Spesifikasi Teknikal LED Pemancar Inframerah LTE-1650 - Pakej Jernih - Voltan Hadapan 1.6V - Kuasa 100mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTE-1650 ialah pemancar inframerah (IR) miniatur jenis pandang hujung yang direka untuk aplikasi yang memerlukan pemacu arus tinggi dan ciri-ciri voltan hadapan rendah. Fungsi utamanya ialah memancarkan cahaya inframerah pada panjang gelombang puncak 940 nanometer. Peranti ini dibungkus dalam pakej plastik jernih dan telus, yang merupakan penyelesaian kos efektif untuk pelbagai sistem optoelektronik. Kelebihan teras komponen ini termasuk keupayaannya mengendalikan arus denyut yang ketara, operasi voltan rendah yang mengurangkan penggunaan kuasa dalam litar pemacu, dan sudut pandangan lebarnya yang memudahkan penjajaran optik dalam aplikasi pengguna akhir. Ia biasanya disasarkan kepada pasaran yang melibatkan sistem kawalan jauh, penderia jarak, pengesanan objek, dan automasi perindustrian di mana isyarat IR yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini ditentukan untuk beroperasi dalam had yang ketat untuk memastikan kebolehpercayaan dan jangka hayat. Pelesapan kuasa berterusan maksimum ialah 100 mW pada suhu ambien (T_A) 25°C. Ia boleh menahan arus hadapan puncak 1 Ampere di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10 mikrosaat). Arus hadapan berterusan maksimum dinilai pada 60 mA. Voltan songsang sehingga 5 Volt boleh dikenakan tanpa merosakkan simpang. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan meluas dari -55°C hingga +100°C, menunjukkan toleransi persekitaran yang teguh. Wayar penyambung boleh dipateri pada suhu 260°C selama 5 saat apabila diukur 1.6mm dari badan pakej.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Parameter prestasi utama diukur pada T_A=25°C. Output dicirikan oleh Kedatangan Sinaran Apertur (E_e, dalam mW/cm²) dan Keamatan Sinaran (I_E, dalam mW/sr), kedua-duanya diuji pada arus hadapan (I_F) 20mA. Parameter ini dibin (lihat Seksyen 3). Panjang gelombang pancaran puncak (λ_P) biasanya 940 nm, yang berada dalam spektrum inframerah dekat, sesuai untuk banyak aplikasi penderiaan dan komunikasi kerana tidak kelihatan oleh mata manusia. Lebar separuh garisan spektrum (Δλ) ialah 50 nm, mentakrifkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan. Voltan hadapan (V_F) biasanya 1.6 Volt pada I_F=50mA, dengan maksimum 1.8V, mengesahkan operasi voltan rendahnya. Arus songsang (I_R) adalah maksimum 100 µA pada voltan songsang (V_R) 5V. Sudut pandangan (2θ_1/2) ialah 60 darjah, menyediakan corak sinaran yang luas.

3. Penjelasan Sistem Pembin

LTE-1650 menggunakan sistem pembin prestasi terutamanya berdasarkan Keamatan Sinaran dan Kedatangan Sinaran Apertur. Sistem ini mengkategorikan komponen kepada gred prestasi berbeza (Bin A, B, C, D) untuk memastikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran. Sebagai contoh, pada I_F=20mA, peranti Bin A mempunyai keamatan sinaran antara 1.383 hingga 4.06 mW/sr, manakala peranti Bin D bermula pada 5.11 mW/sr. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang sepadan dengan keperluan kepekaan khusus pengesan mereka atau kekuatan isyarat yang diperlukan untuk aplikasi mereka. Tiada pembin eksplisit ditunjukkan untuk voltan hadapan atau panjang gelombang dalam spesifikasi ini; panjang gelombang dinyatakan sebagai nilai tipikal 940nm.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa graf yang menggambarkan hubungan utama. Rajah 1 menunjukkan Taburan Spektrum, memplot keamatan sinaran relatif terhadap panjang gelombang. Lengkung ini mengesahkan puncak pada 940nm dan lebar spektrum 50nm. Rajah 2 menggambarkan hubungan antara Arus Hadapan dan Suhu Ambien, menunjukkan bagaimana arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat untuk kekal dalam had pelesapan kuasa. Rajah 3 ialah lengkung Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (I-V), menunjukkan hubungan eksponen ciri diod dan V_F rendahnya. Rajah 4 menunjukkan bagaimana Keamatan Sinaran Relatif berubah dengan Suhu Ambien, biasanya menunjukkan penurunan output apabila suhu meningkat. Rajah 5 menggambarkan bagaimana Keamatan Sinaran Relatif berubah dengan Arus Hadapan, menunjukkan hubungan tidak linear antara arus pemacu dan output cahaya. Akhirnya, Rajah 6 ialah Gambarajah Sinaran, plot kutub yang mewakili sudut pandangan 60 darjah secara visual, menunjukkan taburan sudut cahaya inframerah yang dipancarkan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini menggunakan pakej plastik miniatur jenis pandang hujung. Nota dimensi utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter, dengan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Resin di bawah flens mungkin menonjol maksimum 1.5mm. Jarak wayar penyambung diukur pada titik di mana wayar penyambung keluar dari badan pakej. Pakej ini jernih dan telus, yang bermanfaat untuk aplikasi di mana pemancar mungkin kelihatan atau di mana kedudukan cip tepat perlu dikenal pasti untuk penjajaran optik. Reka bentuk pandang hujung bermaksud pancaran cahaya utama adalah dari permukaan atas pakej.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

