Ficha Técnica do Fototransístor LTR-5888DH - Embalagem Verde Escuro - Tensão Coletor-Emissor de 30V - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTR-5888DH é um fototransístor infravermelho (IR) de alto desempenho, projetado para aplicações de sensoriamento que exigem detecção confiável de luz infravermelha. A sua função principal é converter a radiação infravermelha incidente numa corrente elétrica. O dispositivo é encapsulado numa embalagem plástica especial de cor verde escuro, uma característica fundamental que reduz significativamente a sua sensibilidade à luz visível. Este efeito de filtragem minimiza a interferência de fontes de luz visível ambiente, melhorando a relação sinal-ruído e a confiabilidade em sistemas de sensoriamento infravermelho dedicados. O componente caracteriza-se por uma ampla faixa de operação para a corrente do coletor, alta sensibilidade à luz IR e tempos de comutação rápidos, tornando-o adequado para aplicações que requerem resposta rápida.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo é classificado para operar sob condições máximas específicas para garantir confiabilidade e prevenir danos. A dissipação máxima de potência é de 100 mW. A tensão coletor-emissor (V_CEO) pode suportar até 30V, enquanto a tensão emissor-coletor (V_ECO) é limitada a 5V. A faixa de temperatura operacional é de -40°C a +85°C, e pode ser armazenado em ambientes que variam de -55°C a +100°C. Para soldagem, os terminais podem tolerar uma temperatura de 260°C durante 5 segundos, medida a 1,6mm do corpo do componente.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho detalhados são especificados a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. A tensão de ruptura coletor-emissor (V_(BR)CEO) é tipicamente de 30V a uma corrente de coletor (I_C) de 1mA sem irradiância. A tensão de saturação coletor-emissor (V_CE(SAT)) varia de 0,1V a 0,4V quando a corrente do coletor é de 100μA sob uma irradiância de 1 mW/cm². A velocidade de comutação é definida pelo tempo de subida (T_r) e tempo de descida (T_f), especificados como 15 μs e 18 μs, respectivamente, sob condições de teste de V_CC=5V, I_C=1mA e uma resistência de carga (R_L) de 1 kΩ. A corrente de escuridão do coletor (I_CEO), que é a corrente de fuga quando não há luz presente, está entre 0,1 nA e 100 nA a V_CE=10V.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LTR-5888DH emprega um sistema de binning para categorizar os dispositivos com base na sua Corrente do Coletor em Estado Ligado (I_C(ON)). Este parâmetro é a corrente média gerada pelo fototransístor sob condições padronizadas (V_CE= 5V, E_e= 1 mW/cm²). A ficha técnica fornece dois conjuntos de tabelas de binning: uma para a "Configuração de Produção" e outra para a "Faixa Garantida da Corrente do Coletor em Estado Ligado."

Cada bin (de A a H) corresponde a uma faixa específica de I_C(ON) e é identificado por uma marcação de cor no componente. Por exemplo, o Bin A (marcado em Vermelho) na configuração de produção tem uma faixa de I_C(ON) de 0,20 mA a 0,26 mA, enquanto a sua faixa garantida é de 0,16 mA a 0,31 mA. Este binning permite que os projetistas selecionem componentes com sensibilidade consistente para os requisitos específicos do seu circuito, garantindo desempenho previsível na produção em volume. Os bins progridem de sensibilidade mais baixa (Bin A) para sensibilidade mais alta (Bin H).

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

4.1 Corrente de Escuridão do Coletor vs. Temperatura Ambiente

A Figura 1 mostra que a corrente de escuridão do coletor (I_CEO) aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura ambiente. Esta é uma consideração crítica para aplicações de alta temperatura, pois o aumento da corrente de fuga pode afetar o nível de sinal no estado desligado e o piso de ruído do circuito de sensoriamento.

4.2 Dissipação de Potência do Coletor vs. Temperatura Ambiente

A Figura 2 descreve a curva de derating para a dissipação máxima de potência permitida no coletor (P_C). À medida que a temperatura ambiente aumenta, a dissipação de potência segura máxima diminui linearmente. Este gráfico é essencial para o gerenciamento térmico e para garantir que o dispositivo opere dentro da sua área de operação segura (SOA).

4.3 Tempos de Subida e Descida vs. Resistência de Carga

A Figura 3 demonstra a relação entre a velocidade de comutação (tempo de subida T_r e tempo de descida T_f) e a resistência de carga (R_L). Tanto T_r quanto T_f aumentam com uma resistência de carga maior. Os projetistas podem usar esta curva para otimizar o compromisso entre velocidade de comutação e amplitude da tensão de saída, selecionando um R_L value.

apropriado.

