LTE-2872U 红外发射二极管规格书 - 5mm封装 - 1.6V正向电压 - 940nm波长 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTE-2872U是一款高性能红外发射二极管，专为传感与检测应用中的可靠运行而设计。其核心功能是发射峰值波长为940纳米的红外光，该波长人眼不可见，但对电子检测系统而言却非常理想。规格书中强调的主要应用是烟雾探测器，该器件已获得UL认证，这突显了其在关键生命安全设备中的可靠性与安全性。该器件采用低成本、透明的端视塑料封装，提供窄光束模式，增强了方向性和传感精度。

1.1 核心优势与目标市场

LTE-2872U系列的关键优势源于其特定的设计选择。它在机械和光谱上与LTR-3208系列的配套光电晶体管相匹配，确保了在槽型传感器（例如，用于打印机纸张检测、物体感应）中常用的发射器-探测器对能获得最佳性能。这种匹配简化了设计并提高了信号完整性。窄光束特性增加了小区域内的光强，从而提高了对准系统中的信噪比。在砷化镓衬底上使用镓铝砷窗口层是实现高效红外发射的标准技术。其主要目标市场是需要坚固、低成本红外传感的工业和消费电子产品，并在烟雾探测系统领域拥有认证的细分市场。

2. 深入技术参数分析

规格书提供了绝对最大额定值和详细的电气/光学特性，这对电路设计和可靠性评估至关重要。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致永久性损坏的极限。器件最大功耗为250 mW。连续正向电流额定值为150 mA，而在脉冲条件下（300 pps，10 µs脉冲宽度）允许高达3 A的更高峰值正向电流，这对于驱动高强度短脉冲非常有用。最大反向电压为5 V，表明二极管对反向偏压的耐受性有限。工作温度范围为-40°C至+85°C，存储温度范围为-55°C至+100°C，使其适用于恶劣环境。引脚焊接温度规定为距离封装本体1.6mm处，在260°C下持续5秒，为组装工艺提供了指导。

2.2 电气与光学特性

参数测试条件为标准正向电流（I_F）为20 mA，环境温度（T_A）为25°C。正向电压（V_F）典型范围为1.2V至1.6V。在反向电压（V_R）为5V时，最大反向电流（I_R）为100 µA。峰值发射波长（λ_Peak）为940 nm，光谱带宽（Δλ，定义为半高宽）为50 nm。视角（2θ_1/2）为16度，证实了窄光束规格。

3. 分档系统说明

LTE-2872U对其辐射输出采用了严格的分档系统，这对于需要一致光学性能的应用至关重要。有两个关键参数被分档：孔径辐射照度（E_e，单位为 mW/cm²）和辐射强度（I_E，单位为 mW/sr）。

3.1 辐射输出分档

规格书列出了E_e和I_E的多个分档（A、B、C、D1、D2、D3、D4）。这些分档代表了光功率的排序范围。例如，辐射强度的A档典型范围为3.31至7.22 mW/sr，而D4档则从17.17 mW/sr起。这使得设计人员能够根据应用所需的精确输出水平选择器件，确保足够的信号强度而不过度指定。通常，分档编号越高，对应效率或输出越高的器件。设计人员在订购时必须查阅具体的分档代码，以确保获得所需的性能。

4. 性能曲线分析

规格书包含几条典型特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 光谱分布

图1显示了光谱分布，在940 nm处达到尖锐峰值，半高宽为前述的50 nm。该曲线对于确保与配对探测器（如LTR-3208）的光谱灵敏度兼容性至关重要。

4.2 正向电流与正向电压

图3描绘了IV（电流-电压）特性。它显示了典型的二极管指数关系。该曲线使设计人员能够确定所需工作电流所需的驱动电压，这对于设计限流电路至关重要。

4.3 相对辐射强度与正向电流

图5显示，在典型工作范围内，光输出（辐射强度）与正向电流几乎呈线性关系。这种线性关系简化了光输出的调制和控制。

4.4 相对辐射强度与环境温度

图4对于理解热效应至关重要。它表明辐射强度随着环境温度的升高而降低。在旨在全温度范围（尤其是接近上限+85°C）工作的设计中，必须考虑这种降额，以确保足够的信号裕量。

4.5 辐射方向图

图6提供了极坐标辐射方向图，直观地证实了16度的视角。该图显示了发射红外光的角度分布，这对于光学对准和理解有效传感区域非常重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件采用标准的5mm径向引线封装（通常称为T-1¾）。关键尺寸包括本体直径、引脚间距和总长度。图纸规定引脚间距在引脚从封装伸出的位置测量。法兰下方树脂的最大突出量标注为1.5mm。除非另有说明，所有尺寸的标准公差为±0.25mm。

5.2 极性识别

对于采用此封装的标准红外发射器，较长的引脚通常是阳极（正极），较短的引脚是阴极（负极）。封装边缘的平面侧也可能指示阴极侧。设计人员在组装过程中必须验证这一点，以防止反接。

