LTE-4238R 红外发射管规格书 - 透明封装 - 峰值波长880nm - 正向电压1.8V - 中文技术文档

1. 产品概述

LTE-4238R 是一款微型、低成本的红外（IR）发射管，专为光电应用而设计。其核心功能是发射特定波长的红外光，通常用于需要不可见光源的传感、检测和通信系统。该器件采用透明的端视塑料封装，可实现高效的光传输。该元件的一个关键优势在于其与特定系列的光电晶体管（如 LTR-3208 系列）在机械结构和光谱特性上相匹配，这简化了发射-接收对的设计，并确保了在传感应用中的最佳性能。这使得它适用于涉及物体检测、接近感应、非接触式开关和基本光学数据链路的市场。

2. 深入技术参数分析

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极限。LTE-4238R 的最大功耗为 150 mW。在脉冲条件下（每秒300个脉冲，脉冲宽度10微秒），其可承受的峰值正向电流为 2 安培，而最大连续正向电流为 100 mA。该器件可承受高达 5 伏的反向电压。工作温度范围为 -40°C 至 +85°C，存储温度范围为 -55°C 至 +100°C。对于组装，引脚可在 260°C 下焊接最多 5 秒，前提是焊接点距离封装本体至少 1.6mm。

2.2 光电特性

这些参数是在环境温度（T_A）为 25°C、测试正向电流（I_F）为 20mA 的条件下规定的，这作为一个标准工作点。辐射强度（I_E），即每单位立体角发射的光功率，其典型值为 4.81 mW/sr。孔径辐射照度（E_e），代表功率密度，典型值为 0.64 mW/cm²。该器件发射的峰值波长（λ_峰值）为 880 纳米，属于近红外光谱。光谱带宽，定义为半峰全宽（Δλ），为 50 nm，表示峰值波长周围的波长分布范围。在 20mA 电流下，正向电压（V_F）的典型范围是 1.3V 至 1.8V。当施加 5V 反向偏压时，反向电流（I_R）最大为 100 µA。视角（2θ_1/2），即辐射强度降至最大值一半时的全角，为 20 度，定义了一个相对较窄的光束。

3. 分档系统说明

规格书指出器件是"根据特定的在线光强和辐射强度范围进行筛选的"。这意味着存在一个基于实测光学输出参数的分档或筛选过程。虽然此摘录未列出具体的分档代码，但此类发射管的典型分档通常根据其辐射强度（I_E），有时也根据正向电压（V_F）对元件进行分组，以确保应用性能的一致性。设计人员应咨询制造商以获取详细的分档规格，从而选择满足其应用精确光强要求的器件。

4. 性能曲线分析

规格书包含若干典型特性曲线。图 1 显示了光谱分布图，绘制了相对辐射强度与波长的关系。它确认了 880nm 处的峰值和 50nm 的半峰全宽。图 2 说明了正向电流与环境温度的关系，展示了最大允许连续电流如何随温度升高而降低，以保持在功耗限制内。图 3 是正向电流与正向电压（I-V）曲线，展示了二极管的指数特性。图 4 显示了相对辐射强度如何随环境温度变化，通常表现为输出随温度升高而降低。图 5 绘制了相对辐射强度与正向电流的关系，显示了在工作范围内驱动电流与光输出之间近乎线性的关系。最后，图 6 是辐射方向图，一个描述发射光空间分布的极坐标图，确认了 20 度的视角。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件采用微型塑料端视封装。关键尺寸说明包括：所有尺寸单位均为毫米（括号内为英寸），除非另有说明，标准公差为 ±0.25mm，法兰下方的树脂最大凸出量为 1.0mm，引脚间距在引脚伸出封装的位置测量。确切的尺寸图已引用，但提供的文本中未完全详述。

5.2 极性识别

对于红外 LED，较长的引脚通常是阳极（正极），较短的引脚是阴极（负极）。封装上靠近阴极的一侧可能有一个平面或其他标记。在电路组装过程中必须注意正确的极性，以防止损坏。

6. 焊接与组装指南

绝对最大额定值规定了引脚焊接温度：最高 260°C，最长 5 秒，条件是焊接点距离封装本体至少 1.6mm（0.063英寸）。这对于防止半导体芯片和塑料封装受到热损伤至关重要。对于回流焊，建议采用峰值温度不超过 260°C 的标准温度曲线，并严格控制液相线以上的时间。器件在使用前应储存在干燥、防静电的环境中。如果适用，应从制造商处获取湿度敏感等级（MSL）信息。

7. 包装与订购信息

部件型号为 LTE-4238R。规格书引用了规格号（DS-50-98-0043）和修订版（C）。此摘录未提供具体的包装细节（例如，编带和卷盘尺寸、每卷数量）。"BNS-OD-C131/A4" 和 "BNS-OD-FC001/A4" 代码可能指的是内部文件控制号。订购时，使用基本部件号 LTE-4238R，任何分档或特殊筛选代码将根据制造商的系统附加。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

