LTR-C950-TB Kızılötesi Fototransistör Veri Sayfası - Üstten Görünümlü Siyah Lens - 940nm - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, ayrık bir kızılötesi fototransistör bileşeninin özelliklerini detaylandırır. Cihaz, tipik olarak 940nm dalga boyunda kızılötesi ışığı algılamak üzere tasarlanmıştır. Üstten görünümlü, siyah kubbe lensli bir pakete sahiptir; bu, görüş açısını tanımlamaya ve ortam görünür ışığından kaynaklanan paraziti azaltmaya yardımcı olur. Bileşen, bant ve makara üzerinde paketlenmiştir, bu da yüksek hacimli, otomatik yüzey montaj üretim süreçleriyle uyumlu olmasını sağlar. İlgili çevre standartlarına uygundur.

1.1 Özellikler

• Tehlikeli maddeler için çevre düzenlemelerine uyumludur.
• Siyah kubbe lensli, üstten görünümlü form faktörü.
• Otomatik yerleştirme için 7 inç çapında makaralarda 12mm bant üzerinde tedarik edilir.
• Standart kızılötesi reflow lehimleme süreçleriyle uyumludur.
• Standartlaştırılmış paket dış hatları.

1.2 Uygulama Alanları

• Kızılötesi alıcı modülleri.
• PCB üzerine monte edilen kızılötesi algılama uygulamaları.

2. Dış Boyutlar

Cihaz, standart bir paket dış hatlarına uyar. Tüm kritik boyutlar, veri sayfası diyagramlarında milimetre cinsinden verilmiştir; aksi belirtilmedikçe standart tolerans ±0.1mm'dir. Paket, güvenilir PCB montajı için tasarlanmıştır.

3. Mutlak Maksimum Değerler

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

• Güç Dağılımı (PD):100 mW
• Kolektör-Emitör Gerilimi (VCEO):30 V
• Emitör-Kolektör Gerilimi (VECO):5 V
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-55°C ila +100°C
• Kızılötesi Reflow Lehimleme:Maksimum 10 saniye için 260°C tepe sıcaklığı.

Kurşunsuz işlemler için önerilen bir reflow sıcaklık profili, güvenilir lehim bağlantıları sağlamak ve termal hasarı önlemek için ön ısıtma, tepe sıcaklığı ve sıvılaşma üstü süre parametrelerini vurgulayarak dahil edilmiştir.

4. Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler, cihazın TA=25°C'de belirtilen test koşulları altındaki performansını tanımlar. Devre tasarımı için çok önemlidirler.

• Kolektör-Emitör Delinme Gerilimi, V(BR)CEO:30 V (min). Test koşulu: IR = 100µA, Işınım (Ee) = 0 mW/cm².
• Emitör-Kolektör Delinme Gerilimi, V(BR)ECO:5 V (min). Test koşulu: IE = 100µA, Ee = 0 mW/cm².
• Kolektör-Emitör Doyma Gerilimi, VCE(SAT):0.4 V (maks). Test koşulu: IC = 100µA, Ee = 0.5 mW/cm².
• Yükselme Süresi (Tr) ve Düşme Süresi (Tf):15 µs (tipik). Test koşulu: VCE = 5V, IC = 1mA, RL = 1kΩ.
• Kolektör Karanlık Akımı (ICEO):100 nA (maks). Test koşulu: VCE = 20V, Ee = 0 mW/cm². Bu, ışık gelmediğindeki sızıntı akımıdır.
• Açık Durum Kolektör Akımı, IC(ON):1.5 mA (min) ila 9.20 mA (maks) aralığındadır. Test koşulu: VCE = 5V, Ee = 0.5 mW/cm², λ=940nm. Bu, hassasiyeti gösteren ana parametredir.

5. Bin Kodu Sistemi

Cihazlar, uygulamada tutarlılık sağlamak için Açık Durum Kolektör Akımlarına (IC(ON)) göre performans binlerine ayrılır. Her bir bin içindeki akım toleransı ±15%'tir.

