LTE-5228A IR Emitter Veri Sayfası - Yüksek Akım, Düşük İleri Gerilim, 940nm Dalga Boyu - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTE-5228A, sağlam optik çıkış gerektiren uygulamalar için tasarlanmış yüksek güçlü bir kızılötesi (IR) ışık yayan diyottur (LED). Temel avantajları, nispeten düşük bir ileri gerilimi korurken yüksek akım sürme kapasitesi için mühendisliğinden kaynaklanır; bu da onu darbe ve sürekli çalışma için verimli kılar. Cihaz, yayılan görünmez ışığın emilimini en aza indirmek için IR vericilerde tipik olan şeffaf, saydam bir muhafaza içinde paketlenmiştir. Başlıca hedef pazarlar arasında endüstriyel otomasyon, güvenlik sistemleri (örn., gözetim kamerası aydınlatması), optik sensörler ve güvenilir, görünmez ışık kaynaklarının kritik olduğu uzaktan kumanda üniteleri bulunur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. LTE-5228A, 150 mW'a kadar güç dağıtabilir. Tepe ileri akım değeri 2 Amper ile son derece yüksektir, ancak bu yalnızca belirli darbe koşullarında (saniyede 300 darbe, 10 mikrosaniye darbe genişliği) geçerlidir. Sürekli ileri akım değeri ise daha geleneksel olan 100 mA'dır. Cihaz, 5V'a kadar ters gerilime dayanabilir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralıkları sırasıyla -40°C ila +85°C ve -55°C ila +100°C'dir; bu da zorlu ortamlar için uygun olduğunu gösterir. Bacak lehimleme sıcaklığı, paket gövdesinden 1.6mm uzaklıkta 5 saniye boyunca 260°C olarak belirtilmiştir; bu, montaj süreçleri için kritik bir parametredir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığı ve 20mA ileri akım (I_F) standart test koşulunda ölçülür. Temel optik çıkışlar iki şekilde tanımlanır: Açıklık Radyant Maruziyeti (E_e, mW/cm² cinsinden) ve Radyant Şiddet (I_E, mW/sr cinsinden). Her iki parametre de sınıflandırılmıştır, yani cihazlar üretim sonrasında performans gruplarına (BIN A, B, C, D) ayrılır; BIN D en yüksek çıkışı temsil eder. Tepe emisyon dalga boyu (λ_Tepe) tipik olarak 940 nm'dir ve onu yakın kızılötesi spektrumuna yerleştirir. Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ) 50 nm'dir; bu, yayılan ışığın spektral bant genişliğini gösterir. Elektriksel olarak, ileri gerilim (V_F) 20mA'de 1.2V ile 1.6V arasındadır; bu da düşük gerilimli çalışma iddiasını doğrular. Ters akım (I_R), 5V ters öngerilimde maksimum 100 µA'dır. Görüş açısı (2θ_1/2) 40 derecedir; bu, radyant şiddetin tepe değerinin en az yarısı olduğu açısal yayılımı tanımlar.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, radyant çıkış için açıkça bir performans sınıflandırma sistemi kullanmaktadır. Cihazlar, I_F= 20mA'de ölçülen Açıklık Radyant Maruziyeti ve Radyant Şiddetlerine göre test edilir ve dört sınıfa (A, B, C, D) ayrılır. BIN A daha düşük çıkış aralığını temsil ederken, BIN D garanti edilen en yüksek çıkışı temsil eder. Bu sistem, üreticilerin tutarlı performans seviyeleri sunmasına ve tasarımcıların uygulamalarının hassasiyet veya menzil gereksinimlerini tam olarak karşılayan bir sınıf seçmesine olanak tanır. Bu özel parça numarası için gerilim veya dalga boyu sınıflandırması belirtilmemiştir; ileri gerilim ve tepe dalga boyu, sınıf kodu olmaksızın tipik/maksimum aralıklar olarak verilmiştir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren çeşitli grafikler sağlar.

4.1 Spektral Dağılım (Şekil 1)

Bu eğri, bağıl radyant şiddetin dalga boyunun bir fonksiyonu olarak gösterir. 940 nm'deki tepe noktasını ve yaklaşık 50 nm'lik spektral yarı genişliği doğrular. Şekil, AlGaAs tabanlı bir IR LED için tipiktir.

4.2 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi (Şekil 2)

Bu güç azaltma eğrisi, izin verilen maksimum sürekli ileri akımın ortam sıcaklığı arttıkça nasıl azaldığını gösterir. Bu, eklem sıcaklığının güvenli sınırları aşmamasını sağlamak için termal yönetim tasarımı için çok önemlidir.

4.3 İleri Akım - İleri Gerilim İlişkisi (Şekil 3)

Bu standart I-V (akım-gerilim) karakteristik eğrisidir. Akım arttıkça gerilimin yükseldiği üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, tasarımcıların istenen bir çalışma akımı için gerekli sürücü gerilimini belirlemesine olanak tanır.

