紅外線發射器同接收器 LTE-R38386AS-S 規格書 - 850nm 波長 - 3.6W 功率 - 3.1V 正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款分立式紅外線（IR）元件嘅規格，專為需要可靠光源同感測能力嘅應用而設計。呢個器件集成咗紅外線發射器同接收器，峰值波長為 850 納米。佢係為咗需要強勁輸出同穩定運作嘅高性能應用而設計嘅。

呢個元件嘅核心優勢在於佢將高功率紅外線發射器同兼容嘅接收器結合喺單一封裝入面。呢種集成簡化咗反射式或接近感測應用嘅設計。發射器嘅特點係高輻射強度同寬視角，而接收器就提供咗接收訊號所需嘅靈敏度。呢款產品符合環保法規，係 RoHS 同綠色產品。

目標市場包括遙控系統、短距離無線數據傳輸、保安同警報系統，以及各種偏好使用紅外線技術嘅工業或消費電子感測應用。

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應力極限。喺呢啲極限下或超過呢啲極限嘅操作唔保證可靠，為咗長期穩定性能應該避免。

• 功耗（Pd）：3.6 瓦特。呢個係器件喺環境溫度（Ta）25°C 時可以散發嘅最大熱量功率。超過呢個值會導致接面溫度過度升高。
• 峰值正向電流（I_FP）：5 安培。呢個係脈衝條件下（每秒 300 個脈衝，10μs 脈衝寬度）嘅最大允許電流。佢明顯高於直流額定值，利用咗器件嘅瞬態熱容量。
• 直流正向電流（I_F）：1 安培。發射器可以處理嘅最大連續正向電流。
• 反向電壓（V_R）：5 伏特。施加高過呢個值嘅反向電壓可能會擊穿半導體接面。
• 熱阻（R_θJ）：9 K/W。呢個參數表示熱量從半導體接面傳遞到環境嘅效率。數值越低表示散熱越好。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。器件被指定可以正確運作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍：-55°C 至 +100°C。
• 紅外線焊接條件：封裝可以承受最高 260°C 嘅峰值回流溫度，最多 10 秒。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺標準測試條件下（Ta=25°C）量度，代表器件嘅典型性能。

• 輻射強度（I_E）：630 mW/sr（典型值），當 I_F=1A 時。呢個係沿中心軸每單位立體角發射嘅光功率，表示光源嘅亮度。
• 總輻射通量（Φ_e）：1340 mW（典型值），當 I_F=1A 時。呢個係所有方向發射嘅總光功率。
• 峰值發射波長（λ_P）：850 nm（典型值）。光輸出功率最大時嘅波長。
• 光譜線半寬度（Δλ）：50 nm（典型值）。發射光譜喺最大強度一半時嘅寬度，表示光譜純度。
• 正向電壓（V_F）：3.1 V（典型值），範圍由 2.5V 至 3.6V，當 I_F=1A 時。器件導通指定電流時嘅電壓降。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大值），當 V_R=5V 時。器件反向偏壓時嘅小漏電流。
• 上升/下降時間（t_r/t_f）：30 ns（典型值）。光輸出從最大值嘅 10% 上升到 90%（或從 90% 下降到 10%）所需嘅時間。呢個決定咗最大調製速度。
• 視角（2θ_1/2）：90 度（典型值）。輻射強度為中心（0°）值一半時嘅全角。寬角度對於需要廣泛覆蓋嘅應用有好處。

3. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，對於理解器件喺唔同條件下嘅行為至關重要。

3.1 光譜分佈

光譜分佈曲線顯示相對輻射強度作為波長嘅函數。對於呢個器件，峰值集中喺 850nm，典型半寬度為 50nm。呢個特性對於匹配配對接收器嘅光譜靈敏度，或者確保與系統中光學濾波器嘅兼容性好重要。

3.2 正向電流 vs. 環境溫度

呢條降額曲線說明咗最大允許直流正向電流點樣隨環境溫度升高而降低。為咗防止超過最大接面溫度，喺高溫環境下工作時必須降低驅動電流。曲線通常顯示從 25°C 時嘅額定電流線性下降到最大接面溫度時為零。

3.3 正向電流 vs. 正向電壓

I-V 曲線顯示正向電流同正向電壓之間嘅指數關係。喺 1A 時典型 V_F為 3.1V，係設計驅動電路同計算功耗（P_d= V_F* I_F）嘅關鍵參數。

3.4 相對輻射強度 vs. 正向電流同溫度

呢啲曲線顯示光輸出功率點樣隨驅動電流同環境溫度變化。輸出通常隨電流線性增加，直到某一點，但喺極高電流時由於發熱效率可能會下降。輸出亦會隨溫度升高而降低，因為內部量子效率降低。

