LTR-C971-TB Kızılötesi Fototransistör Veri Sayfası - Yandan Görünümlü Paket - Vce 30V - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

LTR-C971-TB, algılama uygulamaları için tasarlanmış ayrık bir kızılötesi fototransistör bileşenidir. Kızılötesi algılama için çözümler sunmayı hedefleyen geniş bir ürün yelpazesinin parçasıdır ve çeşitli elektronik sistemlerde güvenilir performans için uygun karakteristiklere sahiptir. Cihaz, otomatik yerleştirme ve lehimleme süreçleri için endüstri standartlarını karşılayacak şekilde tasarlanmıştır.

1.1 Özellikler

• RoHS ve Yeşil Ürün standartlarına uyumludur.
• Yandan görünümlü konfigürasyona sahip siyah kubbe lens özelliği.
• Otomatik işleme için 7 inç çapında makaralarda 12mm şerit içinde paketlenmiştir.
• Otomatik yerleştirme ekipmanları ile uyumludur.
• Kızılötesi reflow lehimleme süreçleri ile uyumludur.
• EIA standart paket özelliklerine uygundur.

1.2 Uygulama Alanları

• Kızılötesi alıcı modülleri.
• PCB üzerine monte edilen kızılötesi sensörler.

2. Dış Boyutlar

LTR-C971-TB fototransistörünün mekanik dış hatları ve boyutları veri sayfası çizimlerinde sağlanmıştır. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden belirtilmiştir ve standart tolerans ±0.1mm'dir. Doğru PCB ayak izi tasarımı için detaylı boyut çizimlerine başvurmak önemlidir. Özellikler önceden haber verilmeksizin değiştirilebilir.

3. Mutlak Maksimum Değerler

Aşağıdaki tablo, ortam sıcaklığında (TA) 25°C'de LTR-C971-TB fototransistörü için mutlak maksimum değerleri listeler. Bu limitlerin aşılması cihazda kalıcı hasara neden olabilir.

Kurşunsuz işlemler için önerilen bir kızılötesi reflow profili de montaj sırasında referans olması için veri sayfasında yer almaktadır.

4. Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Temel elektriksel ve optik parametreler TA=25°C'de tanımlanmıştır. Bu karakteristikler devre tasarımı ve performans tahmini için çok önemlidir.

Not: IC(ON) için test toleransı ±15%'tir.

5. Tipik Performans Eğrileri

Veri sayfası, 25°C ortam sıcaklığında ölçülen (aksi belirtilmedikçe) bir dizi tipik karakteristik eğri içerir. Bu grafikler, kolektör akımına karşı ışınım, farklı yükler altında tepki süresi ve karanlık akımın sıcaklığa bağımlılığı gibi temel parametreler arasındaki ilişkiyi görsel olarak temsil eder. Bu eğrilerin analizi, mühendislerin cihazın standart dışı veya değişken çalışma koşulları altındaki davranışını anlamalarına yardımcı olur, bu da sağlam sistem tasarımı için gereklidir.

6. Lehim Pedi Yerleşimi ve Tavsiyeleri

PCB yerleşimi için önerilen lehim pedi boyutları, uygun lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için verilmiştir. Veri sayfası, 0.1mm (4 mil) veya 0.12mm (5 mil) kalınlığında lehim pastası baskısı için metal şablon kullanılmasını önerir. Bu ped boyutlarına ve şablon özelliklerine uyulması, reflow sürecinde güvenilir lehim bağlantıları elde etmek ve mezar taşı veya yetersiz lehim gibi sorunları önlemek için kritik öneme sahiptir.

7. Şerit ve Makara Paketleme Özellikleri

LTR-C971-TB, yüksek hacimli, otomatik montaj hatları için uygun bir şerit ve makara formatında tedarik edilir. Hem taşıyıcı şerit hem de makara için detaylı paket boyutları belirtilmiştir. Temel notlar şunları içerir: tüm boyutlar milimetre cinsindendir, boş bileşen yuvaları üst kapak bandı ile kapatılmıştır, her 13 inçlik makara 6000 adet içerir, maksimum iki ardışık eksik bileşene izin verilir ve paketleme ANSI/EIA 481-1-A-1994 özelliklerine uygundur.

8. Önemli Uyarılar ve Kullanım Kılavuzu

8.1 Öngörülen Uygulama

Bu bileşen, ofis ekipmanları, iletişim cihazları ve ev uygulamaları dahil olmak üzere sıradan elektronik ekipmanlarda kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Arızanın hayatı veya sağlığı tehlikeye atabileceği güvenlik açısından kritik sistemler (örneğin, havacılık, tıbbi cihazlar) için tasarlanmamıştır. Bu tür uygulamalar için tasarım öncesinde bileşen tedarikçisi ile istişare yapılması gerekmektedir.