6. 焊接与组装指南

规格书提供了具体的焊接指导，以防止对半导体结和塑料封装造成热损伤。

6.1 手工或波峰焊接

绝对最大额定值规定，引脚可以在260°C下焊接最多5秒，条件是焊接点距离封装本体至少1.6mm（0.063英寸）。这个距离允许热量在到达封装内部敏感元件之前沿引脚散发。建议在焊点和本体之间的引脚上使用散热夹。

6.2 存储条件

虽然除了存储温度范围（-55°C至+100°C）外没有详细说明，但标准做法是将湿敏器件存储在干燥环境中，或存放在带有干燥剂的密封防潮袋中，以防止在回流焊接过程中发生“爆米花”效应，尽管该元件主要用于通孔组装。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

• 烟雾探测器：UL认证使其成为首选。它用于光电烟雾探测器，其中烟雾颗粒将来自发射器的红外光束散射到光电探测器上。
• 物体/槽型传感：与匹配的光电晶体管（例如LTR-3208）配对，跨间隙检测物体的存在与否（打印机中的纸张、自动售货机中的硬币）。
• 接近传感：用于检测反射红外光以测量距离或存在性的系统。
• 工业自动化：用于计数、定位和遮光式安全光幕。

7.2 设计注意事项

• 限流：始终使用串联电阻将正向电流限制在所需值（例如，规格测量时为20 mA）。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F.
• 计算电阻值。热管理：_F考虑输出随温度下降的情况（见图4）。对于高温或大电流操作，确保功耗（I_F* V
• ）不超过250 mW，并考虑降额。光学对准：
• 16度的窄光束要求与探测器进行精确的机械对准，以获得最佳信号强度。电气噪声：

对于脉冲操作，确保使用快速驱动电路，并考虑屏蔽，以防止电磁干扰影响敏感的探测器电路。

8. 技术对比与差异化

虽然规格书中没有直接的竞争对手比较，但可以推断出LTE-2872U的关键差异化因素。其主要优势是保证与LTR-3208光电晶体管系列的匹配，减少了设计的不确定性。多种输出分档的可用性允许进行成本-性能优化。窄视角并非所有红外发射器都具备的特性；广角发射器在特定点上的强度较低，但覆盖面积更大。用于烟雾探测器的UL认证是一个重要的资质，并非所有红外LED都具备，这为其打开了受监管市场的大门。

9. 常见问题解答（基于技术参数）
Q1：不同的分档（A、B、C、D1等）有什么作用？

A1：分档根据LED的实测辐射输出（强度）对其进行分类。这使您能够选择可靠满足应用最低输出要求的器件。使用更高分档的器件可确保更强的信号，但成本可能略高。
Q2：我可以用5V电源直接驱动这个LED吗？

A2：不可以。其典型正向电压为1.2-1.6V。直接连接到5V会导致电流过大，从而损坏LED。您必须始终串联一个限流电阻。
Q3：为什么输出在较高温度下会下降？

A3：这是半导体光源的基本特性。温度升高会增加半导体材料内的非辐射复合，从而降低发光（电致发光）效率。
Q4：“光谱匹配”是什么意思？

A4：它意味着发射器的峰值发射波长（940nm）与指定光电晶体管探测器的峰值光谱灵敏度波长紧密对齐。这最大化了探测器能够“看到”并转换为电信号的发射光量。

10. 实用设计案例研究场景：为打印机设计缺纸传感器。一个常见的应用是检测纸盘中何时缺纸。将一个LTE-2872U红外发射器放置在纸张路径的一侧，正对面放置一个LTR-3208光电晶体管。当有纸时，纸张会阻挡红外光束，光电晶体管输出为低电平（或高电平，取决于电路配置）。当缺纸时，光束到达探测器，改变其输出状态。设计步骤：_F1) 选择合适的分档（例如C档）以获得足够的信号裕量。2) 设计驱动电路：使用微控制器GPIO引脚。假设电源为3.3V，目标I

为20 mA，计算 R = (3.3V - 1.4V) / 0.02A = 95Ω。使用标准的100Ω电阻。3) 设计探测器电路：将光电晶体管连接成共发射极配置，并加上拉电阻以产生数字信号。4) 机械设计支架，确保发射器和探测器在纸张路径上精确对准，利用16度的窄光束实现精确的边缘检测。

11. 工作原理简介

LTE-2872U是一种在红外光谱范围内工作的发光二极管。其核心原理是半导体p-n结中的电致发光。当施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到结区。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在这种特定的材料体系（GaAlAs/GaAs）中，释放的能量对应于波长约为940 nm的光子，该波长位于近红外区域。窄光束是通过半导体芯片的几何形状以及透明塑料圆顶封装的透镜效应实现的，后者对发射光进行了准直。

12. 技术趋势与背景