紅外線發射LED LTE-4206 規格書 - 940nm 波長 - 20mA 正向電流 - 1.6V 正向電壓 - 20° 視角

1. 產品概覽

LTE-4206 係一款低成本、微型紅外線 (IR) 發射器，專為光電感應同通訊應用而設計。佢嘅核心功能係發射峰值波長為940納米 (nm) 嘅紅外線。呢個元件採用透明塑膠端視封裝，能夠有效發射光線。一個關鍵特點係佢喺機械同光譜上同相應系列嘅光電晶體管匹配，透過確保物理尺寸同光譜響應嘅兼容性，簡化咗接收電路嘅設計。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。佢哋係喺環境溫度 (T_A) 為25°C時指定嘅。

功耗 (P_D):90 mW。呢個係元件可以以熱量形式散發嘅最大允許功率。
峰值正向電流 (I_FP):1 A。呢個係最大允許嘅脈衝電流，喺每秒300個脈衝 (pps)、脈衝寬度10 μs嘅條件下指定。
連續正向電流 (I_F):60 mA。呢個係可以連續施加嘅最大直流電流。
反向電壓 (V_R):5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會損壞LED接面。
工作溫度範圍:-40°C 至 +85°C。保證元件喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
儲存溫度範圍:-55°C 至 +100°C。
引腳焊接溫度:260°C 持續5秒，測量點距離封裝主體1.6mm。

2.2 電氣及光學特性

呢啲參數喺 T_A=25°C 下測量，定義咗元件喺正常工作條件下嘅性能。測試光學參數嘅正向電流 (I_F) 通常為20mA。

孔徑輻射照度 (E_e):以 mW/cm² 為單位測量，係指入射到單位面積表面上嘅輻射功率。數值會因分級而異 (見第3節)。
輻射強度 (I_E):以 mW/sr 為單位測量，係指每單位立體角發射嘅輻射功率。呢個係表徵紅外線光源亮度嘅關鍵參數。數值係分級嘅。
峰值發射波長 (λ_Peak):940 nm (典型值)。呢個係發射光功率達到最大值嘅波長。佢屬於近紅外光譜範圍。
譜線半寬 (Δλ):50 nm (典型值)。呢個參數，亦稱為半高全寬 (FWHM)，表示光譜帶寬。50 nm嘅數值意味住發射光覆蓋咗大約以峰值為中心、50 nm寬嘅波長範圍。
正向電壓 (V_F):1.2 V (最小), 1.6 V (典型) 於 I_F=20mA。呢個係LED導通指定電流時嘅壓降。
反向電流 (I_R):100 μA (最大) 於 V_R=5V。呢個係元件處於反向偏壓時流過嘅小量漏電流。
視角 (2θ_1/2):20 度。呢個係輻射強度下降到最大值 (軸上) 一半時嘅全角。20°角表示光束相對集中。

3. 分級系統解釋

LTE-4206 對其關鍵光學輸出參數，孔徑輻射照度 (E_e) 同輻射強度 (I_E)，採用分級系統。分級係一種製造過程，將元件按性能分組，以確保喺定義範圍內嘅一致性。元件分為四個級別：A、B、C 同 D。

級別 A: E_e= 0.184 - 0.54 mW/cm²; I_E= 1.383 - 4.06 mW/sr。
級別 B: E_e= 0.36 - 0.78 mW/cm²; I_E= 2.71 - 5.87 mW/sr。
級別 C: E_e= 0.52 - 1.02 mW/cm²; I_E= 3.91 - 7.67 mW/sr。
級別 D: E_e= 0.68 mW/cm² (最小); I_E= 5.11 mW/sr (最小)。呢個級別代表最高輸出組別。

呢個系統容許設計師根據特定應用嘅靈敏度或距離要求，選擇合適嘅級別。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，說明元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940 nm嘅峰值發射同大約50 nm嘅光譜半寬。曲線形狀係典型嘅GaAlAs紅外線LED。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓 (IV曲線) (圖 3)

