LTLE-32F0L-032A 红外发射与接收管规格书 - T-1 3/4封装 - 850nm波长 - 1.95V正向电压 - 180mW功耗 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款分立式红外发射与接收器件的规格。该器件专为需要红外光发射与探测的应用而设计，其峰值波长为850纳米。它采用流行的T-1 3/4直径封装，并配有透明环氧树脂透镜，适用于多种光电系统。

1.1 核心优势与目标市场

该器件具备高速运行、低功耗和高效率等关键优势。它符合无铅及RoHS环保标准。其主要应用包括作为850nm红外发射器、集成到摄像机的夜视系统中，以及各种利用红外光进行接近感应、数据传输或物体检测的传感器应用。

2. 技术参数深度解析

以下章节对器件的关键参数进行详细、客观的解读。

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性损坏的极限条件。它们均在环境温度（TA）为25°C时指定。

• 功耗（Pd）：180 mW。这是器件在不超出其热极限的情况下，能够以热量形式耗散的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：1 A。这是在脉冲条件下（每秒300个脉冲，10μs脉冲宽度）允许的最大电流。超过此值可能导致灾难性故障。
• 连续正向电流（IF）：100 mA。可以持续施加的最大直流电流。
• 反向电压（VR）：5 V。施加高于此值的反向电压可能导致半导体结击穿。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。保证器件能按其规格正常工作的环境温度范围。
• 储存温度范围：-55°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：320°C下持续3秒，测量点距器件本体4.0mm。

2.2 电气与光学特性

这些是在TA=25°C特定测试条件下测得的典型性能参数。

• 辐射强度（I_E）：28 mW/sr（典型值）。这是在正向电流（I_F）为50mA驱动下，每单位立体角（球面度）发射的光功率。它是衡量发射器亮度的关键指标。
• 峰值发射波长（λ_峰值）：850 nm。发射器输出光功率最强的波长。该波长位于近红外光谱，人眼不可见，但能被硅光电二极管和许多相机传感器探测到。
• 光谱线半宽（Δλ）：50 nm。这表示光谱带宽，即发射显著光功率的波长范围。50nm是标准GaAs/AlGaAs红外发射器的典型值。
• 正向电压（V_F）：1.6V（最小值），1.95V（典型值），最大值未指定（在I_F=50mA条件下）。这是器件导通电流时两端的电压降。对于设计限流驱动电路至关重要。
• 反向电流（I_R）：100 μA（最大值），在V_R=5V条件下。器件反向偏置时流过的微小漏电流。
• 视角（2θ_1/2）：60度。这是辐射强度降至其最大值（轴向）一半时的全角。它定义了发射光束的扩散范围。

3. 性能曲线分析

规格书提供了多条特性曲线，用以说明器件在不同条件下的行为。

3.1 光谱分布

图1显示了相对辐射强度随波长的变化关系。曲线以850nm为中心，具有指定的50nm半宽，证实了其光谱特性。此信息对于确保与目标探测器（如硅光电二极管或相机的红外滤光片）的光谱灵敏度兼容性至关重要。

3.2 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

图3描绘了正向电流与正向电压之间的关系。该曲线本质上呈指数关系，是二极管的典型特征。它显示正向电压随电流增加而增加。设计人员利用此曲线选择合适的限流电阻，以达到所需的工作点（例如，为获得指定辐射强度所需的50mA），同时不超过最大额定值。

3.3 温度依赖性

图2和图4说明了环境温度对器件性能的影响。

• 正向电流 vs. 环境温度（图2）：可能显示了在固定电流下，正向电压如何随温度升高而降低（负温度系数），这是LED的常见特性。
• 相对辐射强度 vs. 环境温度（图4）：表明发射器的光输出功率随环境温度升高而降低。这种降额对于在高温环境下运行的应用至关重要；可能需要增加驱动电流（在限制范围内）以维持恒定的光输出，或者需要进行热管理。

3.4 相对辐射强度 vs. 正向电流

图5显示了光输出功率如何随驱动电流增加而增加。这种关系在一定范围内通常是线性的，但在极高电流下最终会因热效应和效率限制而饱和。在典型的50mA点附近工作可确保良好的效率和寿命。

3.5 辐射方向图

图6是一个极坐标图，显示了发射光强度的角度分布，直观地表示了60度视角。强度沿中心轴（0°）最高，并向边缘递减。

4. 机械与封装信息

4.1 外形尺寸

该器件采用标准的T-1 3/4（5mm）圆形封装。关键尺寸说明包括：所有尺寸单位为毫米（括号内为英寸），除非另有说明，公差为±0.25mm，凸缘下方树脂凸起最大为0.5mm，引脚间距在封装出口点测量。精确的机械图纸为PCB焊盘设计提供了关键信息，确保正确的安装和对齐。