3.5 輻射圖

極座標輻射圖形像化咗視角。圖表確認咗 90 度半角，顯示咗唔同離軸角度下嘅相對強度。呢個對於設計光學系統同喺系統中對準發射器同接收器至關重要。

4. 機械同封裝資料

4.1 外形尺寸

器件以表面貼裝封裝提供。外形圖指定咗所有關鍵物理尺寸，包括長度、寬度、高度、引腳間距同光學窗口嘅位置。除非另有說明，公差通常為 ±0.1mm。設計 PCB 焊盤圖案時必須參考呢幅圖。

4.2 建議焊接焊盤尺寸

提供咗 PCB 嘅建議焊盤圖案（佔位面積）。呢個包括焊盤尺寸、形狀同間距，以確保回流焊接期間形成可靠嘅焊點，並提供足夠嘅機械強度。遵循呢啲建議有助於防止墓碑效應同不良焊接連接。

4.3 極性識別

陰極喺封裝圖中清晰標記。組裝期間必須遵守正確極性，以防止器件損壞。提供嘅載帶同捲盤包裝亦保持咗一致嘅方向，以便自動貼裝。

5. 焊接同組裝指引

5.1 儲存條件

器件對濕氣敏感。未開封嘅包裝應儲存喺 ≤30°C 同 ≤90% RH 嘅環境，建議使用期限為一年。一旦防潮袋打開，元件應儲存喺 ≤30°C 同 ≤60% RH 嘅環境。如果暴露喺環境空氣中超過一星期，焊接前需要喺大約 60°C 下烘烤至少 20 小時，以去除吸收嘅水分，防止回流期間出現 "爆米花" 現象。

5.2 回流焊接溫度曲線

建議使用符合 JEDEC 標準嘅回流溫度曲線。關鍵參數包括：

• 預熱：150–200°C，最多 120 秒，以逐漸加熱電路板並激活助焊劑。
• 峰值溫度：最高 260°C。高於 260°C 嘅時間應盡量縮短。
• 峰值時間：最多 10 秒。器件最多可以承受兩次呢個溫度曲線。

具體嘅溫度曲線必須根據實際 PCB 設計、焊膏同使用嘅爐進行特性化。

5.3 手動焊接

如果需要手動焊接，烙鐵頭溫度不應超過 300°C，每個焊點嘅接觸時間應限制喺 3 秒以內。呢個操作只應進行一次。

5.4 清潔

如果需要焊後清潔，只應使用異丙醇等酒精類溶劑。應避免使用強烈或侵蝕性嘅化學清潔劑。

6. 包裝同訂購資料

6.1 載帶同捲盤規格

元件以壓花載帶包裝，捲喺 7 英寸捲盤上。每個捲盤包含 600 件。包裝符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 標準。載帶有封蓋保護元件，規格允許一個捲盤中最多連續缺少兩個元件。

6.2 零件編號

基本零件編號係 LTE-R38386AS-S。訂購同識別時應使用呢個編號。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用電路

呢個器件適用於普通電子設備。對於驅動發射器，佢係一個電流操作器件。強烈推薦使用電路模型（A）：當多個器件並聯連接時，每個 LED 都應該串聯一個限流電阻。呢個通過補償各個 LED 之間正向電壓（V_F）嘅自然變化來確保強度均勻性。不鼓勵使用電路模型（B），即 LED 直接並聯而無獨立電阻，因為咁樣會導致明顯嘅亮度不匹配，同埋 V_F.

最低嘅 LED 可能搶佔過多電流。

• 7.2 設計考慮熱管理：
• 由於功耗高達 3.6W，PCB 上嘅適當熱設計至關重要。使用足夠嘅銅面積（散熱焊盤）連接到器件引腳，將熱量從接面導走。驅動電流選擇：
• 根據所需輻射強度同應用最高環境溫度嘅熱降額來選擇工作電流。唔好超過 1A 嘅絕對最大直流電流。光學對準：
• 對於同時使用發射器同接收器嘅反射式感測應用，需要仔細嘅機械設計，將接收器嘅視場同發射器嘅照明區域對準。電氣噪音：

