Dokumen Teknikal Lembaran Data Fototransistor Inframerah LTR-C950-TB - Kanta Hitam Pandangan Atas - 940nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen fototransistor inframerah diskret. Peranti ini direka untuk mengesan cahaya inframerah, biasanya pada panjang gelombang 940nm. Ia mempunyai pakej pandangan atas dengan kanta kubah hitam, yang membantu menentukan sudut pandangan dan berpotensi mengurangkan gangguan daripada cahaya tampak sekitar. Komponen ini dibungkus pada pita dan gegelung, menjadikannya serasi dengan proses pemasangan permukaan automatik volum tinggi. Ia mematuhi piawaian alam sekitar yang berkaitan.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi peraturan alam sekitar untuk bahan berbahaya.
• Faktor bentuk pandangan atas dengan kanta kubah hitam.
• Dibekalkan dalam pita 12mm pada gegelung diameter 7 inci untuk penempatan automatik.
• Serasi dengan proses paterian alir balik inframerah standard.
• Garis besar pakej yang distandardkan.

1.2 Aplikasi

• Modul penerima inframerah.
• Aplikasi penderiaan inframerah dipasang PCB.

2. Dimensi Garis Besar

Peranti ini mematuhi garis besar pakej standard. Semua dimensi kritikal disediakan dalam gambar rajah lembaran data dalam milimeter, dengan toleransi standard ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej ini direka untuk pemasangan PCB yang boleh dipercayai.

3. Penarafan Maksimum Mutlak

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

• Pelesapan Kuasa (PD):100 mW
• Voltan Pemungut-Pemancar (VCEO):30 V
• Voltan Pemancar-Pemungut (VECO):5 V
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C
• Julat Suhu Penyimpanan:-55°C hingga +100°C
• Paterian Alir Balik Inframerah:Suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat.

Profil suhu alir balik yang dicadangkan untuk proses bebas plumbum disertakan, menekankan parameter pra-pemanasan, suhu puncak, dan masa-atas-cecair untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa kerosakan haba.

4. Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan ujian yang ditetapkan pada TA=25°C. Ia adalah penting untuk reka bentuk litar.

• Voltan Pecahan Pemungut-Pemancar, V(BR)CEO:30 V (min). Keadaan ujian: IR = 100µA, Sinaran (Ee) = 0 mW/cm².
• Voltan Pecahan Pemancar-Pemungut, V(BR)ECO:5 V (min). Keadaan ujian: IE = 100µA, Ee = 0 mW/cm².
• Voltan Ketepuan Pemungut-Pemancar, VCE(SAT):0.4 V (maks). Keadaan ujian: IC = 100µA, Ee = 0.5 mW/cm².
• Masa Naik (Tr) & Masa Jatuh (Tf):15 µs (biasa). Keadaan ujian: VCE = 5V, IC = 1mA, RL = 1kΩ.
• Arus Gelap Pemungut (ICEO):100 nA (maks). Keadaan ujian: VCE = 20V, Ee = 0 mW/cm². Ini adalah arus bocor apabila tiada cahaya tuju.
• Arus Pemungut Keadaan Hidup, IC(ON):Julat dari 1.5 mA (min) hingga 9.20 mA (maks). Keadaan ujian: VCE = 5V, Ee = 0.5 mW/cm², λ=940nm. Ini adalah parameter utama yang menunjukkan kepekaan.

5. Sistem Kod Bin

Peranti-peranti ini disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan Arus Pemungut Keadaan Hidup (IC(ON)) mereka untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Toleransi untuk arus dalam setiap bin adalah ±15%.

• BIN A:IC(ON) = 1.5 mA hingga 2.9 mA
• BIN B:IC(ON) = 2.9 mA hingga 5.5 mA
• BIN C:IC(ON) = 5.5 mA hingga 9.2 mA

6. Keluk Prestasi Biasa

Lembaran data menyediakan beberapa graf yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Ini adalah penting untuk memahami prestasi di luar spesifikasi titik tunggal.

• Kepekaan Spektrum:Keluk yang menunjukkan kepekaan relatif fototransistor merentasi panjang gelombang yang berbeza, memuncak sekitar 940nm.
• Arus Gelap Pemungut vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bagaimana arus bocor (ICEO) meningkat dengan kenaikan suhu.
• Masa Naik dan Jatuh vs. Rintangan Beban:Menggambarkan bagaimana kelajuan pensuisan dipengaruhi oleh nilai perintang beban (RL) dalam litar.
• Arus Pemungut Relatif vs. Sinaran:Menunjukkan hubungan antara kuasa cahaya tuju (Ee) dan arus pemungut keluaran.
• Gambar Rajah Kepekaan:Plot kutub yang menunjukkan tindak balas sudut relatif penderia, yang dipengaruhi oleh kanta kubah hitam.

