LTE-3276 Kızılötesi Verici Veri Sayfası - 850nm Dalga Boyu - 50mA İleri Akım - 1.8V İleri Voltaj - Yüksek Güç & Hız - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTE-3276, hızlı tepki süreleri ve önemli ışıma çıkışı gerektiren uygulamalar için tasarlanmış yüksek performanslı bir kızılötesi (IR) vericidir. Temel avantajları, yüksek hız ve yüksek güç yeteneklerini bir araya getirmesidir, bu da onu zorlu ortamlarda darbe işlemi için uygun kılar. Cihaz, kızılötesi ışığın maksimum iletimine izin vermek için IR vericilerde tipik olan şeffaf bir pakette bulunur. Hedef pazar, güvenilir, yüksek yoğunluklu kızılötesi sinyalizasyonun gerekli olduğu endüstriyel otomasyon, iletişim sistemleri (IrDA gibi), uzaktan kumandalar, optik anahtarlar ve sensör sistemlerini içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

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

• Güç Dağılımı (P_D):200 mW. Bu, cihazın herhangi bir çalışma koşulunda ısı olarak dağıtabileceği maksimum toplam güçtür.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):1 A. Bu yüksek akım yalnızca darbe koşullarında (saniyede 300 darbe, 10 μs darbe genişliği) izin verilir. Cihazın kısa, yoğun ışık patlamaları için kapasitesini vurgular.
• Sürekli İleri Akım (I_F):100 mA. Bu, sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akımdır.
• Ters Voltaj (V_R):5 V. Ters öngerilimde bu voltajın aşılması yarıiletken eklemini bozabilir.
• Çalışma & Depolama Sıcaklık Aralığı:-40°C ila +85°C. Bu geniş aralık, zorlu çevre koşullarında güvenilirliği sağlar.
• Bacak Lehimleme Sıcaklığı:Gövdeden 1.6mm mesafede, 6 saniye için 260°C. Bu, dalga veya yeniden akış lehimleme işlemlerinde termal hasarı önlemek için kritiktir.

2.2 Elektriksel & Optik Özellikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığında (T_A) belirtilmiştir ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işıma Şiddeti (I_E):Birim katı açı başına optik çıkış gücünün temel bir ölçüsüdür. I_F= 20mA'de, 12.75 mW/sr'dir (tipik). I_F= 50mA'de, akımla doğrusal olmayan, verimli bir artış göstererek önemli ölçüde 32 mW/sr'ye (tipik) yükselir.
• Tepe Işıma Dalga Boyu (λ_P):850 nm (tipik). Bu, insan gözüyle görülemeyen ancak silikon fotodiyotlar ve IR duyarlılığına sahip kameralar tarafından kolayca tespit edilebilen yakın kızılötesi spektrumdadır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):40 nm (tipik). Bu, spektral bant genişliğini gösterir; daha dar bir genişlik daha monokromatik bir kaynağı işaret eder.
• İleri Voltaj (V_F):I_F= 50mA'de, V_F1.49V'dir (tipik), maksimum 1.80V. I_F= 200mA'de, V_F1.83V'ye (tipik), maksimum 2.3V'ye yükselir. Sürücü tasarımında bu pozitif sıcaklık katsayısı dikkate alınmalıdır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):50 derece (tipik). Bu, ışıma şiddetinin tepe değerinin yarısına düştüğü tam açıdır. 50°'lik bir açı, ışın yoğunluğu ve kapsama alanı arasında iyi bir denge sağlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, devre tasarımı ve cihazın değişen koşullar altındaki davranışını anlamak için gerekli olan birkaç tipik karakteristik eğri sağlar.

3.1 Spektral Dağılım (Şekil 1)

Bu eğri, bağıl ışıma şiddetini dalga boyuna karşı çizer. Tepe dalga boyunun yaklaşık 850 nm civarında olduğunu doğrular ve ışıma spektrumunun şeklini ve genişliğini (40 nm yarı genişlik) gösterir. Bu, vericiyi bir dedektörün spektral duyarlılığı ile eşleştirmek için çok önemlidir.

