LTE-3226 IR Verici Teknik Veri Sayfası - 5.0mm Paket - 850nm Dalga Boyu - 1.6V İleri Gerilim - 120mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakış

LTE-3226, hızlı tepki süreleri ve önemli optik çıkış gerektiren uygulamalar için tasarlanmış yüksek performanslı bir kızılötesi (IR) vericidir. Temel avantajları arasında yüksek hızlı çalışma, yüksek ışıma gücü çıkışı, darbe sürüş şemalarına uygunluk ve hassas optik hizalamayı kolaylaştıran şeffaf paketi bulunur. Bu cihaz, genellikle uzaktan kumanda sistemleri, optik anahtarlar, endüstriyel sensörler ve güvenilir kızılötesi sinyallemenin temel olduğu kısa mesafeli veri iletişim bağlantılarını içeren pazarları hedefler.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres sınırlarını tanımlar. Bu sınırlarda veya yakınında uzun süreli çalışma önerilmez.

• Güç Dağılımı (P_D):120 mW. Bu, ortam sıcaklığı (T_A) 25°C iken herhangi bir çalışma koşulunda cihazın ısı olarak dağıtabileceği maksimum toplam güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):1 A. Bu yüksek akım, yalnızca belirli darbe koşullarında izin verilir: 10 µs darbe genişliği ve saniyede 300 darbe (pps) aşmayan bir darbe tekrarlama oranı. Bu değer, yüksek parlaklıklı, kısa süreli sinyalleme gibi uygulamalar için çok önemlidir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):60 mA. Bu, cihaza sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Ters Gerilim (V_R):5 V. Ters yönde bu gerilimin aşılması, eklem bozulmasına neden olabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-40°C ila +85°C. Bu geniş aralık, zorlu çevre koşullarında güvenilirliği sağlar.
• Bacak Lehimleme Sıcaklığı:Paket gövdesinden 1.6mm ölçüldüğünde 6 saniye için 260°C. Bu, montaj işlemleri için termal profil toleransını tanımlar.

2.2 Elektriksel & Optik Özellikler

Bu parametreler T_A=25°C'de ölçülür ve belirtilen test koşullarında cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işıma Şiddeti (I_e):Temel bir optik çıkış parametresi. Tipik değerler I_F=20mA'de 26 mW/sr ve I_F=50mA'de 65 mW/sr'dir. Akımla önemli artış, cihazın yüksek güç çıkışı kapasitesini vurgular.
• Tepe Yayılım Dalga Boyu (λ_P):850 nm (tipik). Bu, cihazı yakın kızılötesi spektruma yerleştirir; bu, silikon fotodedektörler için idealdir ve daha kısa dalga boylarına göre insan gözüne daha az görünür.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):40 nm (tipik). Bu, yayılan ışığın spektral bant genişliğini gösterir.
• İleri Gerilim (V_F):1.6 V (tipik), I_F=50mA'de maksimum 2.0 V. Bu düşük gerilim, düşük güçlü devre tasarımı için faydalıdır.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'de 100 µA (maksimum).
• Görüş Açısı (2θ_1/2):25 derece (tipik). Bu, ışıma şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır ve huzmenin açısal yayılımını tanımlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım optimizasyonu için kritik olan cihaz davranışının çeşitli grafiksel temsillerini sağlar.

3.1 Spektral Dağılım (Şekil 1)

Bu eğri, 850nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş ve karakteristik 40nm yarı genişliğe sahip, dalga boyunun bir fonksiyonu olarak bağıl ışıma şiddetini gösterir. Cihazın amaçlanan kızılötesi bandında yayılım yaptığını doğrular.

3.2 İleri Akım - İleri Gerilim (Şekil 3)

Bu IV eğrisi, akım ve gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. 50mA'de tipik V_F=1.6V görülebilir. Tasarımcılar bunu, LED'deki seri direnç değerlerini ve güç dağılımını hesaplamak için kullanır.

3.3 Bağıl Işıma Şiddeti - İleri Akım (Şekil 5)

Bu grafik, sürücü akımıyla optik çıkışın süper doğrusal artışını gösterir ve çok yüksek anlık parlaklık elde etmek için darbe yüksek akım çalışmasının (1A tepe değerine kadar) kullanımını haklı çıkarır.

