目錄
1. 產品概覽
LTE-3276 係一款高性能紅外線 (IR) 發射器，專為需要快速響應時間同顯著輻射輸出嘅應用而設計。佢嘅核心優勢在於結合咗高速同高功率能力，適合喺要求嚴格嘅環境中進行脈衝操作。器件採用透明封裝，呢種係紅外線發射器嘅典型設計，可以最大限度傳輸紅外線光。目標市場包括工業自動化、通訊系統 (例如 IrDA)、遙控器、光學開關同傳感器系統，呢啲系統都需要可靠、高強度嘅紅外線信號傳輸。
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發生永久損壞嘅極限。唔建議長時間喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作。
- 功耗 (PD) 為 25°C 時指定，定義咗器件嘅典型性能。200 mW。呢個係器件喺任何操作條件下可以作為熱量散發嘅最大總功率。
- 峰值正向電流 (IFP):1 A。呢個高電流只允許喺脈衝條件下 (每秒 300 個脈衝，10 μs 脈衝寬度)。佢突顯咗器件能夠發出短暫而強烈嘅光爆發。
- 連續正向電流 (IF):100 mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
- 反向電壓 (VR):5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓可能會擊穿半導體結。
- 操作及儲存溫度範圍:-40°C 至 +85°C。呢個寬廣嘅範圍確保咗喺惡劣環境條件下嘅可靠性。
- 引腳焊接溫度:距離本體 1.6mm 處，260°C 持續 6 秒。呢個對於波峰焊或回流焊工藝至關重要，以防止熱損壞。
2.2 電氣及光學特性
呢啲參數喺環境溫度 (TA) of 25°C and define the typical performance of the device.
- 輻射強度 (IE):每單位立體角光學輸出功率嘅關鍵指標。喺 IF= 20mA 時，典型值為 12.75 mW/sr。喺 IF= 50mA 時，顯著增加至典型值 32 mW/sr，顯示出隨電流增加而有效率嘅非線性增長。
- 峰值發射波長 (λP):典型值 850 nm。呢個屬於近紅外光譜，人眼睇唔到，但好容易被矽光電二極管同具有紅外線靈敏度嘅相機檢測到。
- 譜線半寬 (Δλ):典型值 40 nm。呢個表示光譜帶寬；寬度越窄表示光源越單色。
- 正向電壓 (VF):喺 IF= 50mA 時，VF典型值為 1.49V，最大值為 1.80V。喺 IF= 200mA 時，VF上升至典型值 1.83V，最大值 2.3V。喺驅動器設計中必須考慮呢個正溫度係數。
- 視角 (2θ1/2):典型值 50 度。呢個係輻射強度下降到峰值一半時嘅全角。50° 角度喺光束集中度同覆蓋範圍之間提供咗良好嘅平衡。
3. 性能曲線分析
規格書提供咗幾條典型特性曲線，對於電路設計同理解器件喺唔同條件下嘅行為至關重要。
3.1 光譜分佈 (圖 1)
呢條曲線繪製咗相對輻射強度與波長嘅關係。佢確認咗峰值波長大約喺 850 nm，並顯示出發射光譜嘅形狀同寬度 (40 nm 半寬)。呢個對於將發射器與檢測器嘅光譜靈敏度匹配至關重要。
3.2 正向電流 vs. 正向電壓 (圖 3)
呢條 IV 曲線顯示咗二極管典型嘅指數關係。設計師可以利用呢條曲線確定所需操作電流所需嘅驅動電壓，呢個對於設計恆流驅動器至關重要。
3.3 相對輻射強度 vs. 正向電流 (圖 5)