7. Susun Atur Pad Pateri & Maklumat Pakej

Dimensi corak tanah PCB (pad pateri) yang disyorkan disediakan untuk memastikan paterian yang betul dan kestabilan mekanikal. Ketebalan stensil 0.1mm atau 0.12mm dicadangkan untuk aplikasi pes pateri. Dimensi terperinci untuk pembungkusan pita dan gegelung juga disertakan, menentukan jarak poket, diameter gegelung, dan saiz hab untuk memudahkan pengendalian automatik.

8. Garis Panduan Pengendalian, Penyimpanan & Pemasangan

8.1 Keadaan Penyimpanan

Untuk beg kalis lembap yang belum dibuka dengan penyerap lembapan, simpan pada ≤ 30°C dan ≤ 90% RH, dengan tempoh penggunaan-dalam yang disyorkan satu tahun. Untuk peranti yang dikeluarkan daripada pembungkusan asal, ambien tidak boleh melebihi 30°C / 60% RH. Jika disimpan di luar beg asal selama lebih dari satu minggu, pembakaran pada 60°C selama 20 jam disyorkan sebelum paterian untuk membuang lembapan dan mencegah "popcorning" semasa alir balik.

8.2 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan, gunakan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol.

8.3 Cadangan Paterian

Parameter terperinci untuk kedua-dua paterian alir balik dan paterian tangan disediakan:

• Paterian Alir Balik:Pra-panaskan ke 150-200°C sehingga 120 saat, dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat. Alir balik harus dilakukan maksimum dua kali.
• Paterian Tangan:Suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C, dengan masa paterian 3 saat maksimum setiap sambungan.

Garis panduan merujuk kepada piawaian JEDEC dan menekankan keperluan untuk mencirikan proses untuk reka bentuk PCB tertentu.

8.4 Pertimbangan Litar Pemacu

Fototransistor adalah peranti keluaran arus. Untuk aplikasi yang melibatkan pelbagai penderia, adalah sangat disyorkan untuk menggunakan perintang had arus individu secara bersiri dengan setiap peranti (seperti yang ditunjukkan dalam "Litar A" lembaran data) untuk memastikan tindak balas seragam dan mencegah pengambilan arus berlebihan oleh mana-mana unit tunggal. Menyambungkan peranti secara langsung secara selari ("Litar B") tanpa perintang individu boleh membawa kepada prestasi yang tidak sepadan disebabkan oleh variasi dalam ciri-ciri peranti.

9. Nota Aplikasi & Pertimbangan Reka Bentuk

9.1 Prinsip Operasi

Fototransistor inframerah beroperasi dengan menukar cahaya inframerah tuju kepada arus elektrik. Foton dengan tenaga yang mencukupi (sepadan dengan panjang gelombang sensitif peranti, sekitar 940nm) diserap dalam kawasan asas transistor, menghasilkan pasangan elektron-lubang. Arus fotogenerasi ini bertindak sebagai arus asas, yang kemudiannya dikuatkan oleh gandaan transistor, menghasilkan arus pemungut yang lebih besar yang berkadar dengan keamatan cahaya tuju. Kanta kubah hitam membantu memfokuskan cahaya masuk dan menentukan medan pandangan.

9.2 Senario Aplikasi Biasa

Kegunaan utama adalah dalam sistem penerimaan inframerah. Ini termasuk:

• Penerima Kawalan Jauh:Menyahkod isyarat daripada kawalan jauh TV, audio, dan perkakas.
• Penderiaan Kedekatan:Mengesan kehadiran atau ketiadaan objek dengan memantulkan pancaran IR.
• Pensuisan Optik Asas:Mengganggu pancaran untuk pengiraan atau pengesanan kedudukan.
• Pautan Data Ringkas:Penghantaran data tanpa wayar jarak dekat, kelajuan rendah menggunakan cahaya IR termodulat.

9.3 Senarai Semak Reka Bentuk

• Pilih Kod Bin yang sesuaiberdasarkan kepekaan yang diperlukan untuk aplikasi anda.
• Pilih perintang beban (RL)dengan mempertimbangkan ayunan voltan keluaran yang dikehendaki dan pertukaran dengan kelajuan tindak balas (lihat keluk Masa Naik/Jatuh vs. RL).
• Laksanakan penapisan yang betuldalam litar pengkondisian isyarat untuk menolak hingar daripada cahaya sekitar (contohnya, kelipan lampu pendarfluor pada 100/120Hz).
• Ikuti susun atur PCB dan garis panduan paterian yang disyorkanuntuk memastikan kebolehpercayaan.
• Pertimbangkan gambar rajah kepekaan sudutapabila mereka bentuk penempatan mekanikal dan perumahan untuk memastikan penderia dihalakan dengan betul.

9.4 Prestasi vs. Suhu

Pereka bentuk mesti mengambil kira kesan suhu. Arus Gelap Pemungut (ICEO) meningkat dengan ketara dengan suhu, yang boleh meningkatkan paras hingar dalam aplikasi cahaya rendah. Arus foto itu sendiri juga mempunyai pekali suhu. Untuk aplikasi kritikal merentasi julat suhu yang luas (-40°C hingga +85°C), ujian atau simulasi merentasi suhu ekstrem adalah dinasihatkan.

