LTE-S9511TS-R Kızılötesi Yayıcı Veri Sayfası - 940nm Dalga Boyu - 18° Görüş Açısı - 1.6V İleri Gerilim - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

LTE-S9511TS-R, güvenilir ve verimli kızılötesi ışık kaynakları gerektiren uygulamalar için tasarlanmış ayrık bir kızılötesi yayıcıdır. Görünür ışık parazitini en aza indirmek için ideal olan 940nm tepe dalga boyunda ışık yaymak için Galyum Arsenür (GaAs) teknolojisini kullanır. Cihaz, odaklanmış 18 derecelik yarı yoğunluklu görüş açısı sağlayan, su berraklığında lense sahip yandan görünümlü bir pakete sahiptir. Bu özellik, yönlendirilmiş kızılötesi sinyalleme gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Ürün, RoHS ve yeşil ürün standartlarına uyumludur, otomatik montaj süreçleri için paketlenmiştir ve kızılötesi reflow lehimlemeye uyumludur.

1.1 Temel Özellikler ve Hedef Pazar

Bu IR yayıcının temel özellikleri arasında yüksek ışıma şiddeti, kompakt EIA standart paketi ve otomatik PCB montajına uygunluğu yer alır. Temel avantajları, düşük görünürlüğü ve silikon fotodedektör tepkisi nedeniyle tüketici elektroniği uzaktan kumandalarında yaygın olarak kullanılan 940nm dalga boyu ve PCB üzerinde yatay ışık yayılmasına olanak tanıyan yandan görünüm konfigürasyonudur. Hedef pazarlar öncelikle tüketici elektroniği, endüstriyel otomasyon ve güvenlik sistemleridir. Ana uygulamalar, uzaktan kumanda ünitelerinde kızılötesi yayıcı ve çeşitli algılama ve veri iletim sistemlerinde PCB'ye monte sensör bileşeni olarak kullanımdır.

2. Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığında (TA) 25°C'de maksimum güç dağılımı 140 mW'dır. Darbe koşullarında (saniyede 300 darbe, 10μs darbe genişliği) 1 Amperlik bir tepe ileri akımı kaldırabilirken, maksimum sürekli DC ileri akımı 70 mA'dir. Cihaz, 5 Volt'a kadar ters gerilime dayanabilir. Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +85°C, depolama sıcaklığı aralığı ise -55°C ila +100°C'dir. Maksimum kızılötesi reflow lehimleme sıcaklığı 10 saniye için 260°C'dir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, TA=25°C'de ölçülen tipik performans parametreleridir. Işıma şiddeti (I_E), 20mA ileri akımında (I_F) tipik olarak 24 mW/sr'dir ve test toleransı ±15%'tir. Tepe emisyon dalga boyu (λ_Tepe) 940nm'dir. Yayılan dalga boylarının yayılımını temsil eden spektral bant genişliği (Δλ) 50nm'dir. İleri gerilim (V_F) tipik olarak 1.3V'dur ve I_F=20mA'de maksimum 1.6V'dur. Ters akım (I_R), 5V ters gerilimde (V_R) maksimum 10 μA'dır. Yoğunluğun eksen üzeri değerinin yarısına düştüğü görüş açısı (2θ_1/2) 18 derecedir.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım mühendisleri için kritik olan çeşitli karakteristik eğriler sağlar. Spektral Dağılım eğrisi (Şekil 1), 940nm merkezli dalga boyları boyunca bağıl ışıma şiddetini gösterir. İleri Akım - Ortam Sıcaklığı eğrisi (Şekil 2), ortam sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum ileri akımın nasıl azaldığını gösterir; bu, termal yönetim için kritiktir. İleri Akım - İleri Gerilim eğrisi (Şekil 3) diyodun IV karakteristiğini gösterir. Bağıl Işıma Şiddeti - Ortam Sıcaklığı eğrisi (Şekil 4), optik çıkışın sıcaklık arttıkça nasıl azaldığını gösterir. Bağıl Işıma Şiddeti - İleri Akım eğrisi (Şekil 5), sürücü akımı ile ışık çıkışı arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Son olarak, Işıma Diyagramı (Şekil 6), 18 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eden bir kutupsal çizimdir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

4.1 Dış Hat ve Paket Boyutları

Cihaz, bir EIA standart paketine uygundur. Dış hat çizimi, PCB ayak izi tasarımı ve mekanik entegrasyon için kritik boyutları sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden ve genel toleransı ±0.15mm olarak verilmiştir. Yandan görünüm yönü açıkça belirtilmiştir.

