Lembaran Data Fototransistor LTR-516AD - Pakej Hijau Gelap - Voltan Songsang 30V - Penyerakan Kuasa 150mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTR-516AD ialah fototransistor silikon NPN berprestasi tinggi yang direka untuk mengesan sinaran inframerah. Fungsi terasnya adalah untuk menukar cahaya inframerah tuju kepada arus elektrik. Ciri utama komponen ini ialah pakej plastik hijau gelap khasnya, yang direka untuk menapis kebanyakan spektrum cahaya nampak. Ini menjadikannya amat sesuai untuk aplikasi di mana sensor mesti bertindak balas terutamanya kepada isyarat inframerah, meminimumkan gangguan daripada cahaya nampak persekitaran. Peranti ini menawarkan gabungan fotokepekaan tinggi, kapasitan simpang rendah, dan masa pensuisan pantas, menjadikannya pilihan ideal untuk pelbagai sistem penderiaan dan komunikasi inframerah.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk beroperasi dalam had persekitaran dan elektrik tertentu untuk memastikan kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan. Penyerakan kuasa maksimum ialah 150 mW pada suhu ambien (T_A) 25°C. Ia boleh menahan voltan songsang (V_R) sehingga 30 V. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, manakala ia boleh disimpan pada suhu dari -55°C hingga +100°C. Untuk pemasangan, kaki boleh dipateri pada 260°C untuk tempoh maksimum 5 saat, dengan titik pateri terletak sekurang-kurangnya 1.6mm dari badan pakej.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Semua parameter elektrik dan optik dinyatakan pada T_A= 25°C. Voltan pecah songsang (V_(BR)R) biasanya 30V pada arus songsang (I_R) 100µA. Arus gelap songsang (I_D(R)), iaitu arus bocor apabila tiada cahaya tuju, mempunyai nilai maksimum 30 nA pada V_R= 10V. Di bawah sinaran (E_e) 0.5 mW/cm² daripada sumber 940nm, fototransistor menjana voltan litar terbuka (V_OC) 350 mV. Prestasi dinamiknya dicirikan oleh masa naik dan turun (T_r, T_f) masing-masing 50 nanosaat apabila diuji dengan V_R=10V, denyut 940nm, dan perintang beban 1 kΩ. Arus litar pintas (I_S), ukuran utama kepekaan, ialah 2 µA (biasa) di bawah V_R=5V, λ=940nm, dan E_e=0.1 mW/cm². Jumlah kapasitan simpang (C_T) ialah 25 pF maksimum pada V_R=3V dan 1 MHz. Panjang gelombang kepekaan spektrum puncak (λ_SMAX) ialah 900 nm.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk reka bentuk litar. Rajah 1 memplot arus gelap (I_D) melawan voltan songsang (V_R), menunjukkan tingkah laku bocor peranti dalam kegelapan. Rajah 2 menggambarkan bagaimana kapasitan simpang (C_T) berkurangan dengan peningkatan voltan songsang, yang penting untuk aplikasi frekuensi tinggi. Rajah 3 menunjukkan variasi arus foto dengan suhu ambien, menunjukkan bagaimana output sensor mungkin hanyut dengan perubahan suhu. Rajah 4 juga memplot arus gelap melawan suhu. Rajah 5 ialah lengkung kepekaan spektrum relatif, yang secara grafik mengesahkan tindak balas puncak pada 900nm dan keberkesanan pakej hijau gelap dalam melemahkan kepekaan dalam julat cahaya nampak. Rajah 6 menunjukkan hubungan linear antara arus foto (I_p) dan sinaran inframerah (E_e). Rajah 7 ialah gambar rajah kutub yang menunjukkan kebergantungan sudut kepekaan. Rajah 8 memperincikan bagaimana penyerakan kuasa total maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C.

4. Maklumat Mekanikal & Pakej

LTR-516AD dibungkus dalam pakej plastik hijau gelap khas. Nota dimensi utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter, dengan toleransi umum ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Penonjolan maksimum resin di bawah flens ialah 1.5mm. Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki keluar dari badan pakej. Pakej direka untuk pemasangan lubang tembus. Warna hijau gelap adalah sebahagian daripada fungsinya, bertindak sebagai penapis cahaya nampak untuk meningkatkan nisbah isyarat-ke-bunyi untuk pengesanan inframerah.