呢個圖表顯示咗光輸出如何隨驅動電流增加而增加。喺較低電流時通常係線性嘅，但喺極高電流時，由於熱同效率限制，可能會顯示飽和效應。呢啲數據對於設定操作點以達到所需光功率至關重要。
3.4 相對輻射強度 vs. 環境溫度 (圖 4)
呢條曲線展示咗 LED 輸出嘅負溫度係數。隨著環境溫度升高，輻射強度會降低。喺設計用於高溫環境嘅系統時，必須考慮呢個熱降額，以確保足夠嘅信號餘量。
3.5 輻射圖 (圖 6)
呢個極坐標圖直觀地表示咗發射光嘅空間分佈，清晰說明咗 50 度視角。佢有助於設計用於聚焦或準直紅外線光束嘅光學系統。
4. 機械及封裝資料
4.1 封裝尺寸
器件採用標準通孔封裝，可能係紅外線發射器常見嘅 T-1 3/4 (5mm) 款式。規格書中嘅關鍵尺寸註釋包括:
- 所有尺寸單位為毫米 (英寸)。
- 除非另有說明，公差為 ±0.25mm(.010")。
- 法蘭下方突出樹脂最大為 1.5mm(.059")。
- 引腳間距喺引腳從封裝伸出嘅位置測量。
透明封裝材料通常係環氧樹脂，針對 850 nm 波長嘅高透射率進行咗優化。
4.2 極性識別
對於標準 LED 封裝，較長嘅引腳通常係陽極 (正極)，較短嘅引腳係陰極 (負極)。封裝喺陰極附近可能仲有一個平面。觀察正確極性對於防止反向偏壓損壞至關重要。
5. 焊接及組裝指引
引腳焊接嘅絕對最大額定值明確規定:距離本體 1.6mm (.063") 處，260°C 持續 6 秒。呢個係組裝嘅關鍵參數。
- 波峰焊/手動焊接:嚴格遵守 260°C/6s 限制。建議預熱以盡量減少熱衝擊。
- 回流焊:雖然無明確提及 SMD，但溫度曲線應確保封裝本體溫度唔會長時間超過儲存最大值 85°C，並且指定點嘅引腳溫度唔得超過 260°C。
- 儲存條件:喺指定溫度範圍內 (-40°C 至 +85°C) 儲存喺乾燥、防靜電環境中，以防止吸濕同性能下降。
6. 應用建議
6.1 典型應用場景
- 紅外線數據傳輸 (IrDA):佢嘅高速特性適合用於串行數據鏈路。
- 遙控器:高功率確保遠距離同可靠操作。
- 光學開關及物體檢測:與光電檢測器結合使用，用於感應存在、位置或計數。
- 工業安全光幕:創建用於機器防護嘅不可見光束屏障。
- 夜視照明:用於具有紅外線靈敏度嘅閉路電視攝像機。
6.2 設計考慮因素
- 驅動電路:務必使用串聯限流電阻或恆流驅動器。根據所需操作電流 (IF) 下嘅正向電壓 (VF) 進行計算。
- 熱管理:對於接近最大電流嘅連續操作，請考慮功耗 (PD= VF* IF)，如有必要，確保足夠嘅散熱，以將結溫保持在限制範圍內。
- 脈衝操作:對於 1A 峰值脈衝電流，確保驅動器能夠提供所需嘅高電流脈衝，並具有快速上升/下降時間，以利用高速能力。
- 光學設計:根據應用需求 (例如，遠距離用窄光束，區域覆蓋用寬光束) 使用透鏡或反射器來塑造 50° 光束。
- 檢測器匹配:與峰值光譜靈敏度喺 850 nm 左右嘅光電檢測器 (例如，光電晶體管、光電二極管) 配對，以獲得最佳性能。
7. 技術比較及差異
LTE-3276 通過其特定嘅參數組合喺市場上與眾不同:
- 中等電流下嘅高功率:50mA 時 32 mW/sr 係一個強勁嘅輸出，對於需要良好信噪比嘅應用有益。
- 高速能力:脈衝操作嘅規格意味著快速嘅固有響應時間，適合調製信號。
- 堅固結構:寬廣嘅操作溫度範圍同透明封裝表明咗為可靠性而設計。
- 與標準低功率紅外線 LED 相比，呢款器件提供顯著更高嘅輻射強度。與激光二極管相比，佢更安全 (喺呢個功率級別下對眼睛安全)，光束更寬，並且通常更堅固、更容易驅動。
8. 常見問題 (基於技術參數)
