LTE-4208 红外发射二极管规格书 - 940nm波长 - T-1 3/4封装 - 5V反向电压 - 100mW功耗

1. 产品概述

LTE-4208系列是一款高辐射功率红外发射二极管，专为需要可靠高效红外发射的应用而设计。该器件工作峰值波长为940nm，采用带透明透镜的标准T-1 3/4封装，适用于各种传感和检测系统。

1.1 核心特性与目标市场

LTE-4208的主要优势包括其高辐射强度、用于无遮挡发射的透明透镜，以及与LTR-3208系列等对应光敏三极管的光谱匹配，这对于优化接收器性能至关重要。它是一款无铅且符合RoHS标准的产品。其主要目标应用是烟雾探测系统以及需要精确脉冲红外信号的通用红外发射电路。

2. 技术参数：深入客观解读

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。它们不适用于连续工作。

• 功耗 (Pd)：100 mW。这是器件内部允许的最大功率损耗（主要以热量形式），根据正向电压和电流计算得出。
• 峰值正向电流 (I_FP)：脉冲条件下（300 pps，10µs脉宽）为3 A。这种高电流能力可实现用于远距离传感的非常明亮、短时脉冲。
• 连续正向电流 (I_F)：50 mA。这是可靠连续工作的最大直流电流。
• 反向电压 (V_R)：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致击穿。
• 工作与存储温度：分别为-40°C至+85°C和-55°C至+100°C，表明这是一款适用于工业环境的坚固元件。
• 引脚焊接温度：距离本体1.6mm处，260°C持续5秒，定义了手工或波峰焊的热曲线。

2.2 电气与光学特性

这些是在25°C下测得的典型性能参数。

• 辐射强度 (I_E)：核心光学输出参数，以mW/sr（毫瓦每球面度）为单位测量。它根据多个分档代码（A至D4）规定了最小值和典型值，允许根据所需的输出功率进行选择。例如，分档A提供3.31-7.22 mW/sr，而分档D4提供15.72 mW/sr（最小值）。
• 峰值发射波长 (λ_峰值)：940 nm。这属于近红外光谱，人眼不可见，是遥控器和传感器的常见波长，因为它能避免环境光干扰。
• 光谱线半宽 (Δλ)：50 nm。这定义了发射光的带宽；带宽越窄，表示光源的单色性越好。
• 正向电压 (V_F)：在I_F=20mA时，典型值为1.6 V。这是二极管导通时的压降，对于驱动电路设计很重要。
• 反向电流 (I_R)：在V_R=5V时，最大值为100 µA。这是一个漏电流参数；规格书明确指出此条件仅用于测试，器件不用于反向工作。
• 视角 (2θ_1/2)：20度。这种窄光束角将辐射强度集中成定向光束，非常适合目标传感应用。

3. 分档系统说明

LTE-4208采用辐射强度分档系统。元件根据其在20mA标准测试电流下测得的辐射输出，经过测试并分类到不同的性能组（分档）。这使得设计人员可以为他们的应用选择具有保证最小光学输出的部件，确保系统性能的一致性，尤其是在使用多个发射器时。分档范围从A（最低输出）到D4（最高输出）。设计人员在订购时必须指定所需的分档代码，以保证光学功率水平。

4. 性能曲线分析

规格书提供了几个用于设计分析的关键图表。

一个极坐标图，直观地表示了20度的视角。强度已归一化，显示了光束的集中度。

该曲线显示了相对辐射强度随波长的变化关系，以940nm峰值为中心，具有定义的50nm半宽。它确认了发射在预期的红外波段内。

4.2 正向电流与环境温度关系（图2）

这条降额曲线显示了最大允许连续正向电流如何随着环境温度的升高而降低。在85°C时，最大电流显著低于25°C时的值，这对于设计中的热管理至关重要。

4.3 正向电流与正向电压关系（图3）

二极管的典型I-V特性曲线。它显示了指数关系，并标出了在20mA时典型的V_F值为1.6V。这条曲线对于设计与LED串联的限流电阻至关重要。

4.4 相对辐射强度与环境温度关系（图4）及与正向电流关系（图5）

图4说明了光学输出的温度依赖性，通常显示效率随温度升高而降低。图5显示了驱动电流与光输出之间的亚线性关系；电流加倍并不会使输出加倍，这是LED的常见特性。

4.5 辐射方向图（图6）

A polar plot visually representing the 20-degree viewing angle. The intensity is normalized, showing the beam's concentration.

