Техническая документация LTE-4238R - ИК-излучатель, прозрачный корпус, длина волны 880нм, прямое напряжение 1.8В

1. Обзор продукта

LTE-4238R — это миниатюрный, недорогой инфракрасный (ИК) излучатель, предназначенный для оптоэлектронных применений. Его основная функция — излучение инфракрасного света на определенной длине волны, как правило, для использования в системах обнаружения, сенсорных системах и системах связи, где требуется невидимый источник света. Устройство заключено в прозрачный пластиковый корпус с торцевым излучением, что обеспечивает эффективную передачу света. Ключевым преимуществом данного компонента является его механическое и спектральное согласование с конкретными сериями фототранзисторов (например, серией LTR-3208), что упрощает проектирование пар «приемник-излучатель» и гарантирует оптимальную производительность в сенсорных приложениях. Это делает его подходящим для рынков, связанных с обнаружением объектов, датчиками приближения, бесконтактными выключателями и простыми оптическими каналами передачи данных.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. LTE-4238R может рассеивать до 150 мВт мощности. Он выдерживает пиковый прямой ток до 2 Ампер в импульсном режиме (300 импульсов в секунду, длительность импульса 10 микросекунд), в то время как максимальный постоянный прямой ток составляет 100 мА. Устройство может выдерживать обратное напряжение до 5 Вольт. Рабочий диапазон температур составляет от -40°C до +85°C, а хранение возможно в средах от -55°C до +100°C. При сборке выводы можно паять при температуре 260°C не более 5 секунд при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 1,6 мм от корпуса.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры указаны при температуре окружающей среды (T_amb) 25°C и испытательном прямом токе (I_F) 20 мА, который служит стандартной рабочей точкой. Сила излучения (I_E), мера оптической мощности, излучаемой в единицу телесного угла, имеет типичное значение 4,81 мВт/ср. Облученность в апертуре (E_e), представляющая плотность мощности, обычно составляет 0,64 мВт/см². Устройство излучает свет с пиковой длиной волны (λ_Peak) 880 нанометров, что находится в ближнем инфракрасном спектре. Спектральная ширина полосы, определяемая как полуширина (Δλ), составляет 50 нм, что указывает на разброс длин волн вокруг пика. Прямое напряжение (V_F) обычно находится в диапазоне от 1,3В до 1,8В при токе 20мА. Обратный ток (I_R) составляет максимум 100 мкА при подаче обратного смещения 5В. Угол половинной мощности (2θ_1/2), при котором сила излучения падает до половины своего максимального значения, составляет 20 градусов, что определяет относительно узкий луч._A) of 25°C and a test forward current (I_F) of 20mA, which serves as a standard operating point. The radiant intensity (I_E), a measure of optical power emitted per solid angle, has a typical value of 4.81 mW/sr. The aperture radiant incidence (E_e), representing power density, is typically 0.64 mW/cm². The device emits light at a peak wavelength (λ_Peak) of 880 nanometers, which is in the near-infrared spectrum. The spectral bandwidth, defined as the half-width (Δλ), is 50 nm, indicating the spread of wavelengths around the peak. The forward voltage (V_F) typically ranges from 1.3V to 1.8V at 20mA. The reverse current (I_R) is a maximum of 100 µA when a 5V reverse bias is applied. The viewing angle (2θ_/2), where radiant intensity drops to half its maximum value, is 20 degrees, defining a relatively narrow beam.

3. Объяснение системы бининга

В технической документации указано, что устройства "ОТБИРАЮТСЯ ПО КОНКРЕТНЫМ ДИАПАЗОНАМ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ". Это подразумевает процесс бининга или сортировки на основе измеренных параметров оптического выхода. Хотя в данном отрывке конкретные коды бинов не указаны, типичный бининг для таких излучателей предполагает группировку компонентов в соответствии с их силой излучения (I_E), а иногда и прямым напряжением (V_F), чтобы обеспечить стабильность рабочих характеристик в приложениях. Конструкторам следует обращаться к производителю за подробными спецификациями бининга, чтобы выбрать компоненты, соответствующие точным требованиям по интенсивности для их конкретного применения._E) and sometimes forward voltage (V_F) to ensure consistency in application performance. Designers should consult the manufacturer for detailed binning specifications to select parts that meet precise intensity requirements for their application.