LTE-4238R 非常适合需要匹配红外光源的应用。其主要用途是与光谱匹配的光电晶体管（如 LTR-3208 系列）结合使用，形成光断续器或反射式物体传感器。常见应用包括打印机和复印机中的纸张检测、槽口或边缘感应、物体计数、电器中的接近检测以及简单的非接触式开关。透明封装使其适用于发射管可能可见的应用场合，尽管 880nm 的光对人眼基本不可见。

8.2 设计考量

1. 限流：红外 LED 是电流驱动器件。必须使用一个串联限流电阻，其阻值根据电源电压（V_CC）、LED 的正向电压（V_F，最大约 1.8V）和所需的正向电流（I_F）计算得出。切勿超过 100mA 的连续电流额定值。对于脉冲操作，确保脉冲宽度和占空比保持在规定限值内，以避免过热。
2. 热管理：不得超过 150 mW 的功耗额定值。在较高的环境温度下，应根据特性曲线所示降低最大允许正向电流。
3. 光学对准：为了在配对传感器系统中获得最佳性能，确保发射器和检测器之间的精确机械对准。20 度的窄视角有助于方向性，但需要仔细放置。
4. 抗环境光干扰：虽然匹配的光电探测器有所帮助，但在传感应用中，设计光学挡板或使用调制的红外信号可以提高抗环境光干扰的能力。

9. 技术对比与差异化

LTE-4238R 的关键差异化特征在于其与特定光电晶体管系列在机械结构和光谱特性上的明确匹配。这保证了最佳的耦合效率，并简化了光学传感器的设计过程，因为这对器件被表征为协同工作。与通用红外发射管相比，这种匹配可以在最终应用中带来更高的灵敏度、更远的距离或更一致的性能。透明封装相比有色封装提供了略高的透光效率，从而最大化光输出。其微型尺寸使其适用于空间受限的设计。

10. 常见问题解答 (FAQ)

问：峰值波长为 880nm 的目的是什么？
答：880nm 属于近红外范围。它对人类眼睛不可见，使其在传感应用中具有隐蔽性。同时，它与硅光电探测器（如光电晶体管）的峰值灵敏度良好匹配，确保了高效的检测。

问：我可以直接用微控制器引脚驱动这个 LED 吗？
答：这取决于引脚的电流输出能力。典型的 MCU 引脚可以输出 20-25mA，这在工作范围内。但是，您必须串联一个限流电阻。切勿在没有电流控制的情况下将 LED 直接连接到电压源或引脚。

问：如何理解 20 度的"视角"？
答：这是指发射光强度至少为其最大值（轴向）一半时的全角。20 度的角度相对较窄，与广角发射管相比能产生更聚焦的光束。这对于远距离或需要精确对准的应用是有益的。

问："光谱匹配"是什么意思？
答：这意味着 LTE-4238R 的发射光谱（中心在 880nm）被设计为与指定光电晶体管的光谱响应曲线实现最佳重叠。这最大化了探测器实际能够"看到"并转换为电信号的发射光量。

11. 实际设计与使用示例

示例 1：物体检测传感器：将 LTE-4238R 及其匹配的光电晶体管面对面放置，中间留有空隙。当物体穿过空隙时，它会中断红外光束，导致光电晶体管的输出发生变化。这个简单的电路可用于计算传送带上的物体数量或检测打印机纸盘中是否有纸张。通过电阻可以将流过 LED 的电流设置为 20mA：R = (V_CC- V_F) / I_F。对于 5V 电源和 1.6V 的 V_F，R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170 欧姆（可使用标准的 180 欧姆电阻）。

示例 2：反射式传感器：将发射器和检测器并排安装，对准一个共同点。来自发射器的红外光从表面（如白色物体或反光带）反射回来，并被光电晶体管检测到。这种设置可以检测物体的接近或读取编码图案。窄视角有助于在这种近距离配置中最大限度地减少发射器和检测器之间的串扰。

12. 工作原理简介

像 LTE-4238R 这样的红外发射管是一种半导体二极管。当正向偏置（阳极相对于阴极施加正电压）时，电子和空穴在半导体材料（通常基于砷化镓，GaAs）的有源区复合。这个复合过程以光子（光粒子）的形式释放能量。半导体的特定材料成分和结构决定了发射光子的波长，在本例中，其中心波长位于红外光谱的 880nm 处。透明的环氧树脂封装保护着半导体芯片，同时允许产生的光高效逸出。

13. 技术趋势与背景

红外发射管仍然是光电子学中的基础元件。该领域的趋势包括开发具有更高辐射强度和效率、封装更小的发射管，从而实现更强大或更远距离的传感器。另一个趋势是向表面贴装器件（SMD）封装发展，以实现自动化组装，尽管像这样的通孔封装仍然广泛用于原型制作和某些应用。集成是另一个趋势，集成的发射-检测模块变得越来越普遍，进一步简化了系统设计。半导体中的电致发光基本原理已经非常成熟，但材料科学的进步持续改善着性能、可靠性和成本效益。