對於接收器側，要考慮環境光噪音嘅可能性。規格書提到可以為光電二極管/晶體管提供濾波器，但無指明呢個特定接收器係咪包含一個。

7.3 應用限制

呢個器件唔係為咗故障可能危及生命或健康嘅應用而設計，例如航空、交通控制、醫療或關鍵安全系統。對於呢類應用，設計前需要諮詢製造商。

8. 技術比較同區分

• 雖然呢份規格書無提供同其他零件編號嘅直接比較，但可以推斷出呢個元件嘅關鍵區分特徵：集成解決方案：
• 結合發射器同接收器，相比採購獨立元件，減少零件數量並簡化光學對準。高功率：
• 630 mW/sr 嘅輻射強度同 3.6W 嘅功耗額定值表明呢係一款高輸出器件，適合需要更長距離或更強訊號嘅應用。高速：
• 30 ns 嘅上升/下降時間實現咗高頻調製，適用於快速數據傳輸或脈衝操作。寬視角：

90 度半角提供廣泛覆蓋，適用於接近感測或對準要求唔高嘅應用。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：我可唔可以連續用 1A 驅動呢個 LED？

答：可以，但前提係環境溫度係 25°C 或更低，而且你已經實施咗足夠嘅散熱措施，將接面溫度保持喺限制範圍內。喺更高嘅環境溫度下，必須根據提供嘅曲線降低電流額定值。

問：輻射強度同總輻射通量有咩分別？

答：輻射強度（mW/sr）量度特定方向（通常係軸向）每單位立體角嘅功率。總輻射通量（mW）量度所有方向發射嘅光功率總和。前者同聚焦應用相關，後者同總光輸出相關。

問：點解並聯嘅每個 LED 都需要串聯電阻？_F答：LED 嘅 V_F具有負溫度係數，而且存在製造差異。如果無獨立電阻，V

稍低嘅 LED 會不成比例地吸取更多電流，導致亮度不均勻，同埋可能喺該器件中發生熱失控。

問：點樣理解 260°C 10 秒嘅焊接條件？

答：呢個意思係器件封裝可以承受無鉛回流焊接嘅高溫。你嘅爐溫曲線應該設計成器件本體溫度唔超過 260°C，並且喺接近該峰值溫度幾度內嘅時間少於 10 秒。

10. 實際應用例子

設計案例：自動水龍頭嘅接近感測器

喺呢個應用中，發射器同接收器並排安裝喺防水窗口後面。發射器不斷發出 850nm 紅外線光束。當手放喺水龍頭下面時，紅外線光從手反射返接收器。監測接收器輸出嘅微控制器見到訊號顯著增加，觸發水閥打開。

1. 設計步驟：驅動電路：

2. 使用電路模型（A）。一個恆流源或帶串聯電阻嘅電壓源將發射器電流設定為，例如 500mA，以提供強訊號，同時保持在限制範圍內。接收器接口：

3. 光電接收器（可能係呢個封裝中嘅光電晶體管）將以共射極配置連接，帶有一個上拉電阻。當檢測到紅外線光時，集極電壓會下降。PCB 佈局：

4. 遵循建議嘅焊盤佈局。包含一個大面積嘅銅箔連接到器件嘅接地引腳以散熱。將模擬感測走線遠離嘈雜嘅數字線路。光學/機械：

5. 設計外殼，使發射器嘅 90 度錐形光同接收器嘅視場喺所需感測區域（例如，距離水龍頭頭部 5-15cm）重疊。軟件：

喺微控制器中實施濾波，以區分反射訊號同環境紅外線噪音（例如，來自陽光或暖爐）。

11. 工作原理

器件包含兩個主要元素：紅外線發射器（IRED）：

呢個通常係一個砷化鎵（GaAs）或砷化鋁鎵（AlGaAs）半導體二極管。當正向偏壓時，電子同電洞喺有源區複合，以光子形式釋放能量。材料成分（AlGaAs）經過設計，產生波長約為 850nm 嘅光子，呢個波長喺近紅外光譜，人眼睇唔到。紅外線接收器：

呢個係一個由矽或其他對紅外線光敏感嘅半導體材料製成嘅光電二極管或光電晶體管。當具有足夠能量嘅光子撞擊接收器嘅有源區域時，佢哋會產生電子-電洞對。喺光電二極管中，當反向偏壓時，呢個會產生與光強度成正比嘅光電流。喺光電晶體管中，光電流充當基極電流，導致大得多嘅集極電流流動，提供內部增益。

12. 技術趨勢

紅外線元件繼續朝幾個與呢個產品類別相關嘅方向發展：效率提高：

持續嘅材料科學研究旨在提高 IRED 嘅電光轉換效率（光功率輸出 / 電功率輸入），喺相同光輸出下減少熱量產生同功耗。速度更高：

消費電子產品中對更快數據傳輸嘅需求（例如，紅外線數據協會協議）推動咗具有更短上升/下降時間嘅器件發展，實現更高帶寬通信。微型化：

電子設備趨向更細嘅趨勢推動咗元件封裝佔位面積越來越細，同時保持或提高性能。集成化：