8.2 Depolama Koşulları

Uygun depolama, bileşen güvenilirliğini korumak için gereklidir. Nem alıcılı vakumlu nem geçirmez torbalar için, ≤30°C ve ≤%90 RH'de depolayın ve önerilen kullanım süresi bir yıldır. Orijinal ambalaj açıldıktan sonra bileşenler ≤30°C ve ≤%60 RH'de depolanmalıdır. Açıldıktan sonra bir hafta içinde IR reflow lehimlemenin tamamlanması tavsiye edilir. Orijinal torbanın dışında daha uzun süreli depolama için, nem alıcılı kapalı bir kap veya nitrojen desikatörü kullanın. Ambalajsız olarak bir haftadan fazla depolanan bileşenler, lehimlemeden önce yaklaşık 60°C'de en az 20 saat pişirilmelidir.

8.3 Temizleme

Temizlik gerekliyse, izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın. Paketi veya lensi hasara uğratabilecek agresif veya bilinmeyen kimyasal temizleyiciler kullanmaktan kaçının.

8.4 Lehimleme Süreci

Montaj güvenilirliğini sağlamak için detaylı lehimleme tavsiyeleri sağlanmıştır.

• Reflow Lehimleme:Maksimum 120 saniye için 150–200°C'ye ön ısıtın. Tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemeli ve bu sıcaklığın üzerindeki süre maksimum 10 saniye ile sınırlandırılmalıdır. Reflow maksimum iki kez gerçekleştirilmelidir.
• Lehim Havyası:Havya ucu sıcaklığı 300°C'yi geçmemeli ve tek bir işlem için her bacağın lehimleme süresi maksimum 3 saniye ile sınırlandırılmalıdır.

Veri sayfası, optimal sıcaklık profilinin spesifik kart tasarımına, bileşenlere, lehim pastasına ve fırına bağlı olduğunu vurgular. Sağlanan JEDEC uyumlu profili genel bir hedef olarak kullanmayı ve hem JEDEC hem de lehim pastası üreticisinin limitlerine uymayı önerir.

8.5 Sürücü Devresi Tavsiyesi

Birden fazla cihaz içeren uygulamalar için, devredeki her fototransistör için kuvvetle tavsiye edilen bir seri akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Veri sayfasında "Devre Modeli (A)" olarak gösterilen bu uygulama, tüm cihazlar arasında akım tekdüzeliği ve tutarlı performans sağlamaya yardımcı olur. Bireysel dirençler olmadan alternatif paralel bağlantı ("Devre Modeli (B)"), bireysel cihazların akım-gerilim (I-V) karakteristiklerindeki farklılıklar nedeniyle parlaklık veya hassasiyet değişimlerine yol açabilir.

9. Ürün Bilgisi ve Revizyonlar

Üretici, önceden haber vermeksizin iyileştirme amacıyla ürünün görünümünü ve özelliklerini değiştirme hakkını saklı tutar. Tasarımcılar en güncel bilgi için daima veri sayfasının en son sürümüne başvurmalıdır.

10. Teknik Derinlemesine İnceleme ve Tasarım Hususları

10.1 Çalışma Prensibi

Bir kızılötesi fototransistör, gelen kızılötesi ışığı elektrik akımına dönüştürerek çalışır. Esasen, taban akımının, taban-kolektör bağlantısına (fotodiyot görevi gören) çarpan fotonlar tarafından üretildiği bir bipolar jonksiyon transistörüdür. Yeterli dalga boyundaki (bu cihaz için tipik olarak 940nm) kızılötesi ışık aktif alanı aydınlattığında, elektron-boşluk çiftleri oluşur. Bu fotoakım daha sonra transistörün kazancı ile yükseltilir ve harici devreler tarafından kolayca ölçülebilen çok daha büyük bir kolektör akımı ile sonuçlanır. Siyah kubbe lensli yandan görünümlü paket, belirli bir görüş alanı tanımlamaya yardımcı olur ve ortam görünür ışığının bir kısmını reddetme özelliği sunabilir.

10.2 Temel Parametre Analizi

• Hassasiyet (IC(ON)):940nm'de 0.5 mW/cm² ışınım altında tipik 4.0 mA açık durum kolektör akımı, cihazın hassasiyetini gösterir. Tasarımcılar, güvenilir anahtarlama veya analog algılama için gelen IR sinyal gücünün bu ışınım seviyesini karşıladığından veya aştığından emin olmalıdır.
• Hız (Tr, Tf):15 μs tipik yükselme ve düşme süreleri, cihazın anahtarlama hızını tanımlar. Bu parametre, yüksek bit hızı gerektiren veri iletimi uygulamaları (IR uzaktan kumandalar gibi) için kritiktir. Belirtilen test koşulu (VCE=5V, IC=1mA, RL=1KΩ) standart bir kıyas noktası sağlar.
• Karanlık Akım (ICEO):VCE=20V'de maksimum 100 nA karanlık akım, ışık olmadığında sızıntı akımını temsil eder. Düşük karanlık akım, özellikle düşük ışık algılama senaryolarında veya artırılmış gerilim kazancı için yüksek değerli yük dirençleri kullanıldığında, yüksek sinyal-gürültü oranı elde etmek için gereklidir.
• Gerilim Değerleri (V(BR)CEO, V(BR)ECO):30V kolektör-emitör ve 5V emitör-kolektör delinme gerilimleri, uygulanan öngerilim için güvenli çalışma alanını tanımlar. Devre tasarımları, geçici koşullar altında bile bu limitlerin aşılmadığından emin olmalıdır.