呢個圖表繪製 I_F對 V_F嘅關係。佢展示咗二極管特有嘅指數關係。呢條曲線對於設計限流驅動電路至關重要。喺20mA時典型 V_F為1.6V可以喺度驗證到。

4.3 相對輻射強度 vs. 正向電流 (圖 5)

呢個圖表顯示，喺一個顯著範圍內，光學輸出 (輻射強度) 同正向電流幾乎成線性關係。呢種線性簡化咗控制；增加驅動電流可以直接同可預測地增加光輸出。

4.4 相對輻射強度 vs. 環境溫度 (圖 4)

呢條關鍵曲線說明咗LED輸出對溫度嘅依賴性。輻射強度隨環境溫度升高而降低。喺設計需要喺整個溫度範圍 (-40°C 至 +85°C) 內運作嘅系統時，必須考慮呢個降額因素，以確保喺高溫下有足夠嘅信號強度。

4.5 輻射圖 (圖 6)

呢個係一個極坐標圖，描繪咗發射光嘅空間分佈。佢直觀地確認咗20°視角，顯示強度喺偏離中心軸 (0°) 嘅角度上如何下降。

5. 機械及封裝資料

元件採用微型塑膠端視封裝。規格書中嘅關鍵尺寸註記包括：

所有尺寸均以毫米為單位 (括號內為英寸)。
除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm (±0.010")。
法蘭下方樹脂嘅最大凸出量為 1.0mm (0.039")。
引腳間距喺引腳從封裝主體伸出嘅位置測量。
封裝係透明嘅。

(註：文本摘錄中未提供圖紙中嘅具體數值尺寸，但通常會包括主體直徑、長度、引腳直徑同間距)。

6. 焊接及組裝指引

提供嘅主要指引係針對手工焊接：引腳可以喺260°C下焊接，最長持續時間為5秒，熱源施加點距離塑膠封裝主體至少1.6mm (0.063")。呢個係為咗防止環氧樹脂受到熱損壞。對於波峰焊或回流焊，應遵循標準紅外線LED嘅溫度曲線，注意峰值溫度同液相線以上嘅時間，以保持喺封裝嘅熱極限內。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

物體檢測及接近感應:與匹配嘅光電晶體管 (例如 LTR-4206 系列) 配對，用於反射式或對射式配置。用於打印機、影印機、自動販賣機同工業自動化。
紅外線數據傳輸:適用於短距離、低數據速率嘅串行通信鏈路、遙控器或光學編碼器。
煙霧檢測:用於基於光學腔室嘅煙霧探測器。

7.2 設計考慮因素

限流:務必使用串聯電阻或恆流驅動器將 I_F限制喺所需值 (例如，20mA 以達到規格性能)，切勿直接連接到電壓源。
熱管理:考慮輸出隨溫度降額 (圖 4)。考慮環境條件，確保功耗 (I_F* V_F) 唔超過 90mW。
光學對準:20°視角需要同配對嘅檢測器仔細對準，以獲得最佳信號耦合，特別係喺對射式設置中。
電氣噪聲:喺感應應用中，調製LED驅動電流，並喺接收電路中使用同步檢測，以抑制可能包含940nm紅外線成分嘅環境光 (例如，陽光、白熾燈泡)。

8. 技術比較及差異化

LTE-4206 嘅主要區別在於佢機械同光譜匹配特定嘅光電晶體管系列。呢個保證咗接收器嘅有效區域同光譜靈敏度曲線與發射器嘅輸出模式同波長最佳對齊，最大化系統效率並簡化機械設計。透明封裝相比有色或擴散封裝提供更高嘅外部效率。分級系統提供咗選擇所需輸出水平嘅靈活性。佢嘅低成本同微型尺寸使其適合大批量、空間受限嘅消費同工業應用。

9. 常見問題 (基於技術參數)

問：940nm波長有咩用途？

答：940nm屬於近紅外範圍，人眼睇唔到。佢係一個常見波長，因為佢避免咗可見光干擾，好多矽光電探測器 (例如光電晶體管) 喺呢個波長有良好靈敏度，而且同850nm LED相比，佢較少受到環境白熾光 (峰值喺~1000nm範圍) 嘅干擾。

