目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 推薦工作條件
- 2.3 電氣同光學特性
- 3. 性能曲線分析
- 3.1 光電流 vs. 照度
- 3.2 暗電流 vs. 溫度
- 3.3 光電流 vs. 溫度
- 3.4 光電流 vs. 供電電壓
- 3.5 光譜響應
- 4. 機械同封裝資訊
- 4.1 封裝尺寸
- 4.2 極性識別
- 5. 焊接同組裝指引
- 5.1 回流焊接參數
- 5.2 處理同儲存
- 6. 包裝同訂購資訊
- 6.1 包裝規格
- 6.2 標籤格式同可追溯性
- 7. 應用設計考慮因素
- 7.1 典型應用電路
- 7.2 設計注意事項
- 8. 技術比較同差異化
- 9. 常見問題（基於技術參數）
- 9.1 呢個感測器嘅勒克斯（Lux）測量有幾準確？
- 9.2 可唔可以用喺戶外直接陽光下？
- 9.3 標籤上嘅 "CAT" 同 "HUE" 有咩用途？
- 10. 實際使用案例
- 11. 工作原理
- 12. 行業趨勢
1. 產品概覽
ALS-PD70-01C/TR7 係一款表面貼裝環境光感測器。佢由一個封裝喺微型SMD封裝內嘅光敏二極管組成，採用透明平頂物料注塑成型。呢個感測器專為流動設備（例如手機同PDA）嘅顯示屏背光應用提供有效嘅節能解決方案。一個關鍵特點係佢對紅外線輻射有高抑制比，令到光譜響應同人眼非常接近。
1.1 核心優勢
- 光譜響應接近人眼。
- 對唔同光源嘅靈敏度變化好細。
- 工作溫度範圍闊，由 -40°C 到 +85°C。
- 供電電壓範圍闊，由 2.5V 到 5.5V。
- 尺寸細小：4.4mm (長) x 3.9mm (闊) x 1.2mm (高)。
- 符合 RoHS、歐盟 REACH 同無鹵素標準（溴<900ppm，氯<900ppm，溴+氯<1500 ppm）。
1.2 目標市場同應用
呢個感測器主要針對便攜式同注重能源效益嘅電子設備。其主要應用包括：
- 檢測環境光以控制 TFT LCD 顯示屏嘅背光，從而節省電力。
- 自動住宅同商業照明管理系統。
- 電子廣告牌嘅自動對比度增強。
- 適用於日光同人造光條件嘅環境光監測裝置。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。唔建議喺呢啲條件之外操作。
- 反向擊穿電壓 (VBR): 35 V (喺 IR=100µA 時)。呢個表示光敏二極管喺擊穿前可以承受嘅最大反向電壓。
- 正向電壓 (VF): 0.5 V 至 1.3 V (喺 IF=10mA 時)。呢個係二極管正向偏置時嘅壓降，同測試有關，但唔係典型嘅光導模式操作。
- 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。
- 儲存溫度 (Tstq): -40°C 至 +85°C。
- 焊接溫度 (Tsol): 260°C。呢個對於回流焊接過程好關鍵。
2.2 推薦工作條件
器件設計喺以下條件內工作，以確保指定性能。
- 工作溫度 (Topr): -40°C 至 +85°C。
2.3 電氣同光學特性
呢啲參數喺 Ta=25°C 下測量，定義咗感測器嘅核心性能。
- 暗電流 (ID): 典型值 2 nA，最大值 10 nA (喺 VR=5V，EV=0 Lux 時)。呢個係冇光時嘅小漏電流。數值越低，對低光條件下嘅靈敏度越好。
- 光電流 (IL1): 典型值 1.1 µA (喺 VR=5V，EV=100 Lux，白光熒光燈/LED燈 時)。呢個係喺指定照度下產生嘅光電流。
- 光電流 (IL2): 典型值 9.5 µA (喺 VR=5V，EV=1000 Lux，白光熒光燈/LED燈 時)。
- 光電流 (IL3): 典型值 12 µA (喺 VR=5V，EV=1000 Lux，CIE 標準光源-A / 2856K 白熾燈 時)。IL2同 IL3之間嘅差異，突顯咗感測器對唔同光源光譜嘅不同響應。