3.2 İleri Akım - İleri Voltaj İlişkisi (Şekil 3)

Bu IV eğrisi, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Eğri, tasarımcıların istenen bir çalışma akımı için gerekli sürücü voltajını belirlemesine olanak tanır, bu da sabit akım sürücüleri tasarlamak için kritiktir.

3.3 Bağıl Işıma Şiddeti - İleri Akım İlişkisi (Şekil 5)

Bu grafik, ışık çıkışının sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Genellikle düşük akımlarda doğrusaldır, ancak termal ve verimlilik sınırlamaları nedeniyle çok yüksek akımlarda doygunluk etkileri gösterebilir. Bu veri, gerekli optik gücü elde etmek için çalışma noktasını ayarlamak için hayati öneme sahiptir.

3.4 Bağıl Işıma Şiddeti - Ortam Sıcaklığı İlişkisi (Şekil 4)

Bu eğri, LED çıkışının negatif sıcaklık katsayısını gösterir. Ortam sıcaklığı yükseldikçe, ışıma şiddeti azalır. Bu termal düşürme, yüksek sıcaklık ortamları için tasarlanan sistemlerde yeterli sinyal marjını sağlamak için dikkate alınmalıdır.

3.5 Işıma Diyagramı (Şekil 6)

Bu kutupsal çizim, yayılan ışığın uzaysal dağılımını görsel olarak temsil eder ve 50 derecelik görüş açısını açıkça gösterir. IR ışınını odaklamak veya paralel hale getirmek için optik sistemler tasarlamada yardımcı olur.

4. Mekanik & Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

Cihaz, IR vericiler için yaygın olan standart bir delikli paket, muhtemelen bir T-1 3/4 (5mm) stili kullanır. Veri sayfasından ana boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre (inç) cinsindendir.
• Aksi belirtilmedikçe tolerans ±0.25mm(.010")'dir.
• Flanş altındaki çıkıntılı reçine maksimum 1.5mm(.059")'dir.
• Bacak aralığı, bacakların paketten çıktığı yerde ölçülür.

Şeffaf paket malzemesi tipik olarak epoksidir ve 850 nm'de yüksek geçirgenlik için optimize edilmiştir.

4.2 Polarite Tanımlama

Standart bir LED paketi için, daha uzun bacak tipik olarak anot (pozitif), daha kısa bacak ise katot (negatif) olur. Paketin katot yakınında düz bir tarafı da olabilir. Ters öngerilim hasarını önlemek için doğru polariteyi gözlemlemek çok önemlidir.

5. Lehimleme & Montaj Kılavuzu

Bacak lehimleme için mutlak maksimum değer açıkça belirtilmiştir:Gövdeden 1.6mm (.063") mesafede ölçüldüğünde, 6 saniye için 260°C. Bu, montaj için kritik bir parametredir.

• Dalga/El Lehimleme:260°C/6s sınırına kesinlikle uyun. Termal şoku en aza indirmek için ön ısıtma önerilir.
• Yeniden Akış Lehimleme:SMD için açıkça belirtilmemiş olsa da, sıcaklık profili, paket gövde sıcaklığının uzun süreler boyunca 85°C depolama maksimumunu aşmamasını ve belirtilen noktadaki bacak sıcaklığının 260°C'yi geçmemesini sağlamalıdır.
• Depolama Koşulları:Nem emilimini ve bozulmayı önlemek için belirtilen sıcaklık aralığında (-40°C ila +85°C) kuru, anti-statik bir ortamda saklayın.

6. Uygulama Önerileri

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Kızılötesi Veri İletimi (IrDA):Yüksek hızı, seri veri bağlantıları için uygun kılar.
• Uzaktan Kumandalar:Yüksek güç, uzun menzil ve güvenilir çalışma sağlar.
• Optik Anahtarlar & Nesne Algılama:Varlık, konum veya sayma algılamak için bir fotodedektör ile birlikte kullanılır.
• Endüstriyel Güvenlik Perdeleri:Makine koruması için görünmez bir ışın bariyeri oluşturur.
• Gece Görüş Aydınlatması:IR duyarlılığına sahip CCTV kameraları için.

