LTE-5228A 紅外線發射器規格書 - 高電流、低順向電壓、940nm 波長

1. 產品概覽

LTE-5228A 係一款高功率紅外線發光二極管，專為需要強勁光學輸出嘅應用而設計。佢嘅核心優勢在於工程設計上能夠承受高電流驅動，同時保持相對較低嘅順向電壓，令到佢喺脈衝同連續操作模式下都相當高效。呢款器件採用透明封裝，呢種係紅外線發射器嘅典型做法，可以將不可見光嘅吸收減到最低。主要目標市場包括工業自動化、保安系統（例如閉路電視攝像機照明）、光學感測器同遙控裝置，呢啲領域都需要可靠嘅不可見光源。

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受到永久損壞嘅極限。LTE-5228A 可以消耗高達 150 mW 嘅功率。佢嘅峰值順向電流額定值非常高，達到 2 安培，但呢個只係喺特定脈衝條件下（每秒 300 個脈衝，脈衝寬度 10 微秒）先至容許。連續順向電流額定值就比較常規，係 100 mA。器件可以承受最高 5V 嘅反向電壓。工作同儲存溫度範圍分別係 -40°C 至 +85°C 同 -55°C 至 +100°C，顯示佢適合喺惡劣環境下使用。引腳焊接溫度規定為距離封裝主體 1.6mm 處，260°C 持續 5 秒，呢個係組裝製程嘅關鍵參數。

2.2 電氣及光學特性

呢啲參數係喺標準測試條件下量度，即環境溫度 25°C，順向電流 (I_F) 為 20mA。關鍵光學輸出有兩種定義方式：孔徑輻射照度 (E_e，單位 mW/cm²) 同輻射強度 (I_E，單位 mW/sr)。兩個參數都經過分級，意思係器件喺生產後會根據性能分組（BIN A、B、C、D），其中 BIN D 代表最高輸出。峰值發射波長 (λ_Peak) 通常係 940 nm，屬於近紅外光譜。光譜線半寬度 (Δλ) 係 50 nm，表示發射光嘅頻譜帶寬。電氣方面，順向電壓 (V_F) 喺 20mA 時介乎 1.2V 至 1.6V 之間，印證咗佢低電壓操作嘅聲稱。反向電流 (I_R) 喺 5V 反向偏壓下最大為 100 µA。視角 (2θ_1/2) 係 40 度，定義咗輻射強度至少為峰值一半嘅角度範圍。

3. 分級系統解說

呢份規格書明確採用咗輻射輸出嘅性能分級系統。器件會根據喺 I_F= 20mA 時量度到嘅孔徑輻射照度同輻射強度進行測試，並分類為四個級別（A、B、C、D）。BIN A 代表較低輸出範圍，而 BIN D 代表最高保證輸出。呢個系統令製造商可以提供一致嘅性能水平，亦令設計師可以揀選一個精確符合其應用靈敏度或距離要求嘅級別。對於呢個特定型號，並無顯示電壓或波長分級；順向電壓同峰值波長係以典型/最大範圍給出，冇分級代碼。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾幅圖表，說明器件喺唔同條件下嘅行為。

4.1 光譜分佈 (圖1)

呢條曲線顯示相對輻射強度隨波長變化嘅關係。佢確認咗峰值喺 940 nm，同埋大約 50 nm 嘅光譜半寬度。個形狀係典型嘅基於 AlGaAs 嘅紅外線 LED。

4.2 順向電流 vs. 環境溫度 (圖2)

呢條降額曲線顯示最大容許連續順向電流點樣隨環境溫度升高而降低。呢個對於熱管理設計好緊要，確保接面溫度唔會超過安全極限。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓 (圖3)

呢個係標準嘅 I-V（電流-電壓）特性曲線。佢顯示指數關係，電壓隨電流增加而上升。呢條曲線可以讓設計師確定所需工作電流嘅必要驅動電壓。

4.4 相對輻射強度 vs. 環境溫度 (圖4) 及 vs. 順向電流 (圖5)

圖 4 說明光輸出嘅溫度依賴性，通常顯示效率隨溫度上升而下降。圖 5 顯示光學輸出點樣隨順向電流增加，突出咗非線性關係，特別係喺較高電流時，效率可能會因為發熱而下降。

4.5 輻射圖 (圖6)

呢個極座標圖直觀咗顯示發射光嘅空間分佈，確認咗 40 度視角。圖表顯示咗喺不同角度（相對於中心軸 0°）嘅相對強度。

5. 機械及封裝資料

封裝係帶有凸緣嘅標準 LED 款式。關鍵尺寸包括引腳間距，係喺引腳從封裝主體伸出嘅位置量度。備註指明凸緣下方樹脂嘅最大突出量為 1.5mm。封裝描述為透明，呢個對紅外線發射係最佳嘅。極性通常由較長嘅引腳表示陽極 (+)，同/或封裝邊緣靠近陰極 (-) 引腳處有一個平面標記，不過呢個具體標記喺提供嘅文本中冇詳細說明。尺寸圖（有提及但文本中冇提供）會顯示確切嘅長度、寬度同高度。

6. 焊接及組裝指引

提供嘅主要指引係引腳焊接嘅絕對最大額定值：距離封裝主體 1.6mm (0.063") 處，260°C 持續 5 秒。呢個係波峰焊接或手工焊接製程嘅關鍵參數。超過呢個值可能會損壞內部晶粒黏著或環氧樹脂封裝。對於迴流焊接，應該使用峰值溫度低於 260°C 同根據焊膏特性調整嘅液相線以上時間嘅溫度曲線。一般建議喺處理過程中避免對引腳施加過度嘅機械應力。儲存條件應遵守指定嘅 -55°C 至 +100°C 範圍，並喺乾燥環境中以防止吸濕。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

