Lembaran Data LED Inframerah LTL-E7939Q3K - Pakej Lubang Tembus - Panjang Gelombang 850nm - Keamatan Sinaran 20mW/sr - Voltan Hadapan 1.6V - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTL-E7939Q3K ialah diod pemancar cahaya (LED) inframerah (IR) berprestasi tinggi yang direka untuk pemasangan lubang tembus pada papan litar bercetak (PCB) atau panel. Ia direkayaskan untuk aplikasi yang memerlukan isyarat optik atau pencahayaan yang boleh dipercayai dan berkelajuan tinggi dalam spektrum inframerah dekat. Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor AlGaAs (Aluminium Gallium Arsenide), yang dioptimumkan untuk pancaran pada 850 nanometer, iaitu panjang gelombang biasa untuk sistem komunikasi IR, penderiaan, dan pencahayaan penglihatan malam.

Kelebihan terasnya termasuk gabungan keamatan sinaran yang tinggi, keserasian dengan litar bersepadu kerana keperluan arus yang rendah, dan pakej lubang tembus yang teguh sesuai untuk pelbagai proses pemasangan. Produk ini mematuhi arahan RoHS, menunjukkan ia dikilangkan tanpa menggunakan bahan berbahaya seperti plumbum (Pb). Pasaran sasaran utama termasuk automasi perindustrian, sistem keselamatan (cth., penglihatan malam CCTV), pengekod optik, alat kawalan jauh, dan penderia jarak dekat di mana sumber cahaya inframerah yang boleh dipercayai adalah kritikal.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk yang boleh dipercayai.

• Pelesapan Kuasa (Pd):Maksimum 120 mW. Ini ialah jumlah kuasa (Vf * If) yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba tanpa melebihi suhu simpang maksimumnya. Melebihi had ini berisiko menyebabkan pelarian haba dan kegagalan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):1 A di bawah keadaan berdenyut (300 denyutan sesaat, lebar denyut 10 μs). Penarafan ini jauh lebih tinggi daripada penarafan DC, membenarkan denyutan intensiti tinggi yang singkat berguna dalam penghantaran data.
• Arus Hadapan DC (I_F):60 mA berterusan. Ini ialah arus keadaan mantap maksimum untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan pincang songsang lebih besar daripada ini boleh menyebabkan kerosakan dan kegagalan bencana pada simpang PN LED.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-30°C hingga +85°C dan -40°C hingga +100°C, masing-masing. Ini mentakrifkan had persekitaran untuk operasi dan penyimpanan bukan operasi.
• Suhu Pateri Kaki:260°C selama 5 saat, diukur 2.0mm dari badan LED. Ini membimbing proses pateri tangan untuk mencegah kerosakan haba pada kanta epoksi dan ikatan die dalaman.

2.2 Ciri Elektrik / Optik

Ini ialah parameter prestasi tipikal dan terjamin yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C).