6.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:Her zaman bir seri akım sınırlama direnci veya sabit akımlı bir sürücü kullanın. İstenen çalışma akımındaki (I_F) ileri voltaja (V_F) dayalı hesaplayın.
• Isı Yönetimi:Maksimum akıma yakın sürekli çalışma için, güç dağılımını (P_D= V_F* I_F) düşünün ve gerekirse eklem sıcaklığını sınırlar içinde tutmak için yeterli soğutma sağlayın.
• Darbe İşlemi:1A tepe darbe akımı için, sürücünün yüksek hız yeteneğinden yararlanmak için gerekli yüksek akım darbesini hızlı yükselme/düşme süresiyle sağlayabildiğinden emin olun.
• Optik Tasarım:Uygulama ihtiyacına göre (örneğin, uzun menzil için dar, alan kapsama için geniş) 50°'lik ışını şekillendirmek için lensler veya yansıtıcılar kullanın.
• Dedektör Eşleştirme:Optimum performans için tepe spektral duyarlılığı yaklaşık 850 nm civarında olan bir fotodedektör (fototransistör, fotodiyot gibi) ile eşleştirin.

7. Teknik Karşılaştırma & Farklılaşma

LTE-3276, piyasada parametrelerinin belirli kombinasyonu ile kendini farklılaştırır:

• Orta Akımda Yüksek Güç:50mA'de 32 mW/sr güçlü bir çıkıştır, iyi bir sinyal-gürültü oranı gerektiren uygulamalar için faydalıdır.
• Yüksek Hız Yeteneği:Darbe işlemi için belirtim, hızlı bir içsel tepki süresini ima eder, modüle edilmiş sinyaller için uygundur.
• Sağlam Yapı:Geniş çalışma sıcaklığı aralığı ve şeffaf paket, güvenilirlik için tasarımı gösterir.
• Standart düşük güçlü IR LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihaz önemli ölçüde daha yüksek ışıma şiddeti sunar. Lazer diyotlarla karşılaştırıldığında daha güvenlidir (bu güç sınıfında göz için güvenli), daha geniş bir ışın demetine sahiptir ve genellikle daha sağlam ve sürülmesi daha kolaydır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

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

A: Hayır. Bir akım sınırlama direnci kullanmalısınız. Örneğin, 5V kaynaktan V_F~1.5V ile I_F=50mA'de sürmek için: R = (5V - 1.5V) / 0.05A = 70 Ohm. 68 veya 75 Ohm'luk bir direnç kullanın ve güç derecesini kontrol edin (P = I²R = 0.175W, bu nedenle 1/4W'lık bir direnç yeterlidir).

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

A: Işıma Şiddeti, birim katı açı (steradyan) başına yayılan güçtür, kaynağın yönsel gücünü tanımlar. Açıklık Işıma Yoğunluğu, belirli bir mesafe ve hizalamada bir dedektörün yüzeyine ulaşan güç yoğunluğudur (cm² başına mW). İkincisi, birincisine ve mesafe/ters kare yasasına bağlıdır.

S: Darbe modunda nasıl kullanırım?

A: LED'i darbeli olarak sürmek için mantık sinyalinizle kontrol edilen bir transistör (BJT veya MOSFET) anahtarı kullanın. Sürücünün hızlı anahtarlama ile yüksek tepe akımını (1A'ya kadar) sağlayabildiğinden emin olun. Görev döngüsü düşünüldüğünde, ortalama akım hala sürekli akım derecesine (100mA) uymalıdır.

S: Çıkış neden sıcaklıkla azalır?