問: 我可以直接用 5V 微控制器引腳驅動呢個 LED 嗎？
答: 唔可以。你必須使用限流電阻。例如，要喺 5V 電源下以 IF=50mA 同 VF約 1.5V 驅動: R = (5V - 1.5V) / 0.05A = 70 歐姆。使用 68 或 75 歐姆電阻，並檢查額定功率 (P = I2R = 0.175W，所以 1/4W 電阻就足夠)。
問: 輻射強度 (mW/sr) 同孔徑輻射照度 (mW/cm²) 有咩區別？
答: 輻射強度係每單位立體角 (球面度) 發射嘅功率，描述光源嘅方向性強度。孔徑輻射照度係喺指定距離同對準下到達檢測器表面嘅功率密度 (每 cm² 嘅 mW)。後者取決於前者同距離/平方反比定律。
問: 點樣喺脈衝模式下使用佢？
答: 使用由你嘅邏輯信號控制嘅晶體管 (BJT 或 MOSFET) 開關來脈衝驅動 LED。確保驅動器能夠以快速開關提供高峰值電流 (高達 1A)。考慮佔空比時，平均電流仍必須遵守連續電流額定值 (100mA)。
問: 點解輸出會隨溫度升高而降低？
答: 呢個係半導體 LED 嘅基本特性。溫度升高會增加半導體材料內嘅非輻射複合過程，降低內部量子效率，從而降低光輸出。
9. 實用設計案例
案例: 設計一個遠距離紅外線物體檢測傳感器。
目標: 檢測 5 米外嘅物體。
設計步驟:
1. 發射器驅動:以 IF=50mA (1kHz 脈衝，50% 佔空比) 操作 LTE-3276，以實現高峰值強度 (32 mW/sr)，同時保持平均功率可控。
2. 光學:喺發射器前面添加一個簡單嘅準直透鏡，將 50° 光束收窄到更聚焦嘅 ~10° 光束，顯著增加遠距離嘅強度。
3. 檢測器:使用峰值響應喺 850nm 嘅匹配矽光電晶體管。喺佢前面放置一個窄帶通光學濾波器 (中心波長 850nm) 以抑制環境光。
4. 電路:接收器電路放大微小嘅光電流。使用同步檢測 (調製發射器並將接收器調諧到相同頻率) 來抑制直流環境光同低頻噪音，大大改善距離同可靠性。
呢個設置利用咗 LTE-3276 嘅高功率同高速特性，構建一個穩健、抗干擾嘅檢測系統。
10. 工作原理介紹
像 LTE-3276 咁樣嘅紅外線發射器係基於半導體物理學嘅發光二極管 (LED)。當正向電壓施加喺 p-n 結兩端時，電子同電洞被注入到有源區。當呢啲電荷載流子複合時，佢哋會釋放能量。喺呢款特定器件中，半導體材料 (通常基於砷化鋁鎵 - AlGaAs) 經過設計，使呢啲能量以紅外光譜中嘅光子形式釋放，峰值波長為 850 納米。"透明"環氧樹脂封裝經過摻雜，對呢個波長透明，使光子能夠有效逸出。"高速"特性指嘅係呢個複合過程嘅快速開啟同關閉時間，使 LED 能夠喺高頻下調製以進行數據傳輸。
11. 技術趨勢
紅外線發射器技術隨著更廣泛嘅光電趨勢持續發展。主要發展包括:
提高功率效率:研究重點係提高內部量子效率 (每個電子產生更多光子) 同封裝嘅光提取效率，從而喺相同電輸入功率下獲得更高輻射強度。
更細小嘅外形尺寸:小型化趨勢推動表面貼裝器件 (SMD) 封裝，其性能與傳統通孔類型相似或更好。
增強速度:對於通訊應用，正在開發具有更快調製帶寬嘅器件，以支持更高數據速率。
波長多樣化:雖然 850nm 同 940nm 係常見嘅，但其他波長正針對特定應用進行優化，例如對眼睛安全嘅更長波長或用於氣體感測嘅特定吸收線。
集成化:有趨勢將發射器與驅動器 IC 甚至檢測器集成喺單一模塊中，為終端用戶簡化系統設計。
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。 |