紅外線發射與接收器 LTE-C9501-E-T 規格書 - 940nm 峰值波長 - 20度視角

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款專為表面貼裝應用而設計嘅分立式紅外線（IR）元件嘅規格。呢個器件結合咗紅外線發射同接收功能，針對需要可靠IR信號發送同接收嘅解決方案。佢嘅核心優勢包括兼容自動化組裝流程、符合RoHS同環保產品標準，以及適合通過紅外線迴流焊接進行大批量生產。主要目標市場包括用於遙控系統嘅消費電子產品、用於無線數據傳輸嘅工業應用，以及用於警報同感應功能嘅安防系統。

2. 技術規格詳解

2.1 絕對最大額定值

所有額定值均喺環境溫度（TA）為25°C時指定。超過呢啲限制可能會導致永久損壞。

功耗（Pd）：最大100 mW。
峰值順向電流（IFP）：喺脈衝條件下（300 pps，10 μs脈衝寬度）最大800 mA。
直流順向電流（IF）：最大連續電流60 mA。
反向電壓（VR）：最大5 V。
工作溫度範圍（Topr）：-40°C 至 +85°C。
儲存溫度範圍（Tstg）：-55°C 至 +100°C。
紅外線焊接條件：最高峰值溫度260°C，持續10秒。

2.2 電氣與光學特性

除非另有說明，典型性能係喺TA=25°C下測量。

輻射強度（I_E）：喺順向電流（I_F）為20mA時，範圍由1.0至6.0 mW/sr。具體數值由分級代碼決定。
峰值發射波長（λ_p）：940 nm（典型）。呢個波長喺近紅外光譜範圍，人眼睇唔到，令佢非常適合用於遙控器同數據鏈路。
光譜線半寬度（Δλ）：50 nm（典型）。呢個參數定義咗發射IR光嘅光譜帶寬。
順向電壓（V_F）：典型1.2V，喺I_F=20mA時範圍為1.1V至1.5V。
反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為5V時，最大10 μA。
視角（2θ_1/2）：20度。呢個係輻射強度降至中心軸（0°）值一半時嘅全角。較窄嘅視角會產生更定向嘅輻射。

3. 分級系統說明

器件根據佢哋喺標準測試條件I_F=20mA下測量到嘅輻射強度進行分級。咁樣可以讓設計師為其應用選擇具有一致光學輸出嘅元件。

BIN A：輻射強度由1.0 mW/sr（最小）至2.0 mW/sr（最大）。
BIN B：輻射強度由2.0 mW/sr（最小）至3.0 mW/sr（最大）。
BIN C：輻射強度由3.0 mW/sr（最小）至6.0 mW/sr（最大）。

每個分級內嘅強度容差為 +/-15%。呢份規格書冇標明針對波長或順向電壓嘅獨立分級。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾張對於電路設計同理解器件喺唔同條件下行為至關重要嘅特性圖。

4.1 光譜分佈

圖1顯示咗相對輻射強度與波長嘅關係。曲線以940 nm為中心，典型半寬度為50 nm，確認咗發射紅外光嘅光譜純度。

4.2 順向電流 vs. 環境溫度

圖2說明咗最大允許順向電流隨環境溫度升高而降低嘅情況。額定電流從低溫時嘅最大值線性下降到最高結溫時為零，通過防止熱過載確保可靠運行。

4.3 順向電流 vs. 順向電壓

4.4 相對輻射強度 vs. 環境溫度同順向電流

圖4同圖5顯示光學輸出功率如何隨溫度同驅動電流變化。輸出通常隨溫度升高而降低（圖4），並隨順向電流超線性增加（圖5），突顯咗穩定驅動電流同熱管理對於一致性能嘅重要性。

4.5 輻射模式圖

圖6係一個極座標輻射圖，顯示發射光嘅空間分佈。該圖確認咗20度視角，強度喺中心軸+/-10度處降至50%。

5. 機械與封裝資料

5.1 外形尺寸

元件封裝喺標準EIA封裝內。具體尺寸喺規格書圖紙中提供，除非另有規定，一般公差為±0.1mm。封裝採用頂視配置嘅透明塑料透鏡。

5.2 建議焊盤佈局

提供咗PCB設計嘅建議焊盤圖案，焊盤尺寸為1.0mm x 1.8mm。呢個佈局針對迴流過程期間嘅可靠焊接同機械穩定性進行咗優化。

5.3 極性識別

適用標準二極管極性標記。陰極通常喺封裝上標示。設計師必須查閱詳細外形圖以獲取確切標記方案，確保組裝期間方向正確。

6. 焊接與組裝指引

6.1 迴流焊接設定

包含咗無鉛（Pb-free）工藝嘅建議紅外線迴流設定。關鍵參數包括：

預熱：150-200°C。
預熱時間：最多120秒。
峰值溫度：最高260°C。
液相線以上時間：最多10秒（建議最多進行兩個迴流週期）。

該設定基於JEDEC標準，以確保元件可靠性。規格書強調，最佳設定取決於具體PCB設計、焊膏同爐子，因此建議進行板級特性分析。

6.2 手動焊接

如果需要手動焊接，請使用最高溫度為300°C嘅烙鐵，每個焊點唔超過3秒。避免對元件施加過度嘅機械應力。

6.3 儲存條件

正確儲存對於可焊性至關重要：

密封包裝：儲存於≤30°C同≤90% RH。喺打開防潮袋後一年內使用。
已打開包裝：儲存於≤30°C同≤60% RH。元件應喺一週內進行迴流焊接。如需更長儲存時間，請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。喺原始袋外儲存超過一週嘅元件，焊接前需要喺約60°C下烘烤至少20小時。

