ITR8307/L24/TR8 反射式光电传感器数据手册 - 无铅、符合RoHS与REACH标准 - 中文技术文档

1. 产品概述

这些参数在环境温度为25°C时规定，定义了器件在正常工作条件下的性能。

该器件的特点是响应速度快、对红外光灵敏度高，且其光谱响应截止于可见光波长，因此不受环境可见光干扰。它采用无铅工艺制造，符合欧盟RoHS和REACH指令，并满足无卤要求（Br <900 ppm， Cl <900 ppm， Br+Cl < 1500 ppm）。

1.1 核心优势与目标市场

该传感器的主要优势包括其纤薄的外形、紧凑的占位面积以及快速的光学响应，这些特性对于空间受限和高速应用至关重要。其设计使其适用于各种需要可靠非接触式物体检测的消费电子产品和微机控制设备。

典型的目标应用包括数码相机（用于镜头或盖板检测）、录像机、软盘驱动器、盒式磁带录音机以及其他自动控制系统中的位置传感。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

器件不得超出这些极限值工作，以防永久性损坏。关键额定值包括：在25°C自由空气温度下，输入（LED）功耗为75 mW；最大正向电流为50 mA；以及在占空比1%、脉冲≤100μs条件下的峰值正向电流为1 A。对于输出（光电晶体管），最大集电极功耗为75 mW，集电极电流为50 mA，集电极-发射极电压为30 V。工作温度范围为-40°C至+85°C。_CEO。

2.2 光电特性

These parameters are specified at an ambient temperature (T_a。

2.2.1 输入（红外LED）特性

• 正向电压：_F，在正向电流为20 mA时，典型值为1.2 V，最大值为1.6 V。这对于设计LED驱动电路至关重要。_F。
• 峰值波长：_P，940 nm，其发射光严格位于近红外光谱范围内。

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• 2.2.2 输出（光电晶体管）特性_CEO暗电流：无光照射时的漏电流，在集电极-发射极电压为10V时最大为100 nA。该值越低，表明关断状态性能越好。_CE。
• 亮电流：_，LED激活且光线反射到接收器时的集电极电流。在集电极-发射极电压为2V、LED正向电流为4mA的测试条件下，其范围很宽，从0.5 mA到15.0 mA。此参数高度依赖于目标物体的反射率和距离。。_CE上升/下降时间：_F，
• 典型值均为20微秒，定义了传感器的开关速度。_r。_f3. 性能曲线分析数据手册提供了多张图表，说明了不同条件下关键参数之间的关系。这对于理解超出典型25°C点的实际行为至关重要。

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3.1 红外LED特性

曲线显示了正向电流如何随环境温度和正向电压变化。正向电压具有负温度系数，意味着它随温度升高而降低。光谱分布曲线确认了在940 nm处的峰值发射，且峰值波长本身会随温度轻微偏移。

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3.2 光电晶体管特性

重要曲线包括集电极暗电流与环境温度的关系（随温度呈指数增长）、集电极电流与辐照度的关系（显示光电晶体管对光强的响应）以及集电极电流与集电极-发射极电压的关系。光谱灵敏度曲线显示接收器对800-900 nm附近的红外光最敏感，与LED的940 nm输出波长良好匹配。

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3.3 完整传感器（ITR）特性这些图表模拟了传感器在实际反射式设置中的行为。相对集电极电流与距离的关系曲线对于系统设计至关重要，它显示了当传感器与反射表面（如蒸铝玻璃）之间的间隙增大时，输出信号如何衰减。另一条曲线显示了卡片在传感器视场内移动时的输出变化，适用于边缘或槽口检测。响应时间与负载电阻的关系图有助于选择合适的上述电阻以优化速度。

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4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

该器件采用紧凑的表面贴装封装。数据手册提供了详细的尺寸图，包含关键尺寸，如总长、宽、高、引脚间距和焊盘尺寸。除非另有说明，所有公差通常为±0.1 mm。工程师在进行PCB焊盘设计时必须参考这些精确图纸，以确保正确的焊接和机械对准。

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4.2 极性标识

封装上包含标记或特定形状以指示引脚1。组装过程中的正确方向至关重要，因为反向连接可能损坏器件。引脚排列指明了红外LED的阳极和阴极，以及光电晶体管的集电极和发射极。

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• 5. 焊接、组装与存储指南
• 5.1 湿度敏感性与存储
• 该器件的湿度敏感等级为4级。关键处理说明包括：

在原装密封防潮袋中的储存寿命：在温度<40°C、相对湿度<90%条件下为12个月。

打开包装袋后，如果在工厂条件（<30°C/60%RH）下存储，必须在72小时内完成贴装；或存储在干燥环境（<20% RH）中。

• 如果湿度指示卡读数超过20% RH，则需要在回流焊前进行烘烤（例如，在125°C下烘烤24小时）。
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• 5.2 回流焊条件