3.4 Bağıl Işıma Şiddeti - Ortam Sıcaklığı (Şekil 4)

Bu eğri, optik çıkışın negatif sıcaklık katsayısını gösterir. Ortam sıcaklığı yükseldikçe, ışıma şiddeti azalır. Bu, tutarlı sinyal gücü sağlamak için tam sıcaklık aralığında çalışan tasarımlara dahil edilmelidir.

3.5 Işıma Diyagramı (Şekil 6)

Bu kutupsal çizim, 25 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eder ve yayılan kızılötesi ışığın uzaysal dağılımını gösterir. Lens, reflektör tasarımı ve vericiyi bir dedektörle hizalamak için gereklidir.

4. Mekanik & Paketleme Bilgisi

4.1 Paket Boyutları

LTE-3226, şeffaf bir lensli standart 5.0mm radyal bacaklı pakette gelir. Temel boyutsal notlar şunları içerir: tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve genel tolerans ±0.25mm'dir; flanş altındaki maksimum reçine çıkıntısı 1.5mm'dir; ve bacak aralığı, bacakların paket gövdesinden çıktığı noktada ölçülür.

4.2 Polarite Tanımlama

Cihazın paket gövdesinde düz bir taraf vardır; bu genellikle katot (negatif) bacağı gösterir. Daha uzun bacak genellikle anot (pozitif) olur. Ters öngerilim hasarını önlemek için bağlantıdan önce polariteyi her zaman doğrulayın.

5. Lehimleme & Montaj Kılavuzları

Lehimleme özelliklerine uyum, güvenilirlik için hayati önem taşır. Mutlak maksimum değer, paket gövdesinden 1.6mm ölçüldüğünde bacakların 6 saniye boyunca 260°C'ye maruz kalabileceğini belirtir. Bu, dalga veya el lehimlemesi sırasında ısı maruziyet süresinin en aza indirilmesi gerektiği anlamına gelir. Reflow lehimleme için, bu sınır içinde kalmak için tepe sıcaklığı 260°C'nin altında bir profil önerilir. Yüksek sıcaklıklara uzun süre maruz kalmak, iç epoksi ve yarı iletken malzemeleri bozabilir.

6. Uygulama Önerileri

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Kızılötesi Uzaktan Kumandalar:Yüksek hız ve güç, kodlanmış veri darbelerini iletmek için uygun hale getirir.
• Optik Anahtarlar & Sensörler:Bir fotodedektörle eşleştirildiğinde nesne algılama, sayma ve konum algılama için kullanılır.
• Endüstriyel Veri Bağlantıları:Elektriksel gürültülü ortamlarda kısa mesafeli, gürültüye bağışıklı seri iletişim için.
• Güvenlik Sistemleri:IR duyarlı kameralar için görünmez aydınlatma kaynağı olarak.

6.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:İleri akımı istenen seviyeye (örn. 20mA, 50mA veya darbe 1A) sınırlamak için her zaman bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın, doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamayın.
• Isı Yönetimi:Paket 120mW dağıtabilse de, yüksek sürekli akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışmak, performansı ve ömrü korumak için termal ortamın dikkate alınmasını gerektirebilir.
• Optik Tasarım:25 derecelik görüş açısı ve şeffaf paket, huzmeyi belirli uygulamalar için şekillendirmek üzere lensler veya ışık kılavuzlarıyla kolayca eşleştirmeye olanak tanır.
• Devre Koruma:Devre, LED'i 5V'yi aşan potansiyel gerilim terslemelerine maruz bırakıyorsa, paralel olarak ters öngerilimli bir koruma diyotu eklemeyi düşünün.

7. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

Standart düşük güçlü IR LED'lerle karşılaştırıldığında, LTE-3226'nın temel farklılaştırıcıları, özellikle darbe koşullarında,yüksek hız kapasitesiveyüksek güç çıkışıdır. 1A tepe akım değeri, tipik gösterge IR LED'lerinkinden önemli ölçüde yüksektir. Dağınık veya renkli bir paketin aksine şeffaf paket, daha yönlendirilmiş ve verimli bir huzme sağlar; bu, odaklanmış uygulamalar için avantajlıdır. 850nm dalga boyu yaygın bir standarttır ve silikon fotodedektörler ve alıcılarla geniş uyumluluğu garanti eder.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i 5V mikrodenetleyici piniyle doğrudan sürebilir miyim?