4.4 Bağıl Radyant Şiddet - Ortam Sıcaklığı (Şekil 4) ve - İleri Akım (Şekil 5) İlişkisi

Şekil 4, ışık çıkışının sıcaklığa bağımlılığını gösterir; tipik olarak sıcaklık arttıkça verimliliğin azaldığını gösterir. Şekil 5, optik çıkışın ileri akımla nasıl arttığını gösterir; özellikle ısınma nedeniyle verimliliğin düşebileceği yüksek akımlarda doğrusal olmayan ilişkiyi vurgular.

4.5 Radyasyon Diyagramı (Şekil 6)

Bu kutupsal çizim, yayılan ışığın uzamsal dağılımını görsel olarak temsil eder ve 40 derecelik görüş açısını doğrular. Diyagram, merkez eksenden (0°) farklı açılardaki bağıl şiddeti gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

Paket, bir flanşlı standart LED stilindedir. Ana boyutlar arasında, bacakların paket gövdesinden çıktığı yerde ölçülen bacak aralığı bulunur. Bir not, flanşın altındaki reçinenin maksimum çıkıntısının 1.5mm olduğunu belirtir. Paket, IR yayılımı için optimal olan "şeffaf saydam" olarak tanımlanır. Polarite tipik olarak daha uzun bacağın anot (+) ve/veya katot (-) bacağının yakınındaki paket kenarındaki düz bir nokta ile gösterilir, ancak bu özel işaretleme sağlanan metinde ayrıntılı değildir. Boyut çizimi (metinde atıfta bulunulmuş ancak sağlanmamıştır) tam uzunluk, genişlik ve yüksekliği gösterecektir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Sağlanan birincil kılavuz, bacak lehimleme için mutlak maksimum değerdir: paket gövdesinden 1.6mm (0.063") uzaklıkta ölçülen 5 saniye boyunca 260°C. Bu, dalga lehimleme veya el lehimleme işlemleri için kritik bir parametredir. Bunun aşılması, iç yonga bağlantısını veya epoksi paketini hasara uğratabilir. Reflow lehimleme için, 260°C'nin altında bir tepe sıcaklığına ve lehim pastasına uyarlanmış sıvılaşma sıcaklığının üzerinde bir süreye sahip bir profil kullanılmalıdır. Genellikle, işleme sırasında bacaklara aşırı mekanik stres uygulamaktan kaçınılması tavsiye edilir. Depolama koşulları, nem emilimini önlemek için kuru bir ortamda belirtilen -55°C ila +100°C aralığına uymalıdır.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Kızılötesi Aydınlatma:Düşük ışık veya ışıksız koşullardaki CCTV kameraları için.
• Optik Sensörler:Yakınlık sensörleri, nesne algılama ve çizgi takip robotlarında bir ışık kaynağı olarak.
• Uzaktan Kumandalar:Televizyonlar, klimalar vb. için kodlanmış sinyaller iletmek üzere.
• Endüstriyel Veri Bağlantıları:Elektriksel gürültülü ortamlarda kısa menzilli, serbest uzay optik iletişim için.
• Biyometrik Sensörler:Kalp atış hızı izleme veya parmak izi tanıma sistemlerinin bir parçası olarak.

7.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Özellikle düşük V_F nedeniyle bir gerilim kaynağından aşırı akım çekmeyi kolaylaştırdığı için, maksimum sürekli akımı aşmayı önlemek için daima bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın.
• Soğutucu:Maksimum akıma yakın sürekli çalışma için termal yol dikkate alınmalıdır. Flanş, termal geçiş delikleri veya bir soğutucu ile bir PCB'ye montaj için kullanılabilir.
• Darbe Çalışması:Çok yüksek tepe çıkışına (daha uzun menzil için) ulaşmak için darbe modu spesifikasyonunu (2A tepe) kullanın. Sürücü devresinin gerekli kısa, yüksek akımlı darbeleri sağlayabildiğinden emin olun.
• Optik Tasarım:Uygulama ihtiyacına göre 40 derecelik ışın demetini paralel hale getirmek veya şekillendirmek için uygun bir lens veya reflektör ile eşleştirin. Şeffaf paket, ikincil optiklerle uyumludur.
• ESD Koruması:Açıkça belirtilmemiş olsa da, IR LED'ler elektrostatik deşarja karşı hassas olabilir. İşleme ve devre tasarımı sırasında standart ESD önlemlerinin uygulanması önerilir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart düşük güçlü IR LED'lerle karşılaştırıldığında, LTE-5228A'nın temel farklılaştırıcıları onunyüksek akım kapasitesi(100mA sürekli, 2A darbe) venispeten düşük ileri gerilimidir. Bu kombinasyon, aşırı gerilim düşüşünden kaynaklanan orantılı olarak daha yüksek güç dağılımı olmadan daha yüksek radyant çıkışa olanak tanır. Geniş 40 derecelik görüş açısı, bazı odaklanmış IR vericilerden daha geniştir; uzun mesafeli nokta belirlemeden ziyade alan kapsama için daha düzgün aydınlatma sağlar. Şeffaf paket, görünür LED'ler için kullanılan renkli paketlere kıyasla 940nm ışık için daha yüksek iletim verimliliği sunar.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i doğrudan bir 3.3V veya 5V mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?