4.2 Lehim Pedi Yerleşimi

Güvenilir lehim bağlantısı oluşumu için önerilen bir lehim pedi yerleşimi sağlanmıştır. Boyutlar paket için optimize edilmiştir ve "mezar taşı" efekti veya zayıf ıslanmayı önlemeye yardımcı olur. Lehim macunu uygulaması için 0.12mm (5 mil) kalınlığında bir metal şablon önerilir.

4.3 Şerit ve Makara Paketleme

Bileşen, standart otomatik pick-and-place ekipmanlarıyla uyumlu, 7 inç çapında makaralar üzerinde 8mm taşıyıcı şeritte tedarik edilir. Her makara 1500 adet içerir. Paketleme özellikleri, cep boyutları, şerit genişliği ve makara göbek boyutu dahil olmak üzere ANSI/EIA 481-1-A-1994 standartlarını takip eder. Şerit, bileşenleri nem ve kirlenmeden korumak için bir kapak bandı ile kapatılmıştır.

5. Montaj ve Kullanım Kılavuzu

5.1 Lehimleme Süreci

Cihaz, özellikle kurşunsuz (Pb-free) lehim alaşımları için kızılötesi reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur. Tepe sıcaklığın 10 saniye maksimum süreyle 260°C'yi aşmamasını vurgulayan ayrıntılı bir reflow profili önerisi sağlanmıştır. Profil, termal şoku en aza indirmek için ön ısıtma aşamalarını içerir. Manuel lehimleme için, her bacak için maksimum 3 saniye süreyle 300°C'nin altında bir lehim havya sıcaklığı önerilir. Kılavuzlar, nihai profilin kullanılan spesifik PCB tasarımı, bileşenler ve lehim macunu için karakterize edilmesi gerektiğini vurgulamaktadır.

5.2 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bileşenin Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 3'tür. Orijinal, nem alıcılı nem geçirmez torba açılmadığında, ≤30°C ve ≤%90 RH'de depolanmalı ve bir yıl içinde kullanılmalıdır. Torba açıldıktan sonra, bileşenler ≤30°C ve ≤%60 RH'de depolanmalıdır. Ortam koşullarına bir haftadan (168 saat) fazla maruz kalınırsa, reflow sırasında "patlamış mısır" çatlamasını önlemek için lehimlemeden önce en az 20 saat 60°C'de kurutma gereklidir.

5.3 Temizleme ve Sürme Yöntemi

Lehimlemeden sonra temizlik gerekliyse, sadece izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanılmalıdır. Doküman, LED'lerin akım kontrollü cihazlar olduğunu vurgular. Paralel olarak birden fazla LED sürerken tekdüze parlaklık sağlamak için, her LED ile seri olarak ayrı bir akım sınırlama direnci yerleştirilmelidir. Bu, bireysel cihazlar arasındaki ileri gerilimdeki (V_F) küçük varyasyonları telafi eder.

6. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

6.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama, televizyonlar, ses sistemleri ve set üstü kutular için tüketici uzaktan kumandalarında kızılötesi yayıcı olarak kullanımdır. 940nm dalga boyu insan gözü için neredeyse görünmezdir, algılanan ışık kirliliğini azaltır. Ayrıca kısa mesafeli kızılötesi veri iletim bağlantıları, güvenlik sistemi sensörleri (örneğin, ışın kesme dedektörleri) ve temasız sinyalleme gereken endüstriyel otomasyon için uygundur. Yandan görünümlü paket, IR ışınının PCB yüzeyine paralel olarak yayılması gerektiğinde, kenar algılama uygulamalarında veya ince cihazlar içinde avantajlıdır.

6.2 Tasarım Hususları

Tasarımcılar aşağıdakileri dikkate almalıdır:Termal Yönetim:Uzun ömür sağlamak için, artan ortam sıcaklığıyla maksimum ileri akımın azaltılması (Şekil 2) dikkate alınmalıdır.Akım Sürme:Sabit bir akım kaynağı veya seri dirençli bir gerilim kaynağı zorunludur. Basit bir gerilim kaynağı ile sürmek termal kaçak ve arızaya yol açacaktır.Optik Hizalama:Dar 18° görüş açısı, alıcı fotodedektör veya amaçlanan iletim yolu ile hassas hizalamayı gerektirir.PCB Yerleşimi:Uygun mekanik stabilite ve lehim bağlantısı güvenilirliği için önerilen lehim pedi boyutlarına uyun.