提供了推荐的无铅焊料回流温度曲线。关键注意事项包括：

回流焊次数最多不超过两次。

加热过程中避免对封装施加机械应力。

防止焊接后PCB板翘曲。

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5.3 返修

不建议在焊接后进行返修。如果不可避免，应使用双头烙铁同时加热元件的两侧，以最小化热应力。必须事先评估对器件特性的潜在影响。

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6. 包装与订购信息

6.1 包装规格

标准包装流程为：每卷1000片，每盒15卷，每箱2盒。

。_CC6.2 载带与卷盘尺寸_L提供了载带（凹槽尺寸、间距）和卷盘（直径、轴心尺寸）的详细图纸，用于自动贴片机编程。

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• 6.3 标签规格包装标签包含客户部件号、产品编号、数量和批号等字段，以便追溯。_。7. 应用建议与设计考量
• 7.1 典型应用电路基本的应用电路包括将一个限流电阻与红外LED阳极串联。光电晶体管通常将其集电极连接到一个上拉电阻至电源电压，发射极接地。集电极节点的电压用作数字或模拟输出信号。上拉电阻的值既影响输出电压摆幅，也影响响应时间，如数据手册曲线所示。
• 。7.2 设计考量
• 物体反射率：传感器的输出与目标表面的反射率成正比。高反射材料（如白色塑料、金属）提供强信号，而深色或吸光材料则可能无法提供足够信号。

距离与对准：

感应距离很短（通常为几毫米）。传感器与目标路径之间的精确机械对准对于稳定运行至关重要。

抗环境光能力：

虽然接收器的光谱灵敏度截止于可见光，但强烈的环境红外光源（如阳光、白炽灯泡）仍可能造成干扰。在此类环境中，可能需要采用光学屏蔽或调制/解调技术。

电气噪声：

在嘈杂环境中，建议在器件附近使用旁路电容，并精心设计PCB布局。

。_F8. 技术对比与差异化_CC与简单的光电晶体管或光电二极管相比，ITR8307集成了发射器和接收器，简化了光学设计和对准。与透射式传感器（需要物体阻断分立元件之间的光束）相比，反射式传感器允许更简单的机械设计，只需在物体一侧进行感应。其主要差异化优势在于其紧凑的SMD封装、符合现代环保法规（无铅、无卤）以及在整个温度范围内均有详细记录的性能表现。_F。_{9. 基于技术参数的常见问题解答（FAQ）}问：典型的感应距离是多少？_CC答：距离不是一个固定规格，而是取决于目标反射率和所需的输出电流。"相对集电极电流与距离的关系"曲线显示，对于标准反射表面，信号在超过1-2毫米后会显著衰减。设计时应以最短的可靠距离为准。_F问：我可以用电压源直接驱动LED吗？_F.

答：不可以。LED是电流驱动器件。您必须根据您的电源电压和LED的正向电压，串联一个限流电阻来设定所需的正向电流值（例如20 mA）。限流电阻的计算公式为：R_limit = (V_CC - V_F) / I_F。

问：为什么亮电流的范围如此之宽（0.5至15.0 mA）？

答：这个范围考虑了LED输出功率和光电晶体管灵敏度在正常制造过程中的差异。它也强调了该参数在具体应用中强烈依赖于特定的反射目标和距离。电路设计必须适应这个范围，通常使用带可调阈值的比较器，而不是依赖绝对的电流值。

问：如何理解MSL 4等级？

答：MSL 4意味着封装在暴露于标准工厂车间条件72小时后，会吸收足以造成损坏的湿气。为了避免在高温回流焊过程中发生"爆米花"效应或分层，您必须严格遵守第5.1节中概述的存储、处理和烘烤指南。

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10. 实际应用示例

场景：打印机中的纸张检测。

传感器可安装在进纸路径附近。在传感器对面的滚轮或固定表面上放置一个反光条。当没有纸张时，红外光从反光条反射回接收器，产生高输出（逻辑高电平）。当一张纸经过传感器和反光条之间时，它会阻挡或显著减弱反射光，导致输出下降（逻辑低电平）。微控制器可以检测到这个跳变，以确认纸张存在、检测卡纸或计数页数。快速的响应时间（20微秒）使其即使在高速进纸时也能进行检测。_C。_C11. 工作原理

该器件基于调制光反射原理工作。内部红外LED发射一束940 nm的红外光。这束光从封装向外传播。如果短距离内存在一个反射物体，并且该物体位于LED和光电晶体管的视场内，则部分发射光会被反射回来。NPN光电晶体管充当一个光控电流源。当反射的红外光子撞击其基区时，会产生电子-空穴对，有效地形成基极电流。这个基极电流被晶体管的增益放大，从而产生大得多的集电极电流。该集电极电流的大小与反射光的强度成正比，而反射光强度又取决于目标物体的距离和反射率。通过监测集电极电流（或负载电阻两端的电压），系统可以判断物体的存在或接近程度。

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