5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

Untuk pateri yang boleh dipercayai, adalah penting untuk mematuhi syarat yang ditetapkan. Kaki hendaklah dipateri pada suhu 260°C untuk maksimum 5 saat. Titik pateri mestilah sekurang-kurangnya 1.6mm (0.063 inci) dari badan pakej plastik untuk mencegah kerosakan haba kepada die semikonduktor dan enkapsulasi plastik. Teknik pateri gelombang standard atau pateri tangan boleh digunakan, dengan syarat had suhu dan masa dipatuhi dengan ketat. Pendedahan berpanjangan kepada suhu melebihi had yang ditetapkan boleh menjejaskan prestasi atau menyebabkan kegagalan kekal.

6. Cadangan Aplikasi

6.1 Senario Aplikasi Biasa

LTR-516AD amat sesuai untuk pelbagai aplikasi berasaskan inframerah. Ini termasuk pengesanan objek dan penderiaan jarak dekat dalam sistem automasi dan keselamatan, sensor slot dalam pencetak dan mesin layan diri, suis tanpa sentuh, dan pautan komunikasi data inframerah (seperti antara muka IRDA lama). Masa pensuisan pantasnya menjadikannya boleh digunakan dalam sistem yang memerlukan pengesanan denyut pantas.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk dengan fototransistor ini, beberapa faktor mesti dipertimbangkan. Pertama, titik operasi harus dipilih dengan mempertimbangkan kepekaan dan kelajuan yang diperlukan; voltan songsang yang lebih tinggi secara amnya mengurangkan kapasitan dan meningkatkan kelajuan tetapi meningkatkan arus gelap. Nilai perintang beban (R_L) adalah pilihan reka bentuk kritikal: R_Lyang lebih besar memberikan output voltan yang lebih tinggi tetapi memperlahankan masa tindak balas (meningkatkan pemalar masa RC). Pakej hijau gelap mengurangkan gangguan daripada cahaya nampak ambien, tetapi pereka masih harus mempertimbangkan latar belakang inframerah dalam persekitaran aplikasi. Untuk operasi stabil merentasi suhu, variasi yang ditunjukkan dalam Rajah 3 dan 4 harus diambil kira, mungkin melalui pampasan suhu dalam litar penyelaras isyarat.

7. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama LTR-516AD ialah pakej hijau gelap khususnya untuk penindasan cahaya nampak, yang tidak terdapat dalam semua fototransistor standard. Ini memberikannya kelebihan ketara dalam persekitaran dengan cahaya nampak yang berubah-ubah. Gabungan parameternya—arus litar pintas yang agak tinggi (2 µA biasa), kapasitan rendah (25 pF maks), dan masa pensuisan pantas (50 ns)—menjadikannya komponen seimbang yang sesuai untuk aplikasi sensitif dan kelajuan sederhana tinggi. Berbanding dengan fotodiod, fototransistor seperti LTR-516AD menyediakan gandaan dalaman, menghasilkan arus output yang lebih tinggi untuk input cahaya yang sama, memudahkan peringkat penguat seterusnya.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan pakej hijau gelap?

J: Plastik hijau gelap bertindak sebagai penapis optik terbina dalam. Ia dengan ketara melemahkan panjang gelombang dalam spektrum nampak sambil membenarkan cahaya inframerah (terutamanya sekitar 900-940nm) untuk melaluinya. Ini meminimumkan tindak balas sensor kepada cahaya bilik ambien, cahaya matahari, atau sumber nampak lain, menjadikannya lebih boleh dipercayai untuk mengesan isyarat inframerah khusus.

S: Bagaimana saya mentafsir parameter "Arus Litar Pintas (I_S)"?

J: I_Sdiukur dengan pengumpul dan pemancar dipintaskan (V_CE= 0V). Ia mewakili arus terjana foto per unit sinaran di bawah syarat ujian tertentu (940nm, 0.1 mW/cm²). Dalam litar anda, arus output sebenar akan kurang daripada I_Sapabila perintang beban atau voltan pincang digunakan, tetapi I_Sadalah angka utama untuk membandingkan kepekaan asas peranti yang berbeza.