A: Bu, yarıiletken LED'lerin temel bir özelliğidir. Artan sıcaklık, yarıiletken malzeme içindeki ışımasız yeniden birleşme süreçlerini artırır, iç kuantum verimliliğini ve dolayısıyla ışık çıkışını azaltır.

9. Pratik Tasarım Örneği

Örnek: Uzun Menzilli Kızılötesi Nesne Algılama Sensörü Tasarımı.

Hedef: 5 metre mesafede bir nesneyi algılamak.

Tasarım Adımları:

1. Verici Sürücü:LTE-3276'yi I_F=50mA'de (1kHz'de darbeli, %50 görev döngüsü) çalıştırarak yüksek tepe şiddeti (32 mW/sr) elde ederken ortalama gücü yönetilebilir tutun.

2. Optik:Vericinin önüne, 50°'lik ışını daha odaklanmış ~10°'lik bir ışına daraltmak için basit bir paralelleştirici lens ekleyin, bu da mesafedeki şiddeti önemli ölçüde artırır.

3. Dedektör:Tepe tepkisi 850nm'de olan eşleşmiş bir silikon fototransistör kullanın. Önüne, ortam ışığını engellemek için dar bant geçiren bir optik filtre (850nm merkezli) yerleştirin.

4. Devre:Alıcı devresi, küçük fotodirenci yükseltir. DC ortam ışığını ve düşük frekanslı gürültüyü reddetmek için senkron dedeksiyon (vericiyi modüle etmek ve alıcıyı aynı frekansa ayarlamak) kullanın, bu menzili ve güvenilirliği büyük ölçüde artırır.

Bu kurulum, LTE-3276'nın yüksek gücünü ve hızını, sağlam, parazite dayanıklı bir algılama sistemi için kullanır.

10. Çalışma Prensibi Tanıtımı

LTE-3276 gibi bir kızılötesi verici, yarıiletken fiziğine dayanan bir ışık yayan diyottur (LED). P-n eklemine ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. Bu özel cihazda, yarıiletken malzeme (tipik olarak Alüminyum Galyum Arsenür - AlGaAs tabanlı) bu enerjinin kızılötesi spektrumda, 850 nanometre tepe dalga boyunda fotonlar olarak açığa çıkması için tasarlanmıştır. "Şeffaf" epoksi paket, bu dalga boyuna karşı şeffaf olacak şekilde katkılanmıştır, böylece fotonlar verimli bir şekilde kaçabilir. "Yüksek hız" özelliği, bu yeniden birleşme sürecinin hızlı açılma ve kapanma sürelerini ifade eder, bu da LED'in veri iletimi için yüksek frekanslarda modüle edilmesini sağlar.

11. Teknoloji Trendleri

Kızılötesi verici teknolojisi, daha geniş optoelektronik trendlerle birlikte gelişmeye devam etmektedir. Önemli gelişmeler şunları içerir:

Artırılmış Güç Verimliliği:Araştırmalar, iç kuantum verimliliğini (elektron başına daha fazla foton) ve paketten ışık çıkarma verimliliğini iyileştirmeye odaklanır, bu da aynı elektriksel giriş gücü için daha yüksek ışıma şiddetine yol açar.

Daha Küçük Form Faktörleri:Küçültme yönündeki itici güç, geleneksel delikli tiplerle benzer veya daha iyi performansa sahip yüzey montaj cihaz (SMD) paketlerini teşvik eder.

Geliştirilmiş Hız:İletişim uygulamaları için, daha yüksek veri hızlarını desteklemek üzere daha hızlı modülasyon bant genişliklerine sahip cihazlar geliştirilmektedir.

Dalga Boyu Çeşitliliği:850nm ve 940nm yaygın olsa da, göz için güvenli daha uzun dalga boyları veya gaz algılama için spesifik soğurma çizgileri gibi belirli uygulamalar için diğer dalga boyları optimize edilmektedir.

Entegrasyon:Vericiyi bir sürücü IC ile hatta bir dedektörle tek bir modülde entegre etme eğilimi vardır, bu da son kullanıcılar için sistem tasarımını basitleştirir.