IR Verici ve Dedektör LTLE-32F0L-032A Veri Sayfası - T-1 3/4 Paket - 850nm Dalga Boyu - 1.95V İleri Gerilim - 180mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, ayrık bir kızılötesi (IR) verici ve dedektör bileşeninin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, 850 nanometre (nm) tepe dalga boyunda çalışan kızılötesi ışık yayma ve algılama gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Şeffaf kapsüllü, popüler T-1 3/4 çapında bir pakette yer alır ve çeşitli optoelektronik sistemler için uygundur.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bileşen, yüksek hızlı çalışma, düşük güç tüketimi ve yüksek verimlilik dahil olmak üzere birkaç önemli avantaj sunar. Kurşunsuz (Pb-free) ve RoHS çevre standartlarına uygundur. Başlıca uygulamaları arasında 850nm IR verici olarak kullanım, kameralar için gece görüş sistemlerine entegrasyon ve yakınlık algılama, veri iletimi veya nesne tespiti için kızılötesi ışığın kullanıldığı çeşitli sensör uygulamaları yer alır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Aşağıdaki bölümler, cihazın temel parametrelerinin detaylı ve nesnel bir yorumunu sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Ortam sıcaklığında (TA) 25°C'de belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (Pd):180 mW. Bu, cihazın termal sınırlarını aşmadan ısı olarak dağıtabileceği maksimum güç miktarıdır.
• Tepe İleri Akımı (IFP):1 A. Bu, darbe koşullarında (saniyede 300 darbe, 10μs darbe genişliği) izin verilen maksimum akımdır. Bu değerin aşılması ciddi arızaya neden olabilir.
• Sürekli İleri Akım (IF):100 mA. Sürekli olarak uygulanabilen maksimum DC akımdır.
• Ters Gerilim (VR):5 V. Bundan daha yüksek bir ters gerilim uygulamak yarıiletken eklemini bozabilir.
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C. Cihazın özelliklerine göre çalışmasının garanti edildiği ortam sıcaklığı aralığıdır.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-55°C ila +100°C.
• Bacak Lehimleme Sıcaklığı:Bileşen gövdesinden 4.0mm ölçülen noktada, 3 saniye için 320°C.

2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler

Bunlar, TA=25°C'de belirli test koşulları altında ölçülen tipik performans parametreleridir.

• Işıma Şiddeti (I_E):28 mW/sr (tipik). Bu, 50mA ileri akım (I_F) ile sürüldüğünde birim katı açı (steradyan) başına yayılan optik gücü ölçer. Vericinin parlaklığı için temel bir metrikdir.
• Tepe Yayım Dalga Boyu (λ_Tepe):850 nm. Vericinin en fazla optik gücü çıkışladığı dalga boyudur. Bu, insan gözüyle görülemeyen ancak silikon fotodiyotlar ve birçok kamera sensörü tarafından algılanabilen yakın kızılötesi spektrumdadır.
• Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):50 nm. Bu, spektral bant genişliğini gösterir; önemli optik gücün yayıldığı dalga boyu aralığıdır. 50nm değeri, standart GaAs/AlGaAs IR vericiler için tipiktir.
• İleri Gerilim (V_F):1.6V (Min), 1.95V (Tip), I_F=50mA'da belirtilmemiş Maks. Bu, cihaz akım iletirken üzerindeki gerilim düşüşüdür. Akım sınırlayıcı sürücü devresi tasarımı için çok önemlidir.
• Ters Akım (I_R):V_R=5V'da 100 μA (Maks). Cihaz ters kutuplandığında akan küçük sızıntı akımıdır.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):60 derece. Işıma şiddetinin maksimum değerinin (eksenel) yarısına düştüğü tam açıdır. Yayılan ışığın hüzme yayılımını tanımlar.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişen koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç karakteristik eğri sağlar.

3.1 Spektral Dağılım

Şekil 1, bağıl ışıma şiddetinin dalga boyunun bir fonksiyonu olarak gösterir. Eğri, belirtilen 50nm yarı genişlikle 850nm'de merkezlenmiştir ve spektral özellikleri doğrular. Bu bilgi, hedeflenen dedektörün (örn. bir silikon fotodiyot veya kameranın IR filtresi) spektral hassasiyetiyle uyumluluğu sağlamak için hayati öneme sahiptir.

3.2 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Şekil 3, ileri akım ve ileri gerilim arasındaki ilişkiyi tasvir eder. Bu eğri, bir diyot için tipik olarak üstel bir yapıdadır. İleri gerilimin akımla birlikte arttığını gösterir. Tasarımcılar, maksimum değerleri aşmadan istenen çalışma noktasına (örn. belirtilen ışıma şiddeti için 50mA) ulaşmak için uygun bir akım sınırlayıcı direnç seçmek için bu eğriyi kullanır.