4.2 编带与卷盘包装尺寸

为便于自动化组装，元件以凸起载带形式提供。第6节提供了详细的编带尺寸表，包括进料孔直径（D：3.8-4.2mm）、元件间距（P：12.5-12.9mm）、凹槽尺寸（P1， P2， H）和编带宽度（W3：17.5-19.0mm）。胶带（宽度W1：12.5-13.5mm）将元件密封在凹槽内。这些规格对于编程贴片机和设计供料器系统至关重要。

5. 焊接与组装指南

正确的操作对于可靠性至关重要。

5.1 储存

元件应储存在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中。如果从原装的防潮袋中取出，应在三个月内使用。若需在袋外长时间储存，应使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥器，以防止吸湿，吸湿可能导致焊接时发生“爆米花”现象。

5.2 清洁

如需清洁，请使用异丙醇等醇基溶剂。刺激性化学品可能损坏环氧树脂透镜。

5.3 引脚成型

弯曲引脚的位置应至少距离透镜根部3mm。请勿以封装本体作为支点。成型必须在室温下、焊接前进行。插入PCB时使用最小的力，以避免应力。

5.4 焊接参数

保持从透镜根部到焊点的最小距离为3mm。切勿将透镜浸入焊料中。

• 电烙铁：最高350°C，最长3秒（仅限一次）。
• 波峰焊：预热≤100°C，时间≤60秒；焊波温度≤320°C，时间≤3秒。浸入位置必须不低于距透镜根部2mm。
• 重要提示：过高的温度或时间会使透镜变形或损坏器件。红外回流焊不适用于此通孔元件。

6. 应用与设计考量

6.1 驱动电路设计

这是一个电流驱动器件。为确保并联驱动多个发射器时亮度均匀，必须为每个单独的LED串联一个限流电阻（电路A）。不建议仅使用一个共享电阻将LED简单并联（电路B），因为每个器件的正向电压（V_F）存在差异，这会导致电流分配不均，从而亮度不均。

6.2 静电放电（ESD）防护

该元件对ESD和电源浪涌敏感。必须采取预防措施：

• 使用接地腕带和防静电手套。
• 确保所有设备、工作站和储存架正确接地。
• 使用离子发生器中和可能在塑料透镜上积聚的静电荷。

6.3 应用范围与可靠性

该器件适用于普通电子设备（办公、通信、家用）。对于故障可能危及生命或健康的应用（航空、医疗、安全系统），在使用前需要进行特殊咨询和认证，因为标准的可靠性数据可能不足以满足此类关键用途。

7. 技术对比与趋势

7.1 差异化特点

850nm波长在硅探测器的高灵敏度和相比更长红外波长在许多材料中较低吸收率之间取得了平衡。T-1 3/4封装是行业标准，确保了与插座和PCB布局的广泛兼容性。透明透镜（相对于有色透镜）最大化了发射功能的光输出。

7.2 工作原理

作为红外发射器（IRED）：当正向偏压超过其阈值电压时，电子和空穴在半导体有源区（可能是GaAs/AlGaAs）复合，以特征性的850nm波长光子形式释放能量。透明的环氧树脂透镜塑造并引导此光输出。

作为探测器（光电二极管）：当具有足够能量的光子撞击半导体结时，它们会产生电子-空穴对，在器件反向偏置时产生光电流。该电流与入射光强度成正比。

7.3 设计趋势

行业持续追求更高的效率（每瓦电能产生更多光输出）、改进数据传输速度以及增强可靠性。表面贴装器件（SMD）封装在自动化组装中日益普遍，尽管像本器件这样的通孔封装对于原型制作、高功率应用或需要坚固机械安装的场景仍然至关重要。

8. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以直接用5V或3.3V微控制器引脚驱动这个LED吗？

答：不可以。必须使用串联限流电阻。例如，要从5V电源获得50mA电流，假设典型V_F为1.95V：R = (5V - 1.95V) / 0.05A = 61欧姆。一个62欧姆的电阻是合适的。务必检查实际的V_F和电阻的额定功率。

问：“辐射强度”（mW/sr）和“视角”有什么区别？

答：辐射强度衡量的是在给定方向（每球面度）的光功率集中度。视角描述的是该光束的角度扩散范围。一个具有高辐射强度但窄视角的器件会产生一个非常聚焦、强烈的光斑。本器件具有适中的60°视角，在光束集中度和覆盖范围之间提供了良好的平衡。

问：为什么储存湿度很重要？

答：环氧树脂封装会吸收湿气。在高温焊接过程中，这些被困住的湿气会迅速汽化，产生内部压力，可能导致封装破裂或内部粘合层分离——这种故障被称为“爆米花”现象。

问：我可以将其用于像红外遥控器那样的高速数据传输吗？

答：虽然它被列为“高速”，但其适用性取决于所需的数据速率。峰值电流的10μs脉冲额定值表明它可以处理中等速度的脉冲。对于非常高速的通信（例如IrDA），专门针对更快上升/下降时间进行表征的元件会更合适。