- 峰值靈敏度波長 (λp): 典型值 630 nm。呢個確認咗感測器嘅峰值響應喺可見紅橙色區域，同人眼靈敏度一致。
- 靈敏度波長範圍 (λ): 390 nm 至 700 nm。呢個覆蓋咗大部分可見光譜，對紅外線 (IR) 同紫外線 (UV) 光有強抑制。
3. 性能曲線分析
規格書參考咗幾條典型嘅電光特性曲線，對設計工程師好重要。
3.1 光電流 vs. 照度
呢條曲線顯示輸出光電流同環境光水平（以勒克斯為單位）嘅關係。通常喺好闊嘅範圍內係線性嘅，令到應用中可以簡單校準光水平。曲線嘅斜率代表感測器嘅響應度。
3.2 暗電流 vs. 溫度
呢個圖表說明暗電流 (ID) 點樣隨溫度升高而增加。由於暗電流會當作噪音，了解呢個關係對於喺極端溫度環境下操作嘅應用至關重要，以確保準確嘅低光讀數。
3.3 光電流 vs. 溫度
呢條曲線顯示喺固定照度下，光電流隨溫度嘅變化。預期會有啲溫度依賴性，如果要求喺整個工作範圍內都有高精度，呢個數據對於設計溫度補償電路係必需嘅。
3.4 光電流 vs. 供電電壓
呢個圖表展示咗喺推薦供電電壓範圍（2.5V 至 5.5V）內，光電流輸出嘅穩定性。喺電壓變化下穩定嘅輸出，簡化咗電源設計。
3.5 光譜響應
呢個係最重要嘅圖表之一。佢繪製咗感測器嘅相對靈敏度對波長嘅關係。曲線應該喺大約 630 nm 處達到峰值（如規格所示），並且喺超過 700 nm 後急劇下降，證實有效抑制紅外線。將呢條曲線同 CIE 明視覺光度函數（標準人眼響應）比較，可以直觀驗證 "接近人眼響應" 嘅聲稱。
4. 機械同封裝資訊
4.1 封裝尺寸
感測器採用表面貼裝封裝。關鍵尺寸係：
- 長度 (L): 4.4 mm ±0.1 mm
- 闊度 (W): 3.9 mm ±0.1 mm
- 高度 (H): 1.2 mm
規格書中嘅詳細機械圖紙提供咗焊盤圖案設計嘅精確尺寸，包括焊盤大小同間距，呢啲對於 PCB 佈局同焊點可靠性好關鍵。
4.2 極性識別
規格書圖紙標示咗封裝體上嘅陰極同陽極標記。組裝時正確嘅極性方向對於電路正常運作至關重要。
5. 焊接同組裝指引
5.1 回流焊接參數
焊接溫度嘅絕對最大額定值係 260°C。呢個意味住器件可以承受典型嘅無鉛回流焊溫度曲線。設計師應該遵循標準 SMD 回流焊接做法，確保峰值溫度唔超過 260°C，並且根據 PCB 組裝規格控制喺液相線以上嘅時間。
5.2 處理同儲存
器件應該喺指定儲存溫度條件（-40°C 至 +85°C）下，存放喺原裝防潮袋中。處理同組裝期間應遵守標準 ESD（靜電放電）預防措施。
6. 包裝同訂購資訊
6.1 包裝規格
- 標準包裝: 每卷/每袋 1000 件。
- 紙箱包裝: 每箱 10 盒。
- 卷帶包裝: 提供每卷 1000 件，適用於自動貼片組裝。
6.2 標籤格式同可追溯性
包裝標籤包含可追溯性同識別欄位：
- CPN (客戶產品編號)
- P/N (產品編號: ALS-PD70-01C/TR7)
- QTY (包裝數量)
- CAT (等級 - 可能用於性能分檔)
- HUE (峰值波長)
- REF (參考)
- LOT No (批次號碼，用於追溯)
7. 應用設計考慮因素
7.1 典型應用電路
感測器以光導模式工作。典型應用電路涉及將光敏二極管反向偏置連接（陰極接 VCC，陽極接跨阻放大器或下拉電阻）。產生嘅電流同光強度成正比。呢個電流可以用一個電阻或者更精密嘅運算放大器基於跨阻放大器 (TIA) 轉換成電壓，以獲得更好嘅靈敏度同帶寬。
7.2 設計注意事項
- 偏置: 確保反向偏置電壓 (VR) 喺 2.5V 至 5.5V 範圍內。建議使用穩定電源以獲得一致讀數。
- 信號調理: 輸出係小電流（微安級）。需要小心嘅 PCB 佈局以最小化噪音拾取。由於其紅外線抑制特性，屏蔽感測器免受直接紅外線源（如陽光或白熾燈泡）影響可以提高準確性，但仍有啲光譜依賴性（如 IL2同 IL3所示）。