4. Анализ характеристических кривых

Техническая документация включает несколько типовых характеристических кривых. Рисунок 1 показывает спектральное распределение, отображая относительную силу излучения в зависимости от длины волны. Он подтверждает пик на 880 нм и полуширину 50 нм. Рисунок 2 иллюстрирует зависимость прямого тока от температуры окружающей среды, показывая, как максимально допустимый постоянный ток уменьшается с ростом температуры, чтобы оставаться в пределах лимита рассеиваемой мощности. Рисунок 3 — это кривая зависимости прямого тока от прямого напряжения (I-V), демонстрирующая экспоненциальную характеристику диода. Рисунок 4 показывает, как относительная сила излучения изменяется в зависимости от температуры окружающей среды, обычно демонстрируя снижение выходной мощности при повышении температуры. Рисунок 5 отображает зависимость относительной силы излучения от прямого тока, показывая почти линейную зависимость между током накачки и световым выходом в рабочем диапазоне. Наконец, Рисунок 6 — это диаграмма направленности излучения, полярная диаграмма, изображающая пространственное распределение излучаемого света, подтверждающая угол половинной мощности в 20 градусов.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство использует миниатюрный пластиковый корпус с торцевым излучением. Ключевые примечания по размерам включают: все размеры указаны в миллиметрах (с дюймами в скобках), стандартный допуск составляет ±0,25 мм, если не указано иное, максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1,0 мм, а расстояние между выводами измеряется в точке их выхода из корпуса. Точный чертеж размеров указан, но не полностью детализирован в предоставленном тексте.

5.2 Идентификация полярности

Для инфракрасного светодиода более длинный вывод, как правило, является анодом (положительным), а более короткий — катодом (отрицательным). На корпусе также может быть плоская сторона или другая маркировка возле катода. Правильную полярность необходимо соблюдать во время сборки схемы, чтобы предотвратить повреждение.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Абсолютный максимальный параметр определяет температуру пайки выводов: 260°C не более 5 секунд, при условии, что пайка производится на расстоянии не менее 1,6 мм (0,063") от корпуса. Это критически важно для предотвращения термического повреждения полупроводникового кристалла и пластиковой оболочки. Для пайки оплавлением рекомендуется стандартный профиль с пиковой температурой, не превышающей 260°C, и тщательный контроль времени выше температуры ликвидуса. Устройство следует хранить в сухой антистатической среде перед использованием. Информацию об уровне чувствительности к влаге (MSL), если применимо, следует получить у производителя.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTE-4238R. В технической документации указан номер спецификации (DS-50-98-0043) и ревизия (C). Конкретные детали упаковки (например, размеры ленты и катушки, количество на катушке) в данном отрывке не приведены. Коды "BNS-OD-C131/A4" и "BNS-OD-FC001/A4", вероятно, относятся к внутренним номерам документов. Для заказа используется базовый номер детали LTE-4238R, а любые коды бининга или специального отбора добавляются в соответствии с системой производителя.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые сценарии применения

LTE-4238R идеально подходит для применений, требующих согласованного ИК-источника. Его основное использование — совместно со спектрально согласованным фототранзистором (например, серии LTR-3208) для формирования оптического прерывателя или отражательного датчика объекта. Типичные применения включают обнаружение бумаги в принтерах и копировальных аппаратах, щелевое или краевое обнаружение, подсчет объектов, обнаружение приближения в бытовой технике и простые бесконтактные выключатели. Прозрачный корпус делает его подходящим для применений, где излучатель может быть видимым, хотя свет с длиной волны 880 нм в значительной степени невидим для человеческого глаза.

8.2 Соображения при проектировании

1. Ограничение тока:ИК-светодиод — это устройство с токовым управлением. Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор, рассчитанный на основе напряжения питания (V_CC), прямого напряжения светодиода (V_F ~1,8В макс.) и желаемого прямого тока (I_F). Не превышайте номинальный постоянный ток 100 мА. Для импульсного режима работы убедитесь, что длительность импульса и скважность остаются в пределах указанных пределов, чтобы избежать перегрева._CC), the LED's forward voltage (V_F~1.8V max), and the desired forward current (I_F). Do not exceed the continuous current rating of 100mA. For pulsed operation, ensure pulse width and duty cycle stay within specified limits to avoid overheating.
2. Тепловой режим:Номинальная рассеиваемая мощность 150 мВт не должна быть превышена. При более высоких температурах окружающей среды снижайте максимально допустимый прямой ток, как показано на характеристических кривых.
3. Оптическое выравнивание:Для достижения наилучшей производительности в парной сенсорной системе обеспечьте точное механическое выравнивание между излучателем и детектором. Узкий угол половинной мощности в 20 градусов способствует направленности, но требует тщательного размещения.
4. Защита от фоновой засветки:Хотя согласованный фотодетектор помогает, проектирование оптических бленд или использование модулированных ИК-сигналов может улучшить защиту от помех фонового света в сенсорных приложениях.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевой отличительной особенностью LTE-4238R является его явное механическое и спектральное согласование с конкретной серией фототранзисторов. Это гарантирует оптимальную эффективность связи и упрощает процесс проектирования оптических датчиков, поскольку пара охарактеризована для совместной работы. По сравнению с универсальными ИК-излучателями такое согласование может привести к более высокой чувствительности, большему расстоянию действия или более стабильной производительности в конечном приложении. Прозрачный корпус обеспечивает несколько более высокую эффективность передачи по сравнению с тонированными корпусами, максимизируя световой выход. Его миниатюрный размер делает его подходящим для конструкций с ограниченным пространством.