C: Hayır. Düşük ileri gerilim (20mA'de maks. 1.6V), doğrudan bir bağlantının LED'i tahrip edebileceği ve aşırı akım nedeniyle mikrodenetleyici pinine potansiyel olarak zarar verebileceği anlamına gelir. Bir akım sınırlayıcı direnç veya sürücü devresi zorunludur.

S: Açıklık Radyant Maruziyeti ile Radyant Şiddet arasındaki fark nedir?

C: Açıklık Radyant Maruziyeti (E_e), LED'e yakın ve dik olarak yerleştirilmiş bir yüzeye ulaşan güç yoğunluğudur (mW/cm²). Radyant Şiddet (I_E), birim katı açı başına yayılan güçtür (mW/sr); kaynağın doğal yönlülüğünü tanımlar. I_E, bir mesafedeki aydınlatmayı hesaplamak için daha kullanışlıdır.

S: Doğru BIN'i nasıl seçerim?

C: Sisteminizin hassasiyetine göre seçim yapın. Alıcınız minimum bir sinyal seviyesine ihtiyaç duyuyorsa, çalışma akımınız ve mesafenizde bu seviyeyi garanti eden bir BIN seçin. Daha yüksek BIN'ler (C, D) daha fazla çıkış marjı sağlar.

S: Soğutucu gerekli mi?

C: Çalışma akımına ve ortam sıcaklığına bağlıdır. Maksimum sürekli akımda (100mA) ve yüksek ortam sıcaklığında, güç dağılımı (P = V_F* I_F) 160mW'a yaklaşır; bu, mutlak maksimum güç dağılımı olan 150mW'ı aşar. Bu nedenle, tam güç sürekli çalışma için, PCB bakır alanı veya bir soğutucu yoluyla termal yönetim gereklidir. Darbe çalışması veya daha düşük akımlar için gerekli olmayabilir.

10. Pratik Kullanım Örneği

Uzun Menzilli Pasif Kızılötesi Hareket Sensörü Aktivatörü Tasarımı:Bir PIR hareket sensörünün genellikle sınırlı bir menzili vardır. Gece menzilini artırmak için bir IR aydınlatıcı kullanılabilir. Bu uygulama için LTE-5228A darbe modunda sürülür. Ortalama gücü düşük tutmak için düşük bir görev döngüsünde (örn., %1) 1A darbeler (2A maks. içinde) sağlayacak bir devre tasarlanır. Bu yüksek tepe akımı, çok yüksek anlık optik çıkış üreterek 20-30 metre mesafedeki bir sahneyi etkili bir şekilde aydınlatır. Geniş 40 derecelik açı, sensörün önünde geniş bir alanı kaplar. Şeffaf paket, maksimum enerjinin dışarıya yansıtılmasını sağlar. Tasarımcı, maksimum menzil için BIN D LED'leri seçer ve cihaz sıcaklığının bir dış muhafazada kararlı kalmasını sağlamak için güç azaltma eğrilerini kullanır.

11. Çalışma Prensibi

LTE-5228A bir yarı iletken p-n eklem diyotudur. Bant aralığı enerjisini aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgede yeniden birleşir ve enerjiyi foton formunda salar. Spesifik malzeme bileşimi (tipik olarak Alüminyum Galyum Arsenür - AlGaAs), bant aralığı enerjisini belirler; bu da 940 nm'lik kızılötesi dalga boyuna karşılık gelir. Şeffaf epoksi paket, yarı iletken yongayı kapsüller, mekanik koruma sağlar ve çıkış demetini şekillendirmek için bir lens görevi görür. Radyant çıkış, ileri akım tarafından kontrol edilen taşıyıcı yeniden birleşim oranıyla doğru orantılıdır.

12. Teknoloji Trendleri

Kızılötesi verici teknolojisi, görünür LED teknolojisiyle birlikte gelişmeye devam etmektedir. Trendler şunları içerir:

Artırılmış Verimlilik:Birim elektrik giriş gücü başına daha fazla foton çıkarmak ve ısı üretimini azaltmak için yeni yarı iletken malzemelerin ve yapıların (örn., çoklu kuantum kuyuları) geliştirilmesi.

Daha Yüksek Güç Yoğunluğu:Daha yüksek sürücü akımlarını işlemek ve ısıyı daha etkili dağıtmak için paketleme iyileştirmeleri; eşit veya daha büyük çıkışa sahip daha küçük cihazların mümkün olması.

Entegre Çözümler:IR vericiyi bir sürücü IC, fotodiyot veya hatta bir mikrodenetleyici ile tek bir modülde birleştirerek sensör uygulamalarında basitleştirilmiş tasarım.

Dalga Boyu Çeşitliliği:940nm yaygın olsa da (görünmez, silikon dedektörler için iyi), göz takibi veya daha uzun atmosferik iletim gibi özel uygulamalar için 850nm (hafif görünür kırmızı parıltı) veya 1050nm gibi diğer dalga boyları kullanılır.

LTE-5228A, bu manzarada olgun, yüksek güvenilirlikli bir bileşeni temsil eder; mutlak verimlilik sınırından ziyade zorlu koşullarda sağlam performans için optimize edilmiştir.