A: Hayır. Tipik bir mikrodenetleyici pini sürekli 50-60mA sağlayamaz ve LED akım sınırlaması gerektirir. MCU pini tarafından sürülen bir transistör anahtarı (örn. BJT veya MOSFET) ve besleme gerilimi ile LED'in V_F.

S: Işıma Şiddeti (mW/sr) ile Açıklık Işıma Oluşumu (mW/cm²) arasındaki fark nedir?

A: Işıma Şiddeti, huzmenin ne kadar yoğun olduğunu tanımlayan, birim katı açı (steradyan) başına optik gücü ölçer. Açıklık Işıma Oluşumu, belirli bir mesafede belirli bir yüzey alanına (cm²) ulaşan güç yoğunluğunu ölçer. İkincisi, bilinen alana sahip bir dedektördeki sinyal seviyesini hesaplamak için daha doğrudan kullanışlıdır.

S: 25 derecelik görüş açısı tasarımımı nasıl etkiler?

A: Huzme yayılımını tanımlar. Uzun menzilli veya dar huzmeli uygulamalar için bir paralelleştirici lens gerekebilir. Daha geniş kapsama için, doğal açı yeterli olabilir veya bir dağıtıcı kullanılabilir.

9. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo: Uzun Menzilli Kızılötesi İşaretçi Tasarımı.

Hedef: Darbe işaretçisi için algılama menzilini maksimize etmek.

Tasarım Yaklaşımı:

1. Sürücü Devresi:LED'i maksimum değerinde darbeli sürmek için bir zamanlayıcı IC tarafından kontrol edilen bir MOSFET anahtarı kullanın: 10µs genişlikte ve düşük görev döngüsünde (örn. 300pps'de <%0.3) 1A darbeler. Bu, DC çalışmayı çok aşan tepe optik güç sağlar.

2. Akım Ayarlama:Seri direnci hesaplayın: R = (V_besleme- V_F) / I_FP. 5V besleme ve yüksek akımda V_F~1.8V için, R = (5 - 1.8) / 1 = 3.2Ω. 3.3Ω, yüksek watt'lı bir direnç kullanın.

3. Optik:LED'i, etkin huzme açısını 25 dereceden belki 5-10 dereceye düşürmek ve yayılan gücü daha dar bir huzmede yoğunlaştırarak uzak mesafede şiddeti artırmak için küçük bir paralelleştirici lensle eşleştirin.

4. Termal Kontrol:Ortalama gücü hesaplayın: P_ort= V_F* I_FP* görev döngüsü. %0.3 görev döngüsüyle, P_ort≈ 1.8V * 1A * 0.003 = 5.4mW, 120mW dağılım sınırının çok altında, aşırı ısınma olmadığını garanti eder.

10. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTE-3226 bir ışık yayan diyottur (LED). Çalışması, bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesansa dayanır. Eklemin içsel potansiyelini (bu malzeme için yaklaşık 1.6V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, n-bölgesinden elektronlar ve p-bölgesinden oyuklar aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton (ışık) formunda salarlar. Kullanılan spesifik yarı iletken malzemeler (genellikle alüminyum galyum arsenür - AlGaAs) yayılan fotonların dalga boyunu belirler; bu durumda 850nm kızılötesi aralığındadır. Şeffaf epoksi paket, çıkış huzmesini şekillendiren bir lens görevi görür.

11. Teknoloji Trendleri

Kızılötesi vericiler alanında genel trendler şunları içerir:

Artırılmış Verimlilik:Birim elektriksel giriş gücü (watt) başına daha fazla optik güç (lümen veya ışıma akısı) üretmek, ısı üretimini ve enerji tüketimini azaltmak için malzeme ve yapıların geliştirilmesi.

Daha Yüksek Hız:Optik iletişim uygulamalarında daha yüksek veri iletim hızlarını desteklemek için daha hızlı modülasyon oranları için optimizasyon.

Küçültme:Otomatik montaj ve daha küçük form faktörleri için yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine doğru ilerleme, ancak 5mm gibi radyal bacaklı paketler prototipleme ve belirli yüksek güç/eski uygulamalar için popüler kalmaktadır.

Dalga Boyu Çeşitlendirmesi:850nm ve 940nm standart olsa da, spesifik algılama uygulamaları (örn. gaz algılama, biyomedikal izleme) için diğer dalga boyları geliştirilmektedir. LTE-3226, bir 850nm cihazı olarak, silikon dedektörlerle uyumluluğu nedeniyle ana akım bir bileşen olarak kalmaktadır.