紅外線照明：用於低光或無光環境下嘅閉路電視攝像機。
光學感測器：作為接近感測器、物體檢測同循線機械人嘅光源。
遙控器：用於向電視、冷氣機等發送編碼信號。
工業數據鏈路：喺電氣嘈雜環境中進行短距離、自由空間光通信。
生物特徵感測器：作為心率監測或指紋識別系統嘅一部分。

7.2 設計考慮因素

限流：務必使用串聯電阻或恆流驅動器，以防止超過最大連續電流，特別係考慮到佢嘅低 V_F，好容易從電壓源抽取過量電流。
散熱：對於接近最大電流嘅連續操作，要考慮熱路徑。凸緣可以用於安裝到帶有散熱通孔或散熱片嘅 PCB 上。
脈衝操作：要實現非常高嘅峰值輸出（用於更長距離），請使用脈衝模式規格（2A 峰值）。確保驅動電路能夠提供所需嘅短暫、高電流脈衝。
光學設計：根據應用需要，配搭適當嘅透鏡或反射器來準直或塑造 40 度光束。透明封裝兼容二次光學元件。
靜電放電保護：雖然冇明確說明，但紅外線 LED 可能對靜電放電敏感。建議喺處理同電路設計時實施標準嘅 ESD 預防措施。

8. 技術比較及差異

同標準低功率紅外線 LED 相比，LTE-5228A 嘅主要區別在於佢嘅高電流能力（100mA 連續，2A 脈衝）同相對較低嘅順向電壓。呢個組合令到佢可以實現更高嘅輻射輸出，而唔會因為過高嘅電壓降而導致功耗成比例增加。寬闊嘅 40 度視角比一啲聚焦式紅外線發射器更廣，為區域覆蓋提供更均勻嘅照明，而非長距離點照明。同用於可見光 LED 嘅有色封裝相比，透明封裝為 940nm 光提供更高嘅傳輸效率。

9. 常見問題 (基於技術參數)

問：我可唔可以直接用 3.3V 或 5V 微控制器引腳驅動呢個 LED？

答：唔可以。低順向電壓（20mA 時最大 1.6V）意味住直接連接好可能會燒毀 LED，並可能因電流過大而損壞微控制器引腳。必須使用限流電阻或驅動電路。

問：孔徑輻射照度同輻射強度有咩分別？

答：孔徑輻射照度 (E_e) 係到達靠近並垂直於 LED 放置嘅表面上嘅功率密度（mW/cm²）。輻射強度 (I_E) 係每單位立體角發射嘅功率（mW/sr），描述光源固有嘅方向性。I_E對於計算遠處嘅照明更有用。

問：我點樣揀啱嘅 BIN 級別？

答：根據你系統嘅靈敏度來選擇。如果你嘅接收器需要一個最低信號水平，就揀一個喺你嘅工作電流同距離下能夠保證該水平嘅級別。較高嘅級別（C、D）提供更多輸出餘量。

問：需唔需要散熱片？

答：要視乎工作電流同環境溫度。喺最大連續電流（100mA）同較高環境溫度下，功耗（P = V_F* I_F) 接近 160mW，超過咗絕對最大功耗 150mW。因此，對於全功率連續操作，通過 PCB 銅箔面積或散熱片進行熱管理係必要嘅。對於脈衝操作或較低電流，就可能唔需要。

10. 實際應用案例

設計遠距離被動紅外線運動感測器啟動器：被動紅外線運動感測器嘅探測範圍通常有限。為咗喺夜晚擴展其範圍，可以使用紅外線照明器。對於呢個應用，LTE-5228A 會以脈衝模式驅動。會設計一個電路，以低佔空比（例如 1%）提供 1A 脈衝（喺 2A 最大值內），以保持平均功率較低。呢個高峰值電流會產生非常高嘅瞬時光學輸出，有效照亮 20-30 米距離嘅場景。寬闊嘅 40 度角度會覆蓋感測器前方嘅廣闊區域。透明封裝確保最大能量向外投射。設計師會選擇 BIN D 級別嘅 LED 以獲得最大範圍，並使用降額曲線確保器件喺戶外外殼內溫度保持穩定。

11. 工作原理

LTE-5228A 係一個半導體 p-n 接面二極管。當施加超過其能隙能量嘅順向電壓時，電子同電洞喺有源區複合，以光子形式釋放能量。特定材料成分（通常係砷化鋁鎵 - AlGaAs）決定咗能隙能量，對應於 940 nm 嘅紅外線波長。透明環氧樹脂封裝封住半導體晶片，提供機械保護，並作為透鏡塑造輸出光束。輻射輸出與載子複合率成正比，而複合率由順向電流控制。

12. 技術趨勢

紅外線發射器技術同可見光 LED 技術一齊持續發展。趨勢包括：

效率提升：開發新嘅半導體材料同結構（例如多量子阱），以從每單位電輸入功率中提取更多光子，減少熱量產生。

更高功率密度：封裝改進以處理更高驅動電流同更有效散熱，令更細小嘅器件能夠實現同等或更大輸出。

集成解決方案：將紅外線發射器同驅動 IC、光電二極管，甚至微控制器結合喺單一模組中，簡化感測器應用嘅設計。

波長多樣化：雖然 940nm 好常見（不可見，適合矽探測器），但其他波長如 850nm（略帶可見紅光）或 1050nm 用於特定應用，例如眼球追蹤或更長嘅大氣傳輸。

LTE-5228A 代表咗呢個領域中一款成熟、高可靠性嘅元件，針對喺苛刻條件下嘅穩健性能進行優化，而非追求絕對尖端嘅效率。

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。

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