Spesifikasi paterian utama yang disediakan adalah untuk suhu paterian wayar penyambung. Wayar penyambung boleh menahan suhu 260°C selama 5 saat apabila diukur 1.6mm (0.063 inci) dari badan pakej. Ini adalah parameter kritikal untuk proses paterian gelombang atau paterian tangan. Untuk paterian alir balik, profil alir balik inframerah (IR) atau perolakan standard untuk komponen berpakej plastik secara amnya boleh digunakan, tetapi suhu badan pakej maksimum tidak boleh melebihi maksimum suhu penyimpanan 100°C untuk tempoh yang berpanjangan. Adalah dinasihatkan untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada wayar penyambung semasa dan selepas pemasangan. Keadaan penyimpanan yang betul melibatkan menyimpan komponen dalam persekitaran kering, selamat statik dalam julat suhu penyimpanan yang ditentukan (-55°C hingga +100°C) untuk mengelakkan penyerapan lembapan atau degradasi lain.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Format pembungkusan khusus (cth., pita dan gegelung, pukal) tidak terperinci dalam kandungan yang disediakan. Nombor bahagian jelas dikenal pasti sebagai LTE-1650. Spesifikasi itu sendiri dirujuk oleh No. Spec.: DS-50-95-0017, Semakan B. Kod pembin (A, B, C, D) akan menjadi bahagian kritikal maklumat pesanan untuk memastikan gred prestasi yang betul dibekalkan. Pereka mesti menyatakan bin yang diperlukan semasa membuat pesanan untuk menjamin ciri-ciri keamatan sinaran untuk aplikasi mereka.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LTE-1650 sangat sesuai untuk pelbagai aplikasi. Keupayaan arus denyut tingginya menjadikannya sesuai untuk pemancar kawalan jauh inframerah, di mana letupan kuasa tinggi yang pendek digunakan untuk menghantar isyarat. Sudut pandangan lebar adalah menguntungkan dalam penderiaan jarak dan pengesanan objek, di mana penjajaran tepat antara pemancar dan pengesan mungkin tidak dapat dikawal dengan sempurna. Ia boleh digunakan dalam automasi perindustrian untuk pengiraan, pengisihan, atau penderiaan kedudukan. Kegunaan lain yang berpotensi termasuk penghantaran data jarak pendek, pemutus pancaran sistem keselamatan, dan suis tanpa sentuh.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk dengan LTE-1650, beberapa faktor mesti dipertimbangkan. Litar pemacu mesti menghadkan arus berterusan kepada 60mA atau ke bawah, menghormati lengkung penurunan taraf pada suhu ambien yang lebih tinggi. Untuk operasi berdenyut, pastikan lebar denyut dan kitar tugas tidak menyebabkan pelesapan kuasa purata melebihi 100mW. Voltan hadapan rendah membolehkannya dipacu terus dari logik voltan rendah (cth., sistem 3.3V atau 5V) dengan perintang had arus siri yang mudah. Pilihan bin (A hingga D) akan memberi kesan langsung kepada kekuatan isyarat yang diterima oleh pengesan; bin yang lebih tinggi memberikan lebih banyak keamatan, yang boleh meningkatkan nisbah isyarat-ke-hingar atau membolehkan jarak operasi yang lebih panjang. Pakej jernih tidak menapis cahaya, jadi penapis optik luaran mungkin diperlukan jika penyekatan panjang gelombang tertentu diperlukan. Pelesapan haba secara amnya tidak diperlukan untuk pakej ini di bawah keadaan operasi biasa, tetapi susun atur papan harus membenarkan beberapa pelesapan haba melalui wayar penyambung.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan pemancar IR standard, kelebihan pembezaan utama LTE-1650 ialah gabungankeupayaan arus tinggi(1A denyut, 60mA berterusan) danvoltan hadapan rendah(1.6V tipikal). Banyak pemancar IR mengorbankan satu untuk yang lain. Gabungan ini menjadikannya lebih cekap dan mudah dipacu dari bekalan kuasa biasa.Sudut pandangan lebar 60 darjahadalah satu lagi kelebihan ketara berbanding pemancar sudut sempit, mengurangkan keperluan ketepatan penjajaran dalam pemasangan dan penggunaan produk akhir.Pakej jernih telustidak menawarkan penapisan panjang gelombang semula jadi, yang boleh menjadi kelebihan atau kelemahan bergantung pada aplikasi; ia menyediakan output spektrum penuh cip, manakala pakej berwarna mungkin menyerap sebahagian IR yang dikehendaki atau cahaya merah kelihatan yang dipancarkan oleh sesetengah cip.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

J: Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang had arus. Kira nilai perintang menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Sebagai contoh, dengan V_bekalan=5V, V_F=1.6V, dan I_F yang dikehendaki =20mA, R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170 Ohm. Gunakan nilai piawai seterusnya, cth., 180 Ohm.