3.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Şekil 2 ve 4, ortam sıcaklığının cihaz performansı üzerindeki etkilerini gösterir.

• İleri Akım - Ortam Sıcaklığı (Şek. 2):Muhtemelen sabit bir akımdaki ileri gerilimin sıcaklık arttıkça (negatif sıcaklık katsayısı) nasıl azaldığını gösterir; bu LED'lerde yaygın bir özelliktir.
• Bağıl Işıma Şiddeti - Ortam Sıcaklığı (Şek. 4):Vericinin optik çıkış gücünün ortam sıcaklığı yükseldikçe azaldığını gösterir. Bu güç azaltma, yüksek sıcaklık ortamlarında çalışan uygulamalar için kritiktir; sabit bir ışık çıkışı sağlamak için sürücü akımının (sınırlar dahilinde) artırılması veya termal yönetim gerekebilir.

3.4 Bağıl Işıma Şiddeti - İleri Akım

Şekil 5, optik çıkış gücünün sürücü akımıyla nasıl arttığını gösterir. Bu ilişki genellikle bir aralıkta doğrusaldır ancak çok yüksek akımlarda termal ve verimlilik sınırları nedeniyle sonunda doyuma ulaşır. Tipik 50mA noktasına yakın çalışmak, iyi verimlilik ve uzun ömür sağlar.

3.5 Işıma Diyagramı

Şekil 6, yayılan ışık şiddetinin açısal dağılımını gösteren, 60 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eden bir kutupsal çizimdir. Şiddet merkez eksen (0°) boyunca en yüksektir ve kenarlara doğru azalır.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

4.1 Ana Hat Boyutları

Cihaz, standart bir T-1 3/4 (5mm) yuvarlak paket kullanır. Temel boyutsal notlar şunları içerir: tüm boyutlar mm (inç) cinsinden, belirtilmediği sürece ±0.25mm tolerans, flanş altında maksimum 0.5mm reçine çıkıntısı ve paket çıkış noktasında ölçülen bacak aralığı. Kesin mekanik çizim, PCB ayak izi tasarımı için kritik bilgi sağlayarak uygun oturma ve hizalama sağlar.

4.2 Şerit ve Makara Paketleme Boyutları

Otomatik montaj için, bileşenler kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Bölüm 6, besleme deliği çapı (D: 3.8-4.2mm), bileşen aralığı (P: 12.5-12.9mm), yuva boyutları (P1, P2, H) ve şerit genişliği (W3: 17.5-19.0mm) dahil olmak üzere şerit boyutlarının detaylı bir tablosunu sağlar. Yapışkan bant (genişlik W1: 12.5-13.5mm) bileşenleri yuvalarda mühürler. Bu özellikler, pick-and-place makinelerini programlamak ve besleyici sistemleri tasarlamak için gereklidir.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun işleme, güvenilirlik için çok önemlidir.

5.1 Depolama

Bileşenler ≤30°C ve ≤%70 bağıl nemde depolanmalıdır. Orijinal nem bariyerli torbadan çıkarılırsa, üç ay içinde kullanılmalıdır. Torba dışında daha uzun süreli depolama için, lehimleme sırasında "patlamış mısır" etkisine neden olabilecek nem emilimini önlemek üzere desikatörlü kapalı bir kap veya nitrojen desikatörü kullanın.

5.2 Temizleme

Temizlik gerekliyse, izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. Sert kimyasallar epoksi lensi hasara uğratabilir.

5.3 Bacak Şekillendirme

Bacakları, lens tabanından en az 3mm uzaklıktaki bir noktadan bükün. Paket gövdesini dayanak noktası olarak kullanmayın. Şekillendirme oda sıcaklığında ve lehimlemeden önce yapılmalıdır. PCB'ye takma sırasında stresi önlemek için minimum kuvvet kullanın.

5.4 Lehimleme Parametreleri

Lens tabanı ile lehim noktası arasında en az 3mm boşluk bırakın. Lensi asla lehime daldırmayın.

• Lehim Havyası:Maks 350°C, maks 3 saniye (sadece bir kez).
• Dalga Lehimleme:Ön ısıtma ≤100°C, ≤60 sn, lehim dalgası ≤320°C, ≤3 sn. Daldırma konumu lens tabanından 2mm'den daha aşağıda olmamalıdır.
• Önemli Not:Aşırı sıcaklık veya süre, lensi deforme edebilir veya cihazı tahrip edebilir. Kızılötesi (IR) reflow, bu delikli bileşen için uygun DEĞİLDİR.

6. Uygulama ve Tasarım Hususları

6.1 Sürücü Devre Tasarımı

Bu bir akım kontrollü cihazdır. Birden fazla vericiyi paralel sürerken düzgün parlaklık sağlamak için, her bir LED ile seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç yerleştirilmelidirher bir LED(Devre A). Her bir cihazın ileri gerilimindeki (V_F) farklılıklar nedeniyle, LED'leri tek bir paylaşımlı dirençle paralel bağlamak (Devre B) önerilmez; bu dengesiz akım dağılımına ve dolayısıyla düzensiz parlaklığa neden olur.