- 校準: 由於典型嘅器件差異同人眼對亮度嘅非線性感知，要進行精確嘅勒克斯測量，通常需要針對已知光源對最終產品進行校準。
- 光學設計: "透明" 平頂封裝可能喺最終產品中需要導光件或擴散片，以確保感測器接收到具代表性嘅環境光樣本，並且唔受點光源或陰影影響。
8. 技術比較同差異化
ALS-PD70-01C/TR7 通過其關鍵功能組合實現差異化：
- 人眼響應: 同簡單嘅光敏二極管唔同，其濾波後嘅響應最小化咗紅外線靈敏度，令其輸出更直接適用於亮度感知任務，而無需複雜嘅軟件校正。
- 寬電壓範圍: 2.5V 至 5.5V 嘅範圍允許佢直接同微控制器常見嘅 3.3V 同 5V 邏輯系統一齊使用，無需電平轉換器或穩壓器。
- 穩健嘅溫度性能: 指定嘅 -40°C 至 +85°C 工作範圍，令其適用於汽車、工業同戶外應用，超越典型消費電子產品。
- 合規性: 完全符合現代環保法規（RoHS、REACH、無鹵素）係今日大多數全球市場嘅強制要求。
9. 常見問題（基於技術參數）
9.1 呢個感測器嘅勒克斯（Lux）測量有幾準確？
感測器提供與光強度成正比嘅光電流。要進行準確嘅勒克斯測量，必須針對應用中使用嘅特定類型光源（例如日光、熒光燈、LED燈）用參考光度計進行校準。規格書提供咗唔同光源下嘅典型響應（見 IL2同 IL3），突顯咗任何光感測器固有嘅光譜依賴性。
9.2 可唔可以用喺戶外直接陽光下？
雖然工作溫度範圍允許，但直接陽光含有極高嘅紅外線成分。感測器嘅紅外線抑制有幫助，但直接陽光下嘅照度水平（通常 >50,000 Lux）可能會令感測器或後續放大器級飽和。需要光學衰減器（中性密度濾光片）或者喺信號調理電路中小心選擇量程。
9.3 標籤上嘅 "CAT" 同 "HUE" 有咩用途？
呢啲好可能表示性能分檔。"CAT"（類別/等級）可能根據光電流靈敏度對器件進行分檔（例如，喺標準測試條件下輸出較高/較低）。"HUE"（峰值波長）根據峰值光譜靈敏度嘅確切波長（圍繞典型嘅 630 nm）對器件進行分檔。咁樣可以讓製造商為大批量生產選擇性能匹配更緊密嘅感測器。
10. 實際使用案例
場景：流動設備嘅自動背光調暗
ALS-PD70-01C/TR7 放置喺設備邊框上嘅小孔或導光件後面。佢通過一個簡單嘅電阻連接到微控制器嘅模擬-數字轉換器 (ADC) 輸入。微控制器嘅固件定期讀取對應環境光水平嘅電壓。基於預先編程嘅查找表或算法（通常模仿對數嘅人眼感知曲線），微控制器調整驅動顯示屏 LED 背光嘅 PWM（脈衝寬度調製）佔空比。喺暗房內，背光會調暗以節省電力同減輕眼睛疲勞。喺明亮陽光下，佢會增加到最大以確保可讀性。感測器嘅快速響應同類人眼光譜靈敏度，確保喺各種照明條件下（辦公室熒光燈、家居 LED 燈、戶外陽光）都能進行流暢自然嘅調整。
11. 工作原理
呢個器件係一個矽光敏二極管。當能量大於矽帶隙嘅光子撞擊半導體結時，佢哋會產生電子-空穴對。喺反向偏置電壓下，呢啲電荷載流子被掃過結，產生一個可測量嘅光電流，該電流與入射光強度成正比（喺好闊嘅範圍內）。封裝包含一個光學濾波器，可以衰減紅外波長，塑造光譜響應以近似人眼嘅明視覺響應。
12. 行業趨勢
環境光感測係一項成熟但不斷發展嘅技術。當前趨勢包括：
- 集成化: 將光敏二極管、放大器、ADC 同數字邏輯（I2C/SPI 接口）集成到單一芯片中，創建數字光感測器。咁樣簡化咗設計，但可能會犧牲某啲性能或靈活性。
- 接近感測: 通常同一個 IR LED 配對以創建接近感測器，用於例如通話時關閉顯示屏等功能。
- 閃爍檢測: 先進嘅感測器可以檢測人造光閃爍嘅頻率（例如來自 LED 或熒光燈），讓相機可以調整快門速度並減少條紋效應。
- 超低功耗: 對於 IoT 設備中嘅常開應用，需要具有納安級靜態電流嘅感測器。
ALS-PD70-01C/TR7 代表咗一個高性能分立式解決方案，為嗰啲優先考慮設計靈活性同優化模擬性能而非集成度嘅應用提供選擇。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |