紅外線LED發射器 LTE-209 規格書 - 封裝尺寸5.0mm - 正向電壓1.6V - 峰值波長940nm

1. 產品概覽

LTE-209系列係一個專為可靠光電應用而設計嘅紅外線發光二極管家族。呢啲元件經過精心設計，能夠喺940納米嘅峰值波長發光，屬於近紅外光譜範圍。呢個特定波長通常用喺需要非可見光源嘅應用，例如接近感應器、物件檢測同光學編碼器。呢個系列嘅核心優勢在於其精密製造，確保咗穩定嘅輻射強度同光譜特性。器件採用低成本、微型塑膠端視封裝，適合空間有限嘅設計。一個關鍵特點係佢喺機械同光譜上與特定系列嘅光電晶體管相匹配，有助於設計優化嘅發射-檢測配對，從而提升系統性能同信號完整性。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。呢啲額定值係喺環境溫度（T_A）為25°C時指定嘅。最大連續正向電流為60 mA，脈衝條件下（每秒300個脈衝，脈衝寬度10 μs）嘅峰值正向電流能力為1 A。最大功耗為90 mW。器件可以承受高達5 V嘅反向電壓。工作溫度範圍為-40°C至+85°C，而儲存溫度範圍則為-55°C至+100°C。對於組裝，引腳可以喺260°C嘅溫度下焊接，最長持續時間為5秒，測量點距離封裝主體1.6mm。

2.2 電光特性

電光特性係喺標準測試條件下（T_A=25°C，I_F=20mA）測量嘅關鍵性能參數。輻射強度（I_E），即每單位立體角發射嘅光功率，典型值為1.383 mW/sr。孔徑輻射照度（E_e），代表功率密度，典型值為0.184 mW/cm²。峰值發射波長（λ_Peak）中心位於940 nm，光譜半寬度（Δλ）為50 nm，定義咗發射光嘅光譜純度。正向電壓（V_F）喺測試電流下通常範圍為1.2V至最大1.6V。當施加5V反向偏壓時，反向電流（I_R）最大值為100 μA。視角（2θ_1/2），即輻射強度下降到其峰值一半時嘅角度，為16度，表示光束模式相對較窄。

3. 分級系統解釋

雖然提供嘅規格書無明確詳細說明多參數分級系統，但佢指出器件係根據特定在線強度同輻射強度範圍進行篩選。呢個意味住一個基於測量嘅輻射強度同可能嘅輻射照度值進行嘅選擇或分類過程。呢種預先篩選確保為特定訂單交付嘅元件，喺呢啲關鍵光學參數上，比一般規格中所述嘅絕對最小同最大限制有更緊嘅公差範圍。呢種做法增強咗應用性能嘅一致性，特別係喺光學輸出匹配至關重要嘅系統中。

4. 性能曲線分析

規格書包含幾條典型特性曲線，說明咗器件喺唔同條件下嘅行為。

4.1 光譜分佈

圖1顯示咗光譜分佈曲線，繪製咗相對輻射強度對波長嘅關係。佢確認咗940 nm處嘅峰值發射同大約50 nm嘅光譜半寬度，顯示咗圍繞峰值嘅發射波長分佈。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

圖3描繪咗正向電流對正向電壓嘅特性。呢條曲線係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。佢顯示咗一旦電壓超過開啟閾值，電流就會快速增加嘅關係。指定嘅V_F喺20mA時為1.2V至1.6V，可以喺呢條曲線嘅背景下理解。

4.3 相對輻射強度 vs. 正向電流

圖5說明咗光學輸出（相對輻射強度）點樣隨正向驅動電流變化。一般嚟講，輸出會隨電流增加而增加，但呢個關係喺整個工作範圍內可能唔係完全線性。呢條曲線對於確定達到所需光學輸出水平所需嘅驅動電流至關重要。

4.4 溫度依賴性

圖2同圖4顯示咗環境溫度嘅影響。圖2（正向電流 vs. 環境溫度，可能喺恆定電壓下）同圖4（相對輻射強度 vs. 環境溫度，喺恆定電流下）表明LED嘅電氣同光學特性都依賴於溫度。通常，對於紅外線LED，隨著溫度升高，正向電壓會降低，光學輸出亦會降低。呢啲曲線對於設計具有溫度補償嘅電路或估算非環境溫度下嘅性能至關重要。

4.5 輻射模式

圖6係輻射圖或視角模式。佢係一個極坐標圖，顯示咗發射輻射強度嘅角度分佈。16度半角喺度視覺化呈現，顯示強度喺偏離中心±8度時下降到軸上值嘅50%。

5. 機械同封裝信息

器件採用微型塑膠端視封裝。封裝圖中嘅關鍵尺寸包括主體直徑、引腳間距同總長度。引腳以特定間距從封裝中伸出，呢個間距對於PCB佈局至關重要。封裝包括一個凸緣，備註指明咗呢個凸緣下樹脂嘅最大突出量。備註亦澄清咗引腳間距係喺引腳離開封裝主體嘅點度測量，除非另有說明，一般公差為±0.25mm。物理配置設計成與相應嘅光電晶體管機械匹配，確保喺組裝模組中嘅正確對齊。

6. 焊接同組裝指引

提供嘅主要組裝指引與焊接溫度有關。絕對最大額定值指明引腳可以承受260°C嘅溫度，最長持續時間為5秒。呢個額定值係喺距離封裝主體1.6mm（0.063"）處測量嘅。呢個信息對於定義回流焊接曲線或手工焊接程序至關重要。超過呢個溫度或時間可能會損壞內部晶片粘接、引線鍵合或塑膠封裝材料本身。喺處理過程中應遵守標準嘅ESD（靜電放電）預防措施。器件應儲存喺指定嘅-55°C至+100°C溫度範圍內嘅乾燥環境中，以防止吸濕，否則可能導致回流焊接期間出現爆米花現象。

7. 包裝同訂購信息

規格書將部件編號標識為LTE-209。規格編號係DS-50-92-0001，修訂版為C。摘錄中無提供關於帶卷包裝、卷盤數量或濕度敏感等級嘅具體細節。訂購通常基於基本部件編號LTE-209，可能會有後綴表示特定嘅強度分級，正如特性中提到嘅選擇過程所暗示嘅。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

LTE-209非常適合需要緊湊、高效紅外光源嘅應用。其940nm波長人眼睇唔到，非常適合用於：

光學開關同物件檢測：與光電晶體管（例如提到嘅LTR-4206系列）配對，通過中斷紅外光束來檢測物件嘅存在、缺失或位置。
接近感應：用於檢測用戶或物件接近度嘅設備中，通常採用反射式感應。
編碼器：為電機控制同位置感應系統中嘅增量或絕對光學編碼器提供光源。
數據傳輸：可用於短距離、低數據速率嘅紅外通訊鏈路（例如遙控系統），儘管其窄視角可能需要對齊。

8.2 設計考慮因素

電流限制：務必使用串聯電阻或恆流驅動器將正向電流限制喺所需嘅工作點，切勿超過絕對最大額定值。
熱管理：考慮功耗（V_F* I_F）同環境溫度對輸出嘅影響。對於高可靠性應用，應喺高溫下降低最大電流額定值。
光學對齊：16度嘅窄視角要求與配對檢測器或目標區域進行精確嘅機械對齊，以獲得最佳信號強度。
電路保護：雖然佢有5V反向電壓額定值，但喺電路中加入防止反向電壓或電壓尖峰嘅保護係良好做法。
匹配對：為咗喺感應應用中獲得最佳性能，建議使用與其光譜同機械匹配嘅光電晶體管一齊使用。

9. 技術比較同區分

正如所示，LTE-209系列嘅關鍵區別在於其針對強度參數嘅特定篩選，以及與光電晶體管系列嘅匹配配對。與通用紅外線LED相比，呢種預先篩選提供咗更高嘅光學輸出一致性，可以簡化電路校準並提高批量生產嘅良率。機械匹配確保咗當與指定嘅光電晶體管一齊使用時，物理對齊同光學耦合得到優化，從而產生更強、更可靠嘅信號。喺砷化鎵基板上使用砷化鎵鋁係生產波長約為940nm嘅高效近紅外發射器嘅標準技術。

10. 常見問題解答

問：940nm波長有咩用途？

答：940nm屬於近紅外光譜，人眼睇唔到。佢通常用於感應同通訊，以避免可見光干擾，並且可以被矽光電檢測器高效檢測到。

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。喺20mA時，典型V_F為1.6V，對於5V電源，電阻值應為 R = (5V - 1.6V) / 0.02A = 170Ω。使用標準180Ω電阻會使電流接近19mA。

問：溫度點樣影響性能？

答：正如特性曲線所示，對於給定電流，溫度升高通常會降低光學輸出，並降低正向電壓。針對寬溫度範圍嘅設計必須考慮呢一點。

問：光譜匹配係咩意思？

答：意思係LED嘅發射光譜（中心喺940nm）與指定光電晶體管嘅峰值響應區域良好對齊。咁樣可以最大化檢測器能夠轉換成電信號嘅發射光量。

11. 實用設計同使用示例

示例1：物件檢測閘門：可以喺輸送帶嘅一側放置兩個LTE-209紅外線LED，每個都與對面嘅匹配光電晶體管配對，形成兩個獨立嘅檢測光束。微控制器監控光電晶體管嘅輸出。當物件通過時，佢會中斷一條或兩條光束，使系統能夠計數物件、測量尺寸（通過計時光束中斷）或觸發動作。

示例2：反射式接近感應器：一個LTE-209同其匹配嘅光電晶體管並排放置喺PCB上，面向同一方向。LED發射光束。當有物件靠近時，佢會將部分光反射返光電晶體管。檢測到嘅信號強度與物件嘅接近度相關。呢種設置常見於非接觸式水龍頭或自動皂液器中。

12. 工作原理介紹

紅外線發光二極管係一種半導體p-n結二極管。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到結區域。當呢啲電荷載流子復合時，能量被釋放。喺呢度使用嘅特定材料系統中，呢個能量對應於紅外光譜中嘅光子，波長約為940nm。二極管嘅結構，包括提到嘅窗口層，設計成能夠讓呢啲產生嘅光有效地逃離半導體材料。塑膠封裝用於保護半導體晶片、提供機械結構，並且亦可以作為透鏡來塑造發射光束，從而形成指定嘅16度視角。

13. 技術趨勢同發展

紅外發射器技術持續發展。該領域嘅總體趨勢包括：

效率提升：開發新嘅半導體材料同結構，以喺給定電氣輸入下實現更高嘅光學輸出功率，從而降低功耗同熱量產生。
微型化：持續減小封裝尺寸，以便集成到更細嘅消費電子產品同物聯網設備中。
功能增強：將發射器與驅動電路、光電檢測器甚至微控制器集成到單一模組或系統級封裝解決方案中。
波長多樣化：雖然940nm仍然係標準，但其他紅外波長正為特定應用進行優化。
可靠性改善：封裝材料同晶片粘接技術嘅進步，使其能夠承受更高溫度同更苛刻嘅環境條件。

LTE-209代表咗呢個更廣泛技術格局中一個成熟、具成本效益嘅解決方案。

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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