S: Apakah perbezaan antara Kedatangan Sinaran Apertur (E_e) dan Keamatan Sinaran (I_E)?

J: Keamatan Sinaran (I_E, mW/sr) mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian), menerangkan betapa fokusnya pancaran. Kedatangan Sinaran Apertur (E_e, mW/cm²) ialah ketumpatan kuasa yang jatuh pada permukaan (seperti pengesan) pada jarak yang ditentukan, yang bergantung pada kedua-dua keamatan dan jarak/geometri. I_Eialah sifat sumber; E_eialah apa yang dilihat oleh pengesan.

S: Bagaimanakah suhu mempengaruhi prestasi?

J: Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung, peningkatan suhu ambien mengurangkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan (Rajah 2) dan biasanya mengurangkan output sinaran untuk arus tertentu (Rajah 4). Voltan hadapan juga mempunyai pekali suhu negatif (berkurang dengan peningkatan suhu), yang harus dipertimbangkan dalam reka bentuk pemacu arus malar.

S: Mengapakah peranti ini dibin?

J: Variasi pembuatan menyebabkan perbezaan kecil dalam kecekapan output cahaya antara LED individu. Pembin mengisihnya ke dalam kumpulan prestasi (A, B, C, D) supaya pereka boleh memilih tahap prestasi yang konsisten untuk litar mereka, memastikan kelakuan sistem yang boleh diramal.

11. Kajian Kes Aplikasi Praktikal

Kes: Penderia Pengesanan Objek Mudah.Kegunaan biasa adalah dalam sistem pengesanan inframerah termodulat untuk mengelakkan gangguan cahaya ambien. LTE-1650 dipacu oleh gelombang persegi 38kHz (frekuensi biasa untuk penerima IR) melalui suis transistor, membenarkan arus denyut sehingga penarafan 1A untuk penghantaran isyarat yang kuat. Ia dipasangkan dengan fotopengesan IR 38kHz yang sepadan. Sudut pandangan lebar 60 darjah LTE-1650 membolehkan pemancar dan pengesan diletakkan bersebelahan pada PCB, dengan medan pandangan mereka bertindih di hadapan penderia. Apabila objek memasuki zon pertindihan ini, ia memantulkan cahaya IR termodulat dari pemancar ke pengesan. Elektronik sistem kemudian mengesan isyarat pantulan ini. Output tinggi LED Bin C atau D akan dipilih untuk mod penderiaan pantulan ini untuk memastikan isyarat yang cukup kembali ke pengesan. Voltan hadapan rendah membolehkan keseluruhan litar, termasuk pemacu LED, dikuasakan dari satu rel 3.3V atau 5V.

12. Prinsip Operasi

LTE-1650 ialah diod pemancar cahaya (LED) semikonduktor. Operasinya berdasarkan elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam peranti khusus ini, bahan semikonduktor (biasanya berdasarkan aluminium gallium arsenide, AlGaAs) direkayasa supaya tenaga ini dibebaskan terutamanya sebagai foton cahaya inframerah dengan panjang gelombang puncak sekitar 940 nm. Pakej epoksi jernih membungkus cip semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan bertindak sebagai kanta yang membentuk cahaya yang dipancarkan menjadi corak sudut pandangan 60 darjah yang ditentukan.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Pemancar inframerah seperti LTE-1650 mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai. Trend semasa dalam bidang ini memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan (lebih banyak output cahaya per unit kuasa input elektrik), membolehkan kelajuan modulasi yang lebih tinggi untuk penghantaran data yang lebih pantas, dan miniaturisasi pakej yang lebih lanjut. Terdapat juga trend ke arah mengintegrasikan pemancar dengan litar pemacu atau bahkan pengesan ke dalam satu modul untuk memudahkan reka bentuk sistem. Panjang gelombang 940nm kekal sangat popular kerana ia menawarkan keseimbangan yang baik antara kepekaan pengesan silikon (yang memuncak sekitar 900-1000nm) dan penyerapan rendah di atmosfera. Walaupun bahan baharu mungkin menawarkan pilihan panjang gelombang yang sedikit berbeza atau kecekapan yang lebih tinggi, prinsip asas dan bidang aplikasi untuk peranti seperti LTE-1650 kekal stabil dan boleh digunakan secara meluas merentasi elektronik pengguna, kawalan perindustrian, dan sistem automotif.