• Keamatan Sinaran (I_e):Minimum 20.0 mW/sr pada I_F= 20mA. Keamatan sinaran mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian). Ini ialah parameter utama untuk menentukan julat berkesan dan kekuatan isyarat dalam sistem IR. Lembaran data menyatakan toleransi ±15% harus digunakan pada nilai terjamin.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Tipikal 30 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilai puncak (paksi)nya. Sudut 30° menunjukkan pancaran yang difokuskan secara sederhana, sesuai untuk aplikasi terarah.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Tipikal 850 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. 850nm berada dalam julat inframerah dekat, tidak kelihatan oleh mata manusia tetapi dapat dikesan oleh fotodiod silikon dan banyak penderia kamera.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):Tipikal 40 nm. Ini menentukan lebar jalur panjang gelombang di mana keamatan pancaran sekurang-kurangnya separuh daripada keamatan puncak. Lebar 40nm adalah biasa untuk LED IR.
• Voltan Hadapan (V_F):Tipikal 1.3V, Maksimum 1.6V pada I_F= 20mA. Ini ialah susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada V_R= 5V. Ini ialah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam had selamatnya.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Lembaran data menunjukkan penggunaan sistem pengelasan atau pengelompokan untuk Keamatan Sinaran (I_e). Nota menyatakan: "Kod pengelasan Ie ditanda pada setiap beg pembungkusan." Ini membayangkan bahawa LED yang dikilangkan diuji dan disusun (dikelompokkan) berdasarkan keamatan sinaran yang diukur. Nombor bahagian LTL-E7939Q3K menentukan keamatan sinaran minimum (18~21.5 mW/sr Min, seperti yang ditunjukkan dalam jadual pecahan nombor bahagian), tetapi unit individu dalam penghantaran mungkin jatuh ke dalam sub-julat tertentu (kelompok). Pereka harus sedar bahawa keamatan sebenar LED tertentu mungkin berbeza dalam julat minimum terjamin dan julat kelompok. Lembaran data tidak memperincikan kelompok eksplisit untuk panjang gelombang (λ_P) atau voltan hadapan (V_F), hanya menyenaraikan nilai tipikal dan maksimum/minimum.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data merujuk kepada beberapa lengkung ciri tipikal, yang memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

• Lengkung Spektrum:Menggambarkan kuasa sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, berpusat di sekitar puncak 850nm dengan lebar separuh 40nm yang ditakrifkan.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan tak linear antara voltan dan arus. Lengkung akan mempunyai voltan ambang (sekitar 1.1-1.2V untuk AlGaAs) selepas itu arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan kecil dalam voltan, menekankan mengapa kawalan arus (bukan kawalan voltan) adalah penting.
• Kuasa Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan DC:Menunjukkan bagaimana kuasa output optik meningkat dengan arus pacuan, biasanya dalam hubungan hampir linear dalam julat operasi sebelum kecekapan menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh kesan haba.
• Kuasa Sinaran Relatif vs. Arus Puncak (Berdenyut):Serupa dengan lengkung DC tetapi untuk operasi berdenyut, menunjukkan output puncak yang boleh dicapai pada arus sehingga maksimum 1A.
• Kuasa Sinaran Relatif vs. Suhu:Lengkung kritikal yang menunjukkan penurunan output optik apabila suhu simpang meningkat. Faktor penurunan haba ini mesti diambil kira dalam reka bentuk di mana suhu ambien tinggi atau pengurusan haba adalah lemah.
• Corak Arah:Plot kutub yang menunjukkan taburan sudut cahaya yang dipancarkan, secara visual mentakrifkan sudut pandangan 30°.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej bulat lubang tembus standard, T-1 3/4 (5mm). Dimensi utama dari lukisan termasuk:

• Diameter Kanta: Kira-kira 5.0mm.
• Ketinggian Pakej: Kira-kira 8.7mm dari bahagian bawah kaki ke bahagian atas kanta.
• Diameter Kaki: 0.56mm nominal.
• Jarak Kaki: 2.54mm (0.1") piawai, diukur di mana kaki keluar dari badan pakej.
• Flange/Asas: Flange membantu dalam pemasangan panel dan menyediakan hentian mekanikal semasa pemasangan. Resin yang menonjol di bawah flange adalah maksimum 1.0mm.

5.2 Pengenalpastian Kutub

Katod dikenal pasti dalam lukisan dimensi. Untuk LED standard, katod biasanya ialah kaki yang lebih pendek dan/atau kaki yang bersebelahan dengan titik rata pada flange pakej. Lukisan yang disediakan harus dirujuk untuk tanda pengenalan yang tepat.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk mencegah kerosakan.