10. Perbandingan Teknikal & Panduan Pemilihan

Apabila memilih pengesan foto inframerah, pembeza utama termasuk:

• Fototransistor vs. Fotodiod:Fototransistor menyediakan gandaan dalaman, menghasilkan isyarat keluaran yang lebih besar untuk tahap cahaya tertentu, memudahkan reka bentuk penguat seterusnya. Walau bagaimanapun, mereka biasanya lebih perlahan dalam masa tindak balas berbanding fotodiod. Peranti ini, dengan masa naik/jatuh 15µs, sesuai untuk isyarat kawalan jauh standard (contohnya, pembawa 38kHz) tetapi mungkin terlalu perlahan untuk komunikasi data berkelajuan sangat tinggi.
• Panjang Gelombang:Kepekaan puncak 940nm adalah ideal untuk dipasangkan dengan pemancar inframerah GaAs biasa dan kurang kelihatan kepada mata manusia berbanding sumber 850nm, mengurangkan pencemaran cahaya yang dirasakan.
• Pakej dan Kanta:Pakej kanta hitam pandangan atas dioptimumkan untuk pemasangan permukaan dan menyediakan sudut pandangan terkawal, yang boleh membantu menolak cahaya sesat dari sisi.

11. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah tujuan Kod Bin?

J: Kod Bin memastikan julat kepekaan (IC(ON)) yang boleh diramal. Untuk prestasi konsisten dalam pengeluaran, nyatakan bin yang diperlukan semasa membuat pesanan.

S: Bolehkah saya menggunakan penderia ini dalam cahaya matahari?

J: Cahaya matahari langsung mengandungi jumlah sinaran inframerah yang besar dan berkemungkinan akan memenuhi penderia. Ia direka untuk kegunaan dalaman atau persekitaran terkawal. Penapisan optik atau operasi berdenyut dengan pengesanan segerak mungkin diperlukan untuk kegunaan luar.

S: Mengapakah prosedur penyimpanan dan pembakaran begitu penting?

J: Pakej permukaan boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa proses paterian alir balik suhu tinggi, lembapan ini boleh mengewap dengan cepat, menyebabkan pengelupasan dalaman atau retak ("popcorning"), yang memusnahkan komponen. Penyimpanan dan pembakaran yang betul mencegah ini.

S: Bagaimanakah saya mengira voltan keluaran?

J: Fototransistor bertindak sebagai sumber arus. Voltan keluaran pada pemungut adalah lebih kurang VCC - (IC * RL). Pilih RL dan VCC berdasarkan ayunan keluaran yang dikehendaki dan IC yang dijangkakan daripada sumber cahaya.

12. Contoh Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penerima IR ringkas untuk isyarat kawalan jauh termodulat 38kHz.

1. Pemilihan Komponen:Gunakan fototransistor ini (contohnya, BIN B untuk kepekaan sederhana) dan pasangkannya dengan penapis laluan jalur 38kHz atau IC penyahkod khusus.
2. Litar Pincang:Sambungkan pemungut kepada bekalan 5V (VCC) melalui perintang beban RL. Pemancar disambungkan ke bumi. Nilai RL = 1kΩ adalah titik permulaan biasa, memberikan keseimbangan yang baik antara ayunan voltan keluaran dan kelajuan.
3. Pengkondisian Isyarat:Voltan pada pemungut akan jatuh apabila cahaya IR dikesan. Isyarat gandingan-AC ini kemudiannya dimasukkan ke dalam peringkat penguat atau pembanding untuk membersihkan bentuk gelombang digital. Kapasitor selari dengan RL boleh membantu menapis hingar frekuensi tinggi tetapi akan memperlahankan tindak balas.
4. Susun Atur:Letakkan penderia di hadapan PCB dengan apertur jelas dalam selongsong. Jauhkannya daripada sumber hingar seperti pengatur suis. Ikuti susun atur pad pateri yang disyorkan.

13. Trend Teknologi

Bidang komponen inframerah diskret terus berkembang. Trend termasuk pembangunan pengesan foto dengan IC pengkondisian isyarat bersepadu dalam satu pakej, menyediakan keluaran digital dan penolakan cahaya sekitar yang dipertingkatkan. Terdapat juga dorongan untuk peranti berkelajuan lebih tinggi untuk membolehkan penghantaran data lebih pantas untuk aplikasi seperti persatuan data IR (IrDA) dan penderiaan isyarat. Tambahan pula, penambahbaikan dalam pembungkusan bertujuan untuk menyediakan sudut pandangan yang lebih sempit dan konsisten untuk aplikasi penderiaan tepat sambil mengekalkan keserasian dengan proses pemasangan automatik. Peranti yang diterangkan dalam lembaran data ini mewakili penyelesaian matang dan boleh dipercayai untuk aplikasi volum tinggi sensitif kos di mana pengesanan inframerah asas diperlukan.