問：我可以用5V電源驅動呢個LED嗎？

答：可以，但你必須使用限流電阻。例如，要喺5V電源下達到 I_F=20mA，典型 V_F為1.6V：R = (5V - 1.6V) / 0.02A = 170Ω。使用最接近嘅標準值 (例如，180Ω) 並檢查實際電流。

問：對於發射器嚟講，視角係咩意思？

答：佢定義咗光束寬度。20°全角意味住發射光集中喺一個相對狹窄嘅錐形內。峰值強度嘅一半出現喺距離中心軸 ±10° 嘅位置。較細嘅角度提供更聚焦嘅光束，適合更長距離或精確對準。

問：點解輸出要分級？

答：製造差異會導致輸出功率有輕微差異。分級將LED分類成保證咗最小同最大輸出嘅組別。咁樣容許設計師選擇一個級別，確保佢哋嘅系統能夠可靠運作，同時知道元件嘅確切性能範圍。

10. 實用設計案例

案例：為打印機設計紙張檢測感應器。

需要一個對射式感應器嚟檢測紙張存在。一個 LTE-4206 (C級) 放置喺紙張路徑嘅一邊，一個匹配嘅 LTR-4206 光電晶體管直接放置喺對面。

驅動電路:LED 由微控制器 GPIO 引腳透過一個 180Ω 電阻驅動，當引腳為高電平 (3.3V 或 5V 邏輯) 時將 I_F設定為約 20mA。
調製:微控制器以 1kHz (50% 佔空比) 脈衝驅動 LED，以將其信號同環境光區分開。
接收電路:光電晶體管嘅集電極連接一個上拉電阻。集電極電壓由微控制器 ADC 或比較器讀取。
檢測邏輯:當冇紙張時，紅外線光到達光電晶體管，佢導通，將集電極電壓拉低。當紙張阻擋光束時，光電晶體管關閉，集電極電壓變高。微控制器喺LED脈衝期間同步採樣呢個信號，以檢測狀態變化。
考慮因素:20°視角確保光束足夠窄，可以被紙張邊緣乾淨地阻斷。選擇 C級提供足夠嘅輻射強度，以喺接收器中產生強信號，即使考慮到隨時間積累嘅灰塵。

11. 工作原理介紹

紅外線發光二極管 (IR LED) 係一種半導體 p-n 接面二極管。當施加超過其導通閾值 (對於呢個元件約為 1.2V) 嘅正向電壓時，電子同電洞被注入跨越接面。呢啲電荷載子復合，對於呢種特定材料成分 (通常係砷化鎵鋁 - GaAlAs)，復合期間釋放嘅能量以光子形式存在，波長中心約為 940 nm，即係紅外線。發射光嘅強度與復合率成正比，而復合率由正向電流 (I_F) 控制。透明環氧樹脂封裝充當透鏡，將輸出光束塑造成指定嘅 20° 視角。

12. 技術趨勢

紅外線發射器技術嘅趨勢包括：

效率提升:開發新材料同結構 (例如，多量子阱)，以喺相同驅動電流下實現更高輻射強度 (mW/sr)，降低功耗。
微型化:持續減小封裝尺寸 (例如，晶片級封裝)，以便集成到更細嘅設備中，例如可穿戴設備同超緊湊感應器。
增強可靠性及更高溫度操作:改進封裝材料同晶片貼裝技術，以延長使用壽命並允許喺更惡劣環境 (例如，汽車、工業) 中運作。
集成解決方案:將紅外線發射器、驅動器，有時仲包括檢測器或邏輯電路，結合到單一模組或集成電路中，以簡化系統設計並減少佔用空間。
多波長及VCSEL:使用垂直腔面發射激光器 (VCSEL) 用於需要非常精確、高速或結構光圖案嘅應用，例如先進嘅接近感應、3D成像 (飛行時間) 同人臉識別。

LTE-4206 代表咗一種成熟、具成本效益嘅解決方案，適用於標準紅外線感應需求，而新技術則滿足對更高性能、集成度同專業應用嘅需求。

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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