6.4 清潔

如果焊接後需要清潔，請僅使用酒精類溶劑，例如異丙醇。避免使用可能損壞塑料封裝或透鏡嘅強效或水性清潔劑。

7. 包裝與訂購資料

7.1 載帶與捲盤規格

元件以8mm載帶供應，裝喺7英寸直徑嘅捲盤上，兼容標準自動貼片設備。每捲包含2000件。包裝符合ANSI/EIA 481-1-A-1994標準。

7.2 型號解析

零件號LTE-C9501-E-T標識咗呢個特定型號。後綴"E"同"T"可能根據製造商內部編碼系統表示特定分級、包裝（載帶與捲盤）或其他產品變體。

8. 應用建議

8.1 典型應用電路

IR發射器通常由晶體管或專用驅動IC驅動，以提供必要嘅脈衝電流（例如，用於遙控編碼）。必須串聯一個限流電阻來設定順向電流（I_F）到所需值，使用（電源電壓 - V_F） / I_F計算。如果集成咗光電二極管或光電晶體管，接收器側將以反向偏置配置連接負載電阻，將光電流轉換為可測量電壓。

8.2 設計考量

電流驅動：喺絕對最大額定值內操作。對於連續操作，唔好超過60mA直流。對於脈衝操作（如遙控器），允許高達800mA嘅更高峰值電流，呢樣可以顯著增加瞬時輻射輸出同傳輸距離。
熱管理：必須遵守100mW嘅功耗額定值。喺PCB上，確保焊盤周圍有足夠嘅銅面積作為散熱片，特別係喺接近最大額定值運行時。
光路：20度視角相對較窄。要精確對齊發射器同接收器。避免遮擋，如果需要唔同嘅光束模式，可以考慮使用透鏡或導光管。
環境光抑制：對於接收器應用，940nm峰值靈敏度有助於抑制可見光噪音。對於有強IR光源（如陽光或白熾燈泡）嘅環境，可能需要額外嘅光學濾波或調製（交流耦合）信號檢測技術來提高信噪比。

9. 技術比較與差異

與通用IR LED相比，呢個元件提供特定優勢：佢兼容自動貼裝同IR迴流焊接，簡化咗大批量生產。強度分級（A、B、C）嘅可用性確保設計一致性。940nm波長係消費類遙控器嘅通用標準，確保與廣泛接收器兼容。包含詳細焊接設定同儲存指引顯示咗對可製造性設計嘅關注。

10. 常見問題 (FAQ)

問：輻射強度（mW/sr）同發光強度（mcd）有咩唔同？

答：輻射強度測量每立體角發射嘅總光功率，與IR器件相關。發光強度測量人眼感知嘅亮度，經明視覺響應曲線加權，用於可見光LED。對於呢個IR器件，輻射強度係正確嘅度量標準。

問：我可以用佢進行連續數據傳輸嗎？

答：可以，但你必須喺60mA直流順向電流限制內操作。對於更高速度或更長距離傳輸，脈衝操作（喺800mA峰值額定值內）更有效，因為佢允許更高嘅瞬時光功率。

問：我點樣選擇正確嘅分級？

答：根據你嘅鏈路預算所需光功率選擇。BIN C（3-6 mW/sr）提供最高輸出同最長距離。BIN A或B可能對於短距離應用已經足夠，並且可能更具成本效益。

問：需要外部透鏡嗎？

答：器件集成咗提供20度光束嘅頂視透鏡。通常唔需要外部透鏡，除非你需要光束準直（更窄角度）或聚焦。

11. 實用設計案例研究

場景：設計一個用於家用電器嘅簡單IR遙控發射器。

設計步驟：

1. 元件選擇：選擇呢個IR發射器（例如，BIN C以獲得良好距離）。

2. 驅動電路：使用微控制器GPIO引腳生成調製載波信號（例如，38kHz）。呢個信號以開關配置驅動晶體管（例如，NPN）。晶體管嘅集電極連接到IR發射器嘅陽極，陰極連接到地。與發射器串聯嘅電阻設定電流：R = (Vcc - V_CE(sat)- V_F) / I_F。假設Vcc=3.3V，V_CE(sat)=0.2V，V_F=1.2V，所需I_F=100mA（脈衝），R = (3.3 - 0.2 - 1.2) / 0.1 = 19Ω（使用標準20Ω電阻）。確保晶體管可以處理峰值電流。

3. PCB佈局：將發射器放置喺PCB邊緣。使用建議嘅焊盤尺寸。提供小面積銅鋪設用於散熱。

4. 測試：使用IR接收器模組或數碼相機（可以睇到940nm光為微弱紫色光）驗證輸出。

12. 工作原理

器件嘅發射器部分基於電致發光原理工作。當順向電流施加到半導體芯片（可能係基於GaAs用於940nm發射）時，電子同空穴喺有源區複合，以光子（光）形式釋放能量，波長對應於材料嘅帶隙能量（940nm）。如果存在接收器部分，則基於光電效應原理工作。具有足夠能量嘅入射紅外光子喺半導體中產生電子-空穴對，當施加反向偏置電壓時產生光電流。呢個電流與入射IR光嘅強度成正比。

13. 行業趨勢

分立式IR元件市場保持穩定，由遙控器、接近感應同光學開關等成熟應用驅動。趨勢包括將IR發射器同接收器集成到更複雜嘅模組中，內置驅動器同邏輯（例如，具有I2C輸出嘅接近感應器模組）。同時持續推動更高效率（每mA驅動電流更多輻射輸出）同更細封裝尺寸，以適應日益緊湊嘅消費設備。正如呢份規格書所示，強調RoHS合規同綠色製造係行業通用標準。

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。

紅外線發射與接收器 LTE-C9501-E-T 規格書 - 940nm 峰值波長 - 20度視角 - 英文技術文件

目錄