• Pembentukan Kaki:Mesti dilakukan sebelum pateri pada suhu bilik. Lengkungan harus dibuat sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Asas rangka kaki tidak boleh digunakan sebagai fulkrum.
• Pemasangan PCB:Gunakan daya kancing minimum untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada kaki.
• Pateri:
  • Kekalkan jarak minimum 2mm dari pangkal kanta ke titik pateri.
  • Elakkan merendam kanta dalam pateri.
  • Jangan menekankan kaki semasa pateri semasa LED panas.
  • Pateri Tangan:Suhu besi ≤ 350°C, masa ≤ 3 saat (satu kali sahaja).
  • Pateri Gelombang:Pemanasan awal ≤ 100°C untuk ≤ 60 saat, gelombang pateri ≤ 260°C, masa sentuhan ≤ 5 saat.
  • Pateri alir balik IR TIDAK sesuai untuk pakej lubang tembus ini.
• Pembersihan:Gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol jika perlu.
• Penyimpanan:Keluar dari pembungkusan asal, gunakan dalam masa 3 bulan. Untuk penyimpanan lebih lama, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau persekitaran nitrogen. Penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

• Pembungkusan Unit:1000 keping per beg pembungkusan anti-statik.
• Karton Dalam:6 beg pembungkusan (jumlah 6,000 keping).
• Karton Luar:8 karton dalam (jumlah 48,000 keping).
• Nombor Bahagian:LTL-E7939Q3K. Pecahan mencadangkan: LTL (Lampu), E79 (siri/kod), 39 (mungkin berkaitan dengan sudut pandangan atau kelompok keamatan), Q3K (kod varian khusus). Warna kanta ialah "Water Clear" (telus).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pencahayaan Inframerah:Untuk kamera CCTV dalam aplikasi keselamatan cahaya rendah atau waktu malam.
• Suis & Pengekodan Optik:Dalam penderia optik jenis slot atau reflektif untuk penderiaan kedudukan, kawalan kelajuan motor, dan pengekod putaran.
• Penghantaran Data:Dalam peranti yang mematuhi persatuan data inframerah (IrDA) atau pautan data bersiri jarak pendek yang mudah, memanfaatkan keupayaan kelajuan tingginya.
• Pengesanan Jarak Dekat dan Objek:Bersama-sama dengan pengesan foto untuk mengesan kehadiran atau ketiadaan objek.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pacuan:LED ialah peranti dipacu arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, perintang pembatas arus harus diletakkan secara bersiri dengan SETIAP LED (Model Litar A). Memacu berbilang LED secara selari terus dari sumber voltan dengan satu perintang (Model Litar B) tidak digalakkan kerana variasi dalam voltan hadapan (Vf) setiap LED, yang menyebabkan taburan arus dan kecerahan tidak sekata.
• Pengurusan Haba:Walaupun pakej lubang tembus memancarkan haba melalui kakinya, perhatian harus diberikan kepada susun atur PCB dan keadaan ambien untuk mencegah suhu simpang melebihi had, yang mengurangkan output dan jangka hayat.
• Perlindungan ESD:LED adalah terdedah kepada nyahcas elektrostatik. Prosedur pengendalian harus termasuk penggunaan gelang pergelangan tangan berasaskan, tikar anti-statik, dan pengion. Kerosakan ESD boleh muncul sebagai kebocoran songsang tinggi, voltan hadapan rendah, atau kegagalan memancarkan cahaya pada arus rendah.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED boleh lihat standard atau LED IR berkuasa rendah, LTL-E7939Q3K menawarkan gabungan seimbangkeamatan sinaran tinggi (20 mW/sr min)dansudut pandangan sederhana, terfokus (30°). Ini menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi jarak jauh atau kekuatan isyarat lebih tinggi daripada peranti sudut lebar dan berkuasa rendah. Pembinaan AlGaAsnya adalah tipikal untuk pancaran 850nm, menawarkan kecekapan yang baik. Pembeza utama dalam kelasnya ialah spesifikasi eksplisit untuk operasi berkelajuan tinggi, menjadikannya calon untuk aplikasi berdenyut selain pencahayaan mudah.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus bersiri. Contohnya, dengan bekalan 5V, Vf=1.3V, dan I_Fyang dikehendaki=20mA, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 1.3V) / 0.02A = 185Ω. Perintang 180Ω atau 220Ω akan sesuai. Memacunya terus mungkin akan memusnahkan LED kerana arus berlebihan.