6.2 Elektrostatik Deşarj (ESD) Koruması

Bileşen, ESD'ye ve güç dalgalanmalarına karşı hassastır. Önleyici tedbirler zorunludur:

• Topraklanmış bileklikler ve antistatik eldivenler kullanın.
• Tüm ekipmanların, çalışma istasyonlarının ve depolama raflarının uygun şekilde topraklanmış olduğundan emin olun.
• Plastik lens üzerinde birikebilecek statik yükü nötrleştirmek için iyonizerler kullanın.

6.3 Uygulama Kapsamı ve Güvenilirlik

Cihaz, sıradan elektronik ekipmanlar (ofis, iletişim, ev tipi) için tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği uygulamalarda (havacılık, tıbbi, güvenlik sistemleri), standart güvenilirlik verileri bu kadar kritik kullanımlar için yeterli olmayabileceğinden, kullanım öncesinde özel danışma ve nitelik gereklidir.

7. Teknik Karşılaştırma ve Trendler

7.1 Farklılaşma

850nm dalga boyu, iyi silikon dedektör hassasiyeti ile daha uzun IR dalga boylarına kıyasla birçok malzemedeki daha düşük emilim arasında bir denge sunar. T-1 3/4 paketi, soketler ve PCB düzenleriyle geniş uyumluluk sağlayan bir endüstri standardıdır. Şeffaf lens (renkli olanın aksine), verici fonksiyonu için ışık çıkışını maksimize eder.

7.2 Çalışma Prensibi

IR Verici (IRED) Olarak: Eşik geriliminin üzerinde ileri kutuplandığında, elektronlar ve delikler yarıiletken aktif bölgede (muhtemelen GaAs/AlGaAs) yeniden birleşir ve karakteristik 850nm dalga boyunda fotonlar şeklinde enerji açığa çıkarır. Şeffaf epoksi lens bu ışık çıkışını şekillendirir ve yönlendirir.

Dedektör (Fotodiyot) Olarak: Yeterli enerjiye sahip fotonlar yarıiletken eklemine çarptığında, elektron-delik çiftleri oluşturur ve cihaz ters kutuplandığında bir fotok akımı yaratır. Bu akım, gelen ışık şiddetiyle orantılıdır.

7.3 Tasarım Trendleri

Endüstri, daha yüksek verimlilik (elektriksel watt başına daha fazla ışık çıkışı), veri iletimi için geliştirilmiş hız ve artırılmış güvenilirlik için çabalarını sürdürmektedir. Yüzey montajlı (SMD) paketler otomatik montaj için giderek daha yaygın hale gelmekle birlikte, bu gibi delikli paketler prototipleme, yüksek güçlü uygulamalar veya sağlam mekanik montaj gerektiren senaryolar için hayati önemini korumaktadır.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

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

C: Hayır. Seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanmalısınız. Örneğin, 5V kaynaktan tipik V_F=1.95V ile 50mA elde etmek için: R = (5V - 1.95V) / 0.05A = 61 Ohm. 62 Ohm'luk bir direnç uygun olacaktır. Daima gerçek V_Fdeğerini ve direncin güç değerini kontrol edin.

S: "Işıma Şiddeti" (mW/sr) ile "Görüş Açısı" arasındaki fark nedir?

C: Işıma Şiddeti, optik gücün belirli bir yöndeki (steradyan başına) yoğunluğunu ölçer. Görüş Açısı ise o hüzmenin açısal yayılımını tanımlar. Yüksek ışıma şiddetine ancak dar görüş açısına sahip bir cihaz, çok odaklanmış, yoğun bir nokta üretir. Bu cihaz, orta düzeyde 60° görüş açısına sahiptir ve hüzme yoğunluğu ile kapsama alanı arasında iyi bir denge sağlar.

S: Depolama nemi neden önemlidir?

C: Epoksi paketleme nem emebilir. Yüksek sıcaklıktaki lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak paketi çatlatabilen veya iç bağları ayırabilen bir iç basınç oluşturabilir - bu arızaya "patlamış mısır" etkisi denir.

S: Bunu IR uzaktan kumandalar gibi yüksek hızlı veri iletimi için kullanabilir miyim?

C: "Yüksek hızlı" olarak listelenmiş olsa da, uygunluğu gerekli veri hızına bağlıdır. Tepe akımı için 10μs darbe değeri, orta derecede hızlı darbeleri işleyebileceğini gösterir. Çok yüksek hızlı iletişim (örn., IrDA) için, daha hızlı yükselme/düşme süreleri için özellikle karakterize edilmiş bileşenler daha uygun olacaktır.