan cahaya tuju.

7.3 Trend Reka Bentuk

Industri terus mendorong ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), kelajuan yang dipertingkatkan untuk penghantaran data, dan kebolehpercayaan yang dipertingkatkan. Pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) semakin biasa untuk pemasangan automatik, walaupun pakej lubang melalui seperti ini kekal penting untuk prototaip, aplikasi kuasa tinggi, atau senario yang memerlukan pemasangan mekanikal yang kukuh.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 5V atau 3.3V?

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus bersiri. Contohnya, untuk mencapai 50mA dari bekalan 5V dengan V_Ftipikal 1.95V: R = (5V - 1.95V) / 0.05A = 61 Ohm. Perintang 62 Ohm akan sesuai. Sentiasa semak V_Fsebenar dan penarafan kuasa perintang.

S: Apakah perbezaan antara "Keamatan Sinaran" (mW/sr) dan "Sudut Pandangan"?

J: Keamatan Sinaran mengukur kepekatan kuasa optik dalam arah tertentu (per steradian). Sudut Pandangan menerangkan penyebaran sudut pancaran itu. Peranti dengan keamatan sinaran tinggi tetapi sudut pandangan sempit menghasilkan titik yang sangat fokus dan kuat. Peranti ini mempunyai sudut pandangan sederhana 60°, memberikan keseimbangan yang baik antara kepekatan pancaran dan liputan.

S: Mengapakah kelembapan penyimpanan penting?

J: Pembungkusan epoksi boleh menyerap kelembapan. Semasa proses pateri suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh memecahkan pakej atau meleraikan ikatan dalaman—kegagalan yang dikenali sebagai "popcorning."

S: Bolehkah saya menggunakan ini untuk penghantaran data berkelajuan tinggi seperti alat kawalan jauh IR?

J: Walaupun ia disenaraikan sebagai "berkelajuan tinggi," kesesuaiannya bergantung pada kadar data yang diperlukan. Penarafan denyut 10μs untuk arus puncak mencadangkan ia boleh mengendalikan denyut yang agak pantas. Untuk komunikasi berkelajuan sangat tinggi (contohnya, IrDA), komponen yang dicirikan khusus untuk masa naik/turun yang lebih pantas akan lebih sesuai.