• BIN A:IC(ON) = 1.5 mA ila 2.9 mA
• BIN B:IC(ON) = 2.9 mA ila 5.5 mA
• BIN C:IC(ON) = 5.5 mA ila 9.2 mA

6. Tipik Performans Eğrileri

Veri sayfası, cihazın çeşitli koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç grafik sağlar. Bunlar, tek nokta özelliklerinin ötesinde performansı anlamak için gereklidir.

• Spektral Hassasiyet:Fototransistörün farklı dalga boylarında göreceli hassasiyetini, 940nm civarında zirve yaparak gösteren bir eğri.
• Kolektör Karanlık Akımı vs. Ortam Sıcaklığı:Sızıntı akımının (ICEO) sıcaklık arttıkça nasıl arttığını gösterir.
• Yükselme ve Düşme Süresi vs. Yük Direnci:Anahtarlama hızının devredeki yük direncinin (RL) değerinden nasıl etkilendiğini gösterir.
• Göreceli Kolektör Akımı vs. Işınım:Gelen ışık gücü (Ee) ile çıkış kolektör akımı arasındaki ilişkiyi gösterir.
• Hassasiyet Diyagramı:Sensörün göreceli açısal tepkisini gösteren bir kutupsal çizim; bu, siyah kubbe lensten etkilenir.

7. Lehim Pedi Düzeni ve Paket Bilgisi

Doğru lehimleme ve mekanik stabiliteyi sağlamak için önerilen PCB lehim pedi boyutları sağlanmıştır. Lehim macunu uygulaması için 0.1mm veya 0.12mm kalınlığında bir şablon önerilir. Otomatik işlemeyi kolaylaştırmak için bant ve makara paketlemesinin detaylı boyutları, yuva aralığı, makara çapı ve göbek boyutu belirtilerek dahil edilmiştir.

8. Kullanım, Depolama ve Montaj Kılavuzları

8.1 Depolama Koşulları

Açılmamış, nem geçirmez torbalar (nem alıcılı) için, ≤ 30°C ve ≤ %90 RH'de depolayın; önerilen kullanım süresi bir yıldır. Orijinal ambalajından çıkarılmış cihazlar için ortam 30°C / %60 RH'yi aşmamalıdır. Orijinal torbadan bir haftadan fazla süre dışarıda depolanmışsa, nemi gidermek ve reflow sırasında "patlamayı" önlemek için lehimleme öncesi 60°C'de 20 saat pişirme önerilir.

8.2 Temizleme

Temizlik gerekliyse, izopropil alkol gibi alkol bazlı çözücüler kullanın.

8.3 Lehimleme Önerileri

Hem reflow hem de el lehimlemesi için detaylı parametreler sağlanmıştır:

• Reflow Lehimleme:150-200°C'ye kadar 120 saniyeye kadar ön ısıtma, tepe sıcaklığı 260°C'yi aşmamak üzere maksimum 10 saniye. Reflow işlemi maksimum iki kez yapılmalıdır.
• El Lehimleme:Havya ucu sıcaklığı 300°C'yi aşmamalı, her bağlantı için lehimleme süresi maksimum 3 saniye olmalıdır.

Kılavuzlar JEDEC standartlarına atıfta bulunur ve belirli PCB tasarımları için sürecin karakterize edilmesi gerekliliğini vurgular.

8.4 Sürücü Devresi Hususları

Fototransistör bir akım çıkışlı cihazdır. Birden fazla sensör içeren uygulamalarda, her bir cihazla seri olarak ayrı akım sınırlayıcı dirençler kullanılması (veri sayfasındaki "Devre A"da gösterildiği gibi) şiddetle tavsiye edilir; bu, tekdüze tepki sağlar ve herhangi bir birimin aşırı akım çekmesini önler. Cihazları doğrudan paralel bağlamak ("Devre B") ve ayrı dirençler kullanmamak, cihaz karakteristiklerindeki değişiklikler nedeniyle performans uyumsuzluğuna yol açabilir.