10. Часто задаваемые вопросы (ЧАВО)

В: Для чего нужна пиковая длина волны 880 нм?
О: 880 нм находится в ближнем инфракрасном диапазоне. Он невидим для человеческого глаза, что делает его незаметным для сенсорных применений. Он также хорошо согласуется с пиком чувствительности кремниевых фотодетекторов (таких как фототранзисторы), обеспечивая эффективное обнаружение.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера?
О: Это зависит от способности вывода обеспечивать ток. Типичный вывод МК может обеспечивать 20-25 мА, что находится в рабочем диапазоне. Однако вы ОБЯЗАТЕЛЬНО должны включить последовательный токоограничивающий резистор. Никогда не подключайте светодиод напрямую к источнику напряжения или выводу без контроля тока.

В: Как интерпретировать "Угол половинной мощности" в 20 градусов?
О: Это полный угол, при котором интенсивность излучаемого света составляет не менее половины своего максимального значения (на оси). Угол в 20 градусов относительно узкий, создающий более сфокусированный луч по сравнению с широкоугольными излучателями. Это полезно для применений с большим расстоянием действия или требующих точного выравнивания.

В: Что означает "спектрально согласованный"?
О: Это означает, что спектр излучения LTE-4238R (с центром на 880 нм) разработан для оптимального перекрытия с кривой спектральной чувствительности указанного фототранзистора. Это максимизирует количество излучаемого света, которое детектор фактически может "увидеть" и преобразовать в электрический сигнал.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Датчик обнаружения объекта:Разместите LTE-4238R и его согласованный фототранзистор напротив друг друга через зазор. Когда объект проходит через зазор, он прерывает ИК-луч, вызывая изменение выходного сигнала фототранзистора. Эта простая схема может использоваться для подсчета объектов на конвейерной ленте или обнаружения наличия бумаги в лотке принтера. Ток через светодиод можно установить на 20 мА с помощью резистора: R = (V_CC - V_F) / I_F. Для питания 5В и V_F 1,6В, R = (5 - 1,6) / 0,02 = 170 Ом (используйте стандартный резистор 180 Ом)._CC- V_F) / I_F. For a 5V supply and V_Fof 1.6V, R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170 Ohms (use a standard 180 Ohm resistor).

Пример 2: Отражательный датчик:Установите излучатель и детектор рядом, направленными в общую точку. ИК-свет от излучателя отражается от поверхности (например, белого объекта или отражающей ленты) и обнаруживается фототранзистором. Такая конфигурация может обнаруживать приближение объекта или считывать закодированные паттерны. Узкий угол половинной мощности помогает минимизировать перекрестные помехи между излучателем и детектором в этой близкой конфигурации.

12. Введение в принцип работы

Инфракрасный излучатель, такой как LTE-4238R, представляет собой полупроводниковый диод. При прямом смещении (положительное напряжение приложено к аноду относительно катода) электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового материала (обычно на основе арсенида галлия, GaAs). Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (частиц света). Конкретный состав материала и структура полупроводника определяют длину волны излучаемых фотонов, которая в данном случае центрирована на 880 нм в инфракрасном спектре. Прозрачный эпоксидный корпус инкапсулирует и защищает полупроводниковый кристалл, позволяя эффективно выходить генерируемому свету.

13. Тенденции и контекст технологии

Инфракрасные излучатели остаются фундаментальными компонентами в оптоэлектронике. Тенденции в этой области включают разработку излучателей с более высокой силой излучения и эффективностью из корпусов меньшего размера, что позволяет создавать более мощные или дальнодействующие датчики. Также наблюдается переход к корпусам для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, хотя выводные корпуса, подобные этому, по-прежнему широко используются для прототипирования и определенных применений. Интеграция — еще одна тенденция, комбинированные модули «излучатель-детектор» становятся все более распространенными, что еще больше упрощает проектирование систем. Основной принцип электролюминесценции в полупроводниках хорошо установлен, но достижения в области материаловедения продолжают улучшать производительность, надежность и рентабельность.