S: Mengapakah penarafan arus berdenyut (1A) jauh lebih tinggi daripada penarafan DC (60mA)?

J: Semasa denyutan yang sangat singkat, haba yang dijana dalam simpang semikonduktor tidak mempunyai masa untuk merebak ke pakej dan persekitaran sekeliling. Oleh itu, suhu simpang tidak meningkat dengan ketara, membenarkan arus segera yang jauh lebih tinggi tanpa menyebabkan kerosakan haba. Kitar tugas (300pps * 10μs = 0.3%) adalah sangat rendah, mengekalkan kuasa purata dalam had.

S: Kanta adalah "Water Clear". Mengapa ia memancarkan cahaya inframerah yang tidak kelihatan?

J: Kanta epoksi jernih adalah telus kepada kedua-dua panjang gelombang boleh lihat dan inframerah. Ketidaklihatan cahaya adalah sifat bahan semikonduktor (AlGaAs), yang memancarkan foton pada 850nm—panjang gelombang di luar julat kepekaan mata manusia. Kanta jernih sering diutamakan dalam aplikasi tersembunyi atau di mana cahaya merah kelihatan (biasa dengan LED 660nm) adalah tidak diingini.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Penghitung Objek Mudah menggunakan Penderia Pancaran Putus.

Dua daripada LED IR ini boleh digunakan dengan dua fototransistor yang sepadan untuk mencipta penderia pancaran putus dua saluran untuk mengira objek pada tali sawat penghantar. Setiap LED dipacu oleh sumber arus malar ditetapkan kepada 20mA menggunakan litar transistor atau pemacu LED IC khusus untuk memastikan keamatan output stabil tanpa mengira turun naik voltan bekalan. LED diletakkan di satu sisi tali sawat, dan fototransistor di sisi bertentangan. Apabila objek memutuskan pancaran, output fototransistor berubah keadaan. Sudut pandangan 30° LED membenarkan beberapa toleransi ketidaksejajaran sambil menyediakan pancaran yang cukup selari untuk mengurangkan silang bicara antara dua saluran yang berjarak rapat. Keamatan sinaran tinggi memastikan isyarat kuat sampai ke pengesan, memberikan nisbah isyarat-ke-bunyi yang baik walaupun dalam persekitaran dengan sedikit cahaya IR ambien.

12. Pengenalan Prinsip

LED ialah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang P-Nnya, elektron dari bahan jenis-N bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-P. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. Untuk LTL-E7939Q3K, aloi AlGaAs mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan tenaga foton kira-kira 1.46 elektron volt, yang diterjemahkan kepada cahaya dengan panjang gelombang berhampiran 850 nanometer, dalam kawasan inframerah. Kanta epoksi berfungsi untuk melindungi die semikonduktor, membentuk corak pancaran, dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari cip.

13. Trend Pembangunan

Bidang LED inframerah terus berkembang. Trend termasuk pembangunan peranti dengan kecekapan dinding-soket yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik input), yang mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Terdapat juga kerja berterusan untuk meningkatkan kelajuan modulasi untuk aplikasi komunikasi data yang lebih pantas, seperti dalam Li-Fi (Light Fidelity) atau penderia optik maju. Inovasi pembungkusan bertujuan untuk menyediakan pengurusan haba yang lebih baik, membenarkan arus pacuan yang lebih tinggi dan kuasa optik yang lebih besar dari faktor bentuk yang lebih kecil. Tambahan pula, integrasi LED dengan pemacu dan litar kawalan ke dalam modul pintar adalah trend yang semakin berkembang, memudahkan reka bentuk sistem untuk pengguna akhir. Prinsip asas elektroluminesens dalam semikonduktor kekal tidak berubah, tetapi sains bahan dan teknologi pembungkusan mendorong peningkatan prestasi berterusan.