10.3 Uygulama Devresi Tasarımı

En yaygın konfigürasyon, fototransistörü ortak emitör anahtar modunda kullanmaktır. Kolektör, bir yük direnci (RL) üzerinden besleme gerilimine (VCC) bağlanır ve emitör topraklanır. Çıkış sinyali kolektör düğümünden alınır. RL'nin değeri önemli bir tasarım seçimidir: daha büyük bir RL, belirli bir fotoakım için daha yüksek çıkış gerilim salınımı sağlar (daha yüksek kazanç) ancak artan RC zaman sabiti nedeniyle tepki süresini yavaşlatır. Veri sayfasının hız özellikleri RL=1KΩ ile verilmiştir, bu bir referans noktası sağlar. Doğrusal tepki gerektiren analog uygulamalar için, cihaz fotodiyot modunda (taban açık bırakılarak, sadece kolektör-taban bağlantısı kullanılarak) veya doyumdan kaçınmak için dikkatli bir öngerilimle çalıştırılmalıdır.

10.4 Çevresel ve Montaj Hususları

-40°C ila +85°C çalışma sıcaklığı aralığı, cihazı tüketici, endüstriyel ve bazı otomotiv ortamları için uygun kılar. Tasarımcılar, tipik olarak sıcaklıkla sırasıyla artan ve azalan karanlık akım ve hassasiyetin sıcaklık katsayısını dikkate almalıdır. Plastik paket ve iç tel bağlantıları termal şoka ve aşırı ısıya duyarlı olduğu için katı lehimleme profili kılavuzları gereklidir. JEDEC tabanlı profile uymak, stresi en aza indirir ve gizli arızaları önler.

10.5 Karşılaştırma ve Seçim

Bir kızılötesi sensör seçerken, mühendisler fototransistörleri fotodiyotlarla karşılaştırır. Fototransistörler daha yüksek kazanç (birim ışık başına çıkış akımı) sunar ancak genellikle daha yavaştır ve fotodiyotlara kıyasla daha doğrusal olmayan bir tepkiye sahiptir. Entegre yükseltme özelliği ile LTR-C971-TB, basit dijital algılama (IR sinyalinin varlığı/yokluğu) veya ek yükselteç katları olmadan yüksek çıkış gereken düşük hızlı analog algılama için mükemmel bir seçimdir. Yüksek hızlı veri bağlantıları veya hassas analog ışık ölçümü için bir PIN fotodiyot daha uygun olabilir.

10.6 Pratik Kullanım Örneği

Tipik bir kullanım örneği, temasız bir musluk için kızılötesi yakınlık sensörüdür. Bir kızılötesi LED verici 940nm'de darbe üretir. Yakına yerleştirilen LTR-C971-TB fototransistörü, yansıyan sinyali algılar. El musluğun altına yerleştirildiğinde, IR ışığını sensöre geri yansıtır ve kolektör akımının artmasına neden olur. Bu değişiklik bir mikrodenetleyici tarafından algılanır ve ardından su vanası etkinleştirilir. Yandan görünümlü paket, LED ve fototransistörün aynı PCB düzlemine monte edildiği kompakt bir sensör modülüne olanak tanır. Cihazın hassasiyeti, zayıf yansımalarla bile güvenilir algılama sağlar ve hızı bu yavaş insan hareketi arayüzü için fazlasıyla yeterlidir. Tasarım, sürücü LED için önerilen seri direnci ve fototransistörün kolektöründe mikrodenetleyicinin ADC veya karşılaştırıcı girişi için ölçülebilir bir gerilime dönüştürmek üzere uygun bir yük direncini (örneğin, 10kΩ) içerecektir.

10.7 Endüstri Trendleri

Ayrık kızılötesi bileşenlerdeki trend, daha yüksek entegrasyon, daha küçük paketler ve gelişmiş performans yönündedir. LTR-C971-TB gibi cihazlar maliyet duyarlı veya alan kısıtlı tasarımlar için hayati önem taşırken, fotodedektör, yükselteç ve dijital mantığı (I²C çıkışı gibi) tek bir pakette birleştiren entegre çözümlerin benimsenmesi artmaktadır. Bu modüller tasarımı basitleştirir ancak daha yüksek maliyetle gelebilir. Bir diğer trend, ortam ışığı gürültüsüne karşı bağışıklığı iyileştirmek için pakete entegre edilmiş spesifik dalga boyu filtrelerinin artan kullanımıdır, bu özellik daha geniş ürün yelpazesinde mevcut olarak belirtilmiştir. Temel algılama görevleri için, ayrık fototransistör performans, maliyet ve tasarım esnekliği açısından optimal bir denge sunar.