6.3 Karşılaştırma ve Seçim

Standart 5mm veya 3mm yuvarlak IR LED'lerle karşılaştırıldığında, bu yandan görünümlü SMT paketi dikey alandan tasarruf sağlar. Daha geniş açılı yayıcılarla karşılaştırıldığında, dar hüzmesi eksen üzerinde daha yüksek şiddet sağlar, bu da daha uzun menzil veya daha düşük güç tüketimi için faydalıdır. 940nm dalga boyu, daha yaygın olan 850nm'ye kıyasla daha az görünür kırmızı parıltı sunar, bu da tüketici uygulamalarında tercih edilir. Tasarımcılar, tasarım uzaktan kumanda veya yakınlık algılama için odaklanmış hüzmeli, yüzeye monte, yandan yayıcı bir IR kaynağı gerektirdiğinde bu bileşeni seçmelidir.

7. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Tepe dalga boyu (λ_Tepe) ile baskın dalga boyu (λ_d) arasındaki fark nedir?

C: Tepe dalga boyu, yayılan optik gücün maksimum olduğu dalga boyudur (bu cihaz için 940nm). Baskın dalga boyu renk algısından türetilir ve tek renkli IR cihazlar için daha az önemlidir; görünür LED'ler için daha kritiktir.

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

C: Hayır. Bir mikrodenetleyici pini tipik olarak 20mA'yi güvenli veya tutarlı bir şekilde sağlayamaz. LED akımını yönetmek için mikrodenetleyici tarafından kontrol edilen bir transistör anahtarı (örneğin, NPN veya MOSFET) kullanmalı ve her zaman seri bir akım sınırlama direnci eklemelisiniz.

S: Torba açıldıktan sonra depolama koşulu neden bu kadar katı?

C: Plastik paket nemi emer. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme sürecinde, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına veya "patlamış mısır" etkisine neden olabilir, bu da bileşeni çatlatır ve tahrip eder. Kurutma işlemi, bu emilmiş nemi uzaklaştırır.

S: Seri direnç değerini nasıl hesaplarım?

C: Ohm Kanunu'nu kullanın: R = (V_kaynak- V_F) / I_F. Örneğin, 5V kaynak, tipik V_F=1.3V ve istenen I_F=20mA için: R = (5 - 1.3) / 0.02 = 185 Ohm. Bir sonraki standart değeri (örneğin, 180 veya 200 Ohm) kullanın ve direncin güç değerinin yeterli olduğundan emin olun (P = I²* R).

8. Teknik Prensipler ve Trendler

8.1 Çalışma Prensibi

Bir Kızılötesi Yayan Diyot (IRED), bir yarı iletken p-n ekleminde elektrolüminesans prensibiyle çalışır. İleri bir gerilim uygulandığında, n-bölgesinden elektronlar ve p-bölgesinden oyuklar eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerjiyi foton şeklinde salarlar. Bu fotonların dalga boyu, yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Galyum Arsenür (GaAs), bu cihazda özellikle yaklaşık 940nm'ye karşılık gelen kızılötesi radyasyona karşılık gelen bir bant aralığına sahiptir. Yandan görünümlü paket, yayılan ışığı belirtilen görüş açısına şekillendiren kalıplanmış bir epoksi lens içerir.

8.2 Endüstri Trendleri

Ayrık IR bileşenlerindeki trend, daha yüksek verimlilik (birim elektriksel girdi başına daha fazla ışıma çıkışı), son cihazların küçültülmesini sağlamak için daha küçük paket boyutları ve IrDA gibi uygulamalar için yüksek hızlı veri iletim protokolleriyle artan uyumluluktur. Otomotiv ve endüstriyel pazarlar için güvenilirlik ve tutarlılığın iyileştirilmesine de odaklanılmaktadır. Yayıcının bir sürücü devresi veya bir fotodedektör ile tek bir modüle entegrasyonu, son kullanıcılar için tasarımı basitleştiren bir başka yaygın trenddir. Bu bileşende görüldüğü gibi, kurşunsuz ve RoHS uyumlu malzeme ve süreçlere geçiş evrensel bir endüstri standardıdır.