5. 机械与封装信息

该器件采用通孔式T-1 3/4（5mm）封装。外形图规定了关键尺寸，包括引脚直径、透镜直径和总高度。重要说明包括：所有尺寸单位为毫米，公差为±0.25mm，凸缘下方最大树脂凸起为1.0mm，引脚间距在引脚从封装伸出的点测量。极性通常由较长的阳极引脚或封装凸缘上的平面标记表示。

6. 焊接与组装指南

6.1 存储

元件应存储在<30°C和<70% RH的条件下。打开防潮袋后，必须在受控环境（<25°C，<60% RH）中3个月内使用，以防止影响可焊性的引脚氧化。

6.2 清洁

仅推荐使用异丙醇（IPA）等酒精类溶剂。

6.3 引脚成型

弯曲点必须距离透镜基座至少3mm。基座不能用作支点。成型必须在室温下并在焊接前进行。

6.4 焊接

规定了两种方法，并有严格的限制以防止热损伤：
引脚焊接：最高350°C，持续3秒，焊点距离透镜基座不小于1.6mm。
波峰焊：预热至最高100°C，持续60秒，焊波最高260°C，持续5秒，浸入点距离基座不低于1.6mm。
关键警告：透镜绝不可浸入焊料中。红外回流焊不适用于此通孔封装。过热或时间过长会使透镜变形或损坏LED。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

• 烟雾探测器：用于光电烟雾探测器，其中发射的红外光束被烟雾颗粒散射到接收器上。
• 接近与物体传感：与匹配的光敏三极管（例如LTR-3208）配对，用于遮断式或反射式传感配置。
• 工业自动化：用于物体计数、位置传感和边缘检测。

7.2 设计考量与驱动方法

LED是电流驱动器件。为了在并联驱动多个LED时确保亮度均匀，必须为每个LED串联一个独立的限流电阻（电路模型A）。不建议为并联阵列使用单个电阻（电路模型B），因为单个LED的正向电压（V_F）存在差异，这会导致电流分布不均，从而亮度不均。电阻值使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F.

计算。

7.3 ESD（静电放电）防护

红外LED对ESD敏感。必须采取的防护措施包括：使用接地腕带和工作站，使用离子发生器中和塑料透镜上的静电，并确保所有处理器件的人员都经过ESD培训。规格书中提供了静电安全区域的详细检查清单。

8. 技术对比与差异化

LTE-4208的关键差异化优势在于其高脉冲电流能力（3A），这使其能够为远距离或抗噪声脉冲操作提供非常高的瞬时辐射功率，以及其与LTR-3208光敏三极管系列的特定匹配。与广角发射器相比，其20度的窄视角在轴向上提供了更高的强度，使其更适合定向光束应用。清晰的分档结构确保了可预测的光学性能。

9. 基于技术参数的常见问题
问：我可以直接从5V微控制器引脚驱动这个LED吗？_F答：不行。你必须使用一个串联限流电阻。例如，使用5V电源，V_F为1.6V，期望的I

为20mA，电阻值应为 (5V - 1.6V) / 0.02A = 170欧姆（可使用标准180欧姆电阻）。
问：分档代码的目的是什么？

答：它保证了最小辐射强度。对于像烟雾探测器这样信号强度至关重要的关键应用，指定更高的分档（例如D2）相比更低的分档（例如A）能确保更强的红外光束。
问：为什么视角这么窄？

答：窄光束将光功率集中到更小的立体角中，增加了中心轴上的强度。这提高了定向传感应用中的信噪比，并允许更长的传感距离。
问：我可以在其峰值电流下用于连续波（CW）操作吗？

答：不行。3A额定值仅适用于脉冲操作（10µs脉冲）。最大连续电流是50mA。超过连续额定值会使器件过热并损坏。

10. 实际设计与使用案例
案例：设计一个槽型物体计数器。

将一个LTE-4208红外发射器放置在槽的一侧，一个LTR-3208光敏三极管直接放置在对面。当槽内没有物体时，红外光束照射到接收器，产生高电平信号。当物体通过时，它会中断光束，导致接收器信号下降。LTE-4208的高脉冲电流能力允许设计者以高电流（例如1A）在极短时间内脉冲驱动LED。这会产生非常明亮的闪光，可以克服环境红外噪声，提高系统可靠性。设计者选择分档C的LED以确保跨越间隙有足够的光束强度。在多传感器阵列中，每个LED串联使用独立的10欧姆电阻以确保电流一致。组装过程遵循焊接指南，以防止在PCB组装过程中发生热损伤。

11. 原理介绍

红外发射二极管（IRED）是一种半导体p-n结二极管，当正向偏置时会发射非相干红外光。电子在器件内部与空穴复合，以光子的形式释放能量。这些光子的波长由所用半导体材料的带隙能量决定（例如，用于940nm的砷化镓变体）。T-1 3/4封装容纳了半导体芯片，提供机械保护，并包含一个环氧树脂透镜，用于塑造发射光束（在本例中为20度模式）。

12. 发展趋势