4.4 Corrente Relativa do Coletor vs. Irradiância_eA Figura 4 traça a corrente relativa do coletor em função da irradiância infravermelha (E

). A curva mostra uma relação sublinear, onde a taxa de aumento da corrente do coletor diminui em níveis mais altos de irradiância. Esta característica define a sensibilidade e a faixa dinâmica do fototransístor.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O componente utiliza uma embalagem padrão de fototransístor. Notas dimensionais importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância geral de ±0,25mm, salvo indicação em contrário. A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,5mm. O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde eles saem do corpo da embalagem. O material plástico verde escuro é especificamente escolhido pelas suas propriedades de filtragem óptica.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

Os terminais podem ser soldados a uma temperatura máxima de 260°C por uma duração não superior a 5 segundos. Esta medição deve ser feita a uma distância de 1,6mm (0,063 polegadas) do corpo da embalagem para evitar danos térmicos ao chip semicondutor interno. Podem ser utilizados processos padrão de soldagem por onda ou refusão compatíveis com este perfil térmico. Deve-se tomar cuidado para evitar tensão mecânica excessiva nos terminais durante o manuseio e posicionamento.

7. Recomendações de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

O LTR-5888DH é ideal para várias aplicações de detecção infravermelha, incluindo detecção e contagem de objetos, sensores de fenda (por exemplo, em impressoras ou máquinas de venda automática), sensoriamento de proximidade e automação industrial onde o princípio de interrupção de feixe é utilizado. A sua embalagem verde escuro torna-o particularmente adequado para ambientes com alta luminosidade visível ambiente, como sob luz do dia ou iluminação interna intensa.

7.2 Considerações de Projeto_LAo projetar um circuito, o valor do resistor de carga (R_L) é crucial. Um R_L menor proporciona comutação mais rápida (como visto na Figura 3), mas resulta numa amplitude de tensão de saída menor para uma determinada fotocorrente. Um R

maior proporciona uma amplitude de tensão maior, mas resposta mais lenta. A tensão de operação não deve exceder as especificações máximas absolutas. A seleção do binning deve alinhar-se com a sensibilidade necessária para a intensidade do sinal IR esperada na aplicação. Para operação estável, considere a dependência da corrente de escuridão com a temperatura, especialmente em ambientes de alta temperatura.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

A principal característica diferenciadora do LTR-5888DH é a sua embalagem verde escuro. Comparada com embalagens padrão transparentes ou incolores, esta embalagem atua como um filtro de luz visível integrado. Isto elimina ou reduz a necessidade de um filtro óptico externo, simplificando a montagem, reduzindo a contagem de componentes e potencialmente baixando o custo. A sua combinação de alta sensibilidade, comutação rápida e ampla faixa de corrente do coletor torna-o uma escolha versátil entre os fototransístores infravermelhos.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)
P: Qual é o propósito da embalagem verde escuro?

R: O plástico verde escuro filtra uma porção significativa da luz visível, permitindo que principalmente a luz infravermelha atinja a área sensível do fototransístor. Isto melhora o desempenho em ambientes com luz ambiente brilhante, reduzindo acionamentos falsos ou ruído.
P: Como seleciono o bin correto para a minha aplicação?

R: Escolha um bin com base na intensidade esperada do sinal infravermelho na sua aplicação. Se a fonte de IR for fraca ou distante, um bin de maior sensibilidade (por exemplo, H, Laranja) pode ser necessário. Para sinais fortes, um bin de menor sensibilidade (por exemplo, A, Vermelho) pode ser suficiente e pode oferecer benefícios como menor corrente de escuridão. Consulte sempre a faixa de corrente garantida, não apenas a faixa de configuração de produção.
P: Por que a velocidade de comutação depende do resistor de carga?

R: O resistor de carga e a capacitância interna do fototransístor formam um circuito RC. Um resistor maior aumenta a constante de tempo RC, retardando o carregamento e descarregamento desta capacitância durante os eventos de comutação, aumentando assim os tempos de subida e descida.

10. Caso Prático de Aplicação
Caso: Detecção de Papel numa Impressora de Escritório

Num sensor de bandeja de papel de impressora, um LED infravermelho é colocado num lado do caminho do papel, e o LTR-5888DH é colocado diretamente oposto. Quando o papel está presente, ele bloqueia o feixe de IR, fazendo com que a corrente do fototransístor caia. A embalagem verde escuro é crítica aqui porque as impressoras são frequentemente usadas em escritórios bem iluminados. Ela impede que luzes fluorescentes ou LED da sala sejam mal interpretadas como o sinal IR do LED, garantindo uma detecção confiável de falta de papel. Um bin de sensibilidade média (por exemplo, C ou D) seria tipicamente selecionado, e um valor de resistor de carga seria escolhido para fornecer um sinal de saída digital limpo ao microcontrolador da impressora, com um tempo de resposta apropriado para o movimento do papel.

11. Princípio de Funcionamento

Um fototransístor funciona de forma semelhante a um transistor bipolar de junção (BJT) padrão, mas com uma região da base sensível à luz. Em vez de uma corrente de base, os fótons incidentes (partículas de luz) geram pares elétron-lacuna na junção base-coletor quando a sua energia é suficiente. Estes portadores fotogerados atuam como uma corrente de base, que é então amplificada pelo ganho de corrente do transistor (beta, β). Isto resulta numa corrente do coletor muito maior do que a fotocorrente original, proporcionando alta sensibilidade. O LTR-5888DH é otimizado para responder a fótons na faixa de comprimento de onda do infravermelho.

12. Tendências Tecnológicas