S: Mengapa masa naik dan turun penting?

J: Parameter ini (T_rdan T_f) mentakrifkan seberapa cepat fototransistor boleh bertindak balas kepada perubahan dalam keamatan cahaya. Nilai 50 ns bermakna peranti secara teori boleh mengendalikan frekuensi isyarat sehingga beberapa megahertz, menjadikannya sesuai untuk sistem IR berdenyut, penghantaran data, atau aplikasi pengiraan berkelajuan tinggi.

S: Bagaimana suhu mempengaruhi prestasi?

J: Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung, kedua-dua arus gelap (bunyi) dan arus foto (isyarat) meningkat dengan suhu. Peningkatan arus gelap boleh menjadi ketara, berpotensi meningkatkan paras bunyi asas. Pereka mesti memastikan litar penyelaras isyarat boleh mengendalikan variasi ini, terutamanya jika peranti beroperasi merentasi julat penuh -40°C hingga +85°C.

9. Kes Reka Bentuk Praktikal

Pertimbangkan mereka bentuk litar pengesanan objek inframerah mudah. LTR-516AD dipasangkan dengan pemancar LED inframerah. Fototransistor disambungkan dalam konfigurasi pemancar biasa: pengumpul disambungkan kepada voltan bekalan (contohnya, 5V) melalui perintang beban R_L, dan pemancar dibumikan. Apabila tiada objek hadir, cahaya IR dari LED sampai ke fototransistor, menyebabkannya mengkonduksi dan menarik voltan pengumpul (V_OUT) rendah. Apabila objek mengganggu pancaran, fototransistor dimatikan, dan V_OUTmenjadi tinggi. Nilai R_Lmesti dipilih berdasarkan ayunan voltan output dan kelajuan yang dikehendaki. Untuk bekalan 5V dan I_Sbiasa 2µA, R_L10 kΩ akan memberikan penurunan voltan kira-kira 20 mV apabila disinari, yang agak kecil. Oleh itu, peringkat pembanding penguat operasi biasanya akan ditambah selepas fototransistor untuk memberikan output digital yang bersih. Pakej hijau gelap membantu menolak cahaya ambien, menjadikan sistem ini teguh untuk digunakan dalam pelbagai keadaan pencahayaan.

10. Prinsip Pengendalian

Fototransistor pada asasnya ialah transistor simpang dwikutub (BJT) di mana arus tapak dijana oleh cahaya dan bukannya dibekalkan secara elektrik. Dalam LTR-516AD (jenis NPN), foton tuju dengan tenaga lebih besar daripada jurang jalur silikon mencipta pasangan elektron-lubang di kawasan simpang tapak-pengumpul. Pembawa terjana foto ini disapu oleh medan elektrik, secara berkesan mencipta arus tapak. Arus tapak ini kemudiannya digandakan oleh gandaan arus transistor (beta, β), menghasilkan arus pengumpul yang jauh lebih besar. Peranti biasanya dikendalikan dengan terminal tapak dibiarkan terbuka atau diputuskan, dan pincang songsang dikenakan merentasi simpang pengumpul-tapak untuk meluaskan kawasan susutan, meningkatkan kepekaan dan kelajuan.

11. Trend Industri

Bidang penderiaan optik terus berkembang. Terdapat trend ke arah integrasi, di mana pengesan foto, penguat, dan logik digital digabungkan menjadi satu cip (contohnya, sensor cahaya ambien bersepadu, sensor jarak dekat). Pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) menjadi lebih lazim daripada jenis lubang tembus untuk pemasangan automatik. Terdapat juga pembangunan berterusan dalam bahan dan reka bentuk untuk meningkatkan kepekaan, mengurangkan bunyi (arus gelap), dan melanjutkan julat spektrum. Walau bagaimanapun, komponen diskret seperti LTR-516AD kekal penting untuk aplikasi yang memerlukan ciri prestasi khusus, laluan optik tersuai, atau pengendalian voltan tinggi yang mungkin tidak tersedia dalam penyelesaian bersepadu. Prinsip menggunakan pakej ditapis untuk tindak balas spektrum khusus kekal sebagai amalan reka bentuk biasa dan berkesan.