9. Uygulama Notları ve Tasarım Hususları

9.1 Çalışma Prensibi

Bir kızılötesi fototransistör, gelen kızılötesi ışığı elektrik akımına dönüştürerek çalışır. Yeterli enerjiye sahip fotonlar (cihazın hassas olduğu dalga boyuna, yaklaşık 940nm'ye karşılık gelir) transistörün baz bölgesinde emilir ve elektron-boşluk çiftleri oluşturur. Bu fotogenerasyon akımı, bir baz akımı gibi davranır ve daha sonra transistörün kazancı ile yükseltilerek, gelen ışık şiddetiyle orantılı daha büyük bir kolektör akımı oluşturur. Siyah kubbe lens, gelen ışığı odaklamaya ve görüş alanını tanımlamaya yardımcı olur.

9.2 Tipik Uygulama Senaryoları

Ana kullanım alanı kızılötesi alım sistemleridir. Bu şunları içerir:

• Uzaktan Kumanda Alıcıları:TV, ses ve cihaz uzaktan kumandalarından gelen sinyalleri çözme.
• Yakınlık Algılama:Bir IR ışını yansıtarak bir nesnenin varlığını veya yokluğunu tespit etme.
• Temel Optik Anahtarlama:Sayma veya konum tespiti için bir ışın kesme.
• Basit Veri Bağlantıları:Modüle edilmiş IR ışık kullanarak düşük hızlı, kısa menzilli kablosuz veri iletimi.

9.3 Tasarım Kontrol Listesi

• Uygulamanız için gerekli hassasiyete göreuygun Bin Kodunu seçin.
• İstenen çıkış gerilimi salınımını ve tepki hızı ile olan dengeyi (Yükselme/Düşme Süresi vs. RL eğrisine bakın) göz önünde bulundurarakbir yük direnci (RL) seçin.
• Sinyal işleme devresinde, ortam ışığından gelen gürültüyü (örn. 100/120Hz floresan lamba titreşimi) bastırmak içinuygun filtreleme uygulayın.
• Güvenilirliği sağlamak içinönerilen PCB düzeni ve lehimleme kılavuzlarını takip edin.
• Sensörün doğru şekilde yönlendirildiğinden emin olmak için mekanik yerleşim ve muhafaza tasarlarkenaçısal hassasiyet diyagramını dikkate alın.

9.4 Sıcaklığa Karşı Performans

Tasarımcılar sıcaklık etkilerini hesaba katmalıdır. Kolektör Karanlık Akımı (ICEO) sıcaklıkla önemli ölçüde artar; bu, düşük ışık uygulamalarında gürültü tabanını yükseltebilir. Fotokendisi de bir sıcaklık katsayısına sahiptir. Geniş bir sıcaklık aralığında (-40°C ila +85°C) kritik uygulamalar için, sıcaklık uçlarında test veya simülasyon yapılması tavsiye edilir.

10. Teknik Karşılaştırma ve Seçim Rehberi

Bir kızılötesi fotodedektör seçerken, ana farklılaştırıcılar şunlardır:

• Fototransistör vs. Fotodiyot:Fototransistörler dahili kazanç sağlar, belirli bir ışık seviyesi için daha büyük bir çıkış sinyali üretir ve sonraki amplifikatör tasarımını basitleştirir. Ancak, genellikle fotodiyotlardan daha yavaş tepki süresine sahiptirler. Bu cihaz, 15µs yükselme/düşme süresi ile standart uzaktan kumanda sinyalleri (örn. 38kHz taşıyıcı) için uygundur ancak çok yüksek hızlı veri iletişimi için çok yavaş olabilir.
• Dalga Boyu:940nm tepe hassasiyeti, yaygın GaAs kızılötesi yayıcılarla eşleştirmek için idealdir ve 850nm kaynaklara kıyasla insan gözüne daha az görünür, algılanan ışık kirliliğini azaltır.
• Paket ve Lens:Üstten görünümlü siyah lensli paket, yüzey montaj üretimi için optimize edilmiştir ve kontrollü bir görüş açısı sağlar; bu, yanlardan gelen saçılmış ışığı bastırmaya yardımcı olabilir.

11. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bin Kodunun amacı nedir?

C: Bin Kodu, öngörülebilir bir hassasiyet aralığı (IC(ON)) sağlar. Üretimde tutarlı performans için, sipariş verirken gerekli bin kodunu belirtin.

S: Bu sensörü güneş ışığında kullanabilir miyim?

C: Doğrudan güneş ışığı çok miktarda kızılötesi radyasyon içerir ve sensörü büyük olasılıkla doyurur. İç mekan kullanımı veya kontrollü ortamlar için tasarlanmıştır. Açık hava kullanımı için optik filtreleme veya senkron tespitli palslı çalışma gerekli olabilir.

S: Depolama ve pişirme prosedürü neden bu kadar önemli?

C: Yüzey montaj paketleri havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme sürecinde bu nem hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına veya çatlaklara ("patlama") neden olabilir; bu da bileşeni tahrip eder. Uygun depolama ve pişirme bunu önler.

S: Çıkış gerilimini nasıl hesaplarım?

C: Fototransistör bir akım kaynağı gibi davranır. Kolektördeki çıkış gerilimi yaklaşık olarak VCC - (IC * RL)'dir. İstenen çıkış salınımına ve ışık kaynağından beklenen IC'ye göre RL ve VCC'yi seçin.

12. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:38kHz modüle edilmiş bir uzaktan kumanda sinyali için basit bir IR alıcı tasarlama.

1. Bileşen Seçimi:Bu fototransistörü (örn. orta hassasiyet için BIN B) kullanın ve onu bir 38kHz bant geçiren filtre veya özel bir kod çözücü IC ile eşleştirin.
2. Öngerilim Devresi:Kolektörü, bir yük direnci RL üzerinden 5V beslemeye (VCC) bağlayın. Emitör toprağa bağlanır. RL = 1kΩ değeri, çıkış gerilimi salınımı ve hız arasında iyi bir denge sağlayan yaygın bir başlangıç noktasıdır.
3. Sinyal İşleme:IR ışık algılandığında kolektördeki gerilim düşer. Bu AC-kuplajlı sinyal daha sonra dijital dalga formunu temizlemek için bir amplifikatör veya karşılaştırıcı katına beslenir. RL ile paralel bir kapasitör, yüksek frekanslı gürültüyü filtrelemeye yardımcı olabilir ancak tepkiyi yavaşlatır.
4. Düzen:Sensörü, muhafazada net bir açıklık olacak şekilde PCB'nin önüne yerleştirin. Anahtarlamalı regülatörler gibi gürültü kaynaklarından uzak tutun. Önerilen lehim pedi düzenini takip edin.

13. Teknoloji Trendleri

Ayrık kızılötesi bileşenler alanı gelişmeye devam etmektedir. Trendler arasında, tek bir pakette entegre sinyal işleme IC'li fotodedektörlerin geliştirilmesi yer alır; bu, dijital çıkış ve gelişmiş ortam ışığı bastırma sağlar. Ayrıca, IR veri birliği (IrDA) ve hareket algılama gibi uygulamalar için daha hızlı veri iletimi sağlamak amacıyla daha yüksek hızlı cihazlara yönelik bir itiş vardır. Dahası, paketlemedeki iyileştirmeler, otomatik montaj süreçleriyle uyumluluğu korurken, hassas algılama uygulamaları için daha dar ve daha tutarlı görüş açıları sağlamayı amaçlamaktadır. Bu veri sayfasında açıklanan cihaz, temel kızılötesi algılamanın gerektiği, maliyet duyarlı, yüksek hacimli uygulamalar için olgun, güvenilir bir çözümü temsil eder.