紅外線發射器同接收器 LTE-C9511-E 規格書 - 940nm 波長 - 20mA 正向電流 - 1.5V 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元件嘅規格，專為需要可靠紅外線發射同接收嘅應用而設計。呢個元件係表面貼裝型，峰值波長為940nm，適合用於多種光電系統。

1.1 特點

• 符合RoHS同環保產品標準。
• 採用8mm載帶包裝，捲盤直徑為7吋，適合自動化組裝。
• 兼容自動貼片設備同紅外線回流焊接製程。
• 標準EIA封裝尺寸。
• 峰值發射波長（λp）為940nm。
• 透明塑膠封裝，頂部有透鏡。
• 濕度敏感等級（MSL）為3級。

1.2 應用

• 遙控器嘅紅外線發射器。
• PCB安裝嘅紅外線感應器，用於接近感應、數據傳輸或防盜警報。

2. 外形尺寸

呢個元件採用標準表面貼裝器件（SMD）封裝外形。除非另有說明，所有主要尺寸喺規格書圖紙中提供，標準公差為±0.15mm。呢個封裝設計用於喺印刷電路板上可靠貼裝同焊接。

3. 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。所有數值均喺環境溫度（TA）為25°C時指定。

• 功耗（Pd）：100 mW
• 峰值正向電流（IFP）：1 A（脈衝條件下：300 pps，10μs脈衝寬度）
• 直流正向電流（IF）：50 mA
• 反向電壓（VR）：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
• 紅外線回流焊接條件：最高峰值溫度260°C，持續10秒。

4. 電氣同光學特性

典型性能參數喺TA=25°C同指定測試條件下量度，提供預期嘅操作行為。

• 輻射強度（I_E）：4.0（最小），6.0（典型） mW/sr，當 I_F= 20mA。
• 峰值發射波長（λ_Peak）：940 nm（典型），當 I_F= 20mA。
• 譜線半寬度（Δλ）：50 nm（典型），當 I_F= 20mA。
• 正向電壓（V_F）：1.2（典型），1.5（最大） V，當 I_F= 20mA。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大），當 V_R= 5V。
• 視角（2θ_1/2）：20（最小），25（典型） 度。θ_1/2係輻射強度為軸向值一半時嘅離軸角度。

4.1 分級代碼列表

器件根據20mA下量度嘅輻射強度分組，以確保應用設計嘅一致性。

• 分級代碼 K：4 至 6 mW/sr
• 分級代碼 L：5 至 7.5 mW/sr
• 分級代碼 M：6 至 9 mW/sr
• 分級代碼 N：7 至 10.5 mW/sr

5. 典型性能曲線

以下曲線說明咗器件喺唔同條件下嘅行為，為電路設計提供更深入嘅見解。

5.1 光譜分佈

光譜輸出曲線顯示咗跨波長嘅相對輻射強度，以940nm峰值為中心，典型半寬度為50nm，定義咗紅外光嘅光譜純度。

5.2 正向電流 vs. 正向電壓

呢條IV曲線描繪咗施加嘅正向電流同器件上產生嘅電壓降之間嘅關係，對於確定必要嘅驅動電壓同功耗至關重要。

5.3 正向電流 vs. 環境溫度

呢個圖表顯示咗隨著環境溫度升高，最大允許連續正向電流嘅降額情況，對於熱管理同可靠性至關重要。

5.4 相對輻射強度 vs. 正向電流

說明咗光輸出功率如何隨驅動電流增加而變化，有助於為所需亮度/強度優化電流設定。

5.5 相對輻射強度 vs. 環境溫度

顯示咗隨著結溫升高，光輸出通常會下降，呢個係喺唔同熱環境下操作嘅應用嘅關鍵考慮因素。

5.6 輻射模式圖

一個極座標圖，表示發射紅外輻射嘅角度分佈，以25度典型視角為特徵。呢個定義咗發射錐角，對於將發射器同接收器對齊至關重要。

6. 機械同包裝信息

6.1 建議焊接焊盤佈局

提供推薦嘅PCB焊盤尺寸，以確保回流過程中形成良好嘅焊點、機械穩定性同散熱。

6.2 載帶同捲盤包裝尺寸

詳細圖紙指定咗載帶尺寸、凹槽間距同兼容標準SMD組裝設備嘅捲盤規格。

• 捲盤直徑：7 吋。
• 每捲數量：1500 件。
• 包裝符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 規格。

7. 組裝同處理指引

7.1 儲存條件

由於其濕度敏感等級為3級，必須遵循特定嘅儲存協議。未開封、工廠密封並帶有乾燥劑嘅包裝應儲存喺低於30°C同90%相對濕度嘅環境中，並喺一年內使用。一旦開封，元件應儲存喺低於30°C同60%相對濕度嘅環境中，並最好喺一星期內進行回流焊接。喺原裝袋外長時間儲存需要乾燥櫃或帶有乾燥劑嘅密封容器。儲存超過一星期嘅元件喺焊接前應喺約60°C下烘烤至少20小時，以防止"爆米花"損壞。

7.2 清潔

如果焊接後需要清潔，只應使用酒精類溶劑，例如異丙醇（IPA）。必須避免使用強烈或侵蝕性嘅化學清潔劑。

7.3 焊接建議

呢個器件兼容紅外線回流焊接。建議使用符合JEDEC標準嘅溫度曲線。

• 回流焊接：最高峰值溫度260°C，最多持續10秒（最多兩個回流週期）。
• 手動焊接（烙鐵）：烙鐵頭最高溫度300°C，每個焊盤最多3秒。

具體曲線應根據所用嘅特定PCB設計、焊膏同爐進行特性分析。

7.4 驅動電路設計

由於紅外線發光二極管（IRED）係電流驅動器件，必須串聯一個限流電阻以確保穩定操作。推薦嘅電路配置（電路A）係每個IRED都串聯一個獨立電阻，即使多個器件並聯到一個電壓源時亦係咁。咁樣可以確保電流均勻分佈同所有器件嘅輻射強度一致，防止喺冇獨立電阻嘅簡單並聯連接（電路B）中可能出現嘅亮度變化。

8. 應用備註同設計考慮

8.1 典型應用場景

呢個元件專為通用紅外線應用而設計。其940nm波長由於對許多塑膠具有高穿透性同低可見度，非常適合遙控系統。亦適用於消費電子產品、辦公設備同基本工業控制中嘅短距離數據鏈路、物體檢測同接近感應。

8.2 設計考慮

• 光學對準：25度視角要求發射器同相應嘅光電檢測器（例如光電晶體管或光電二極管）之間進行仔細嘅機械對準，以獲得最佳信號強度。
• 電流設定：測試關鍵參數時，喺或低於推薦嘅20mA直流正向電流下操作。使用性能曲線根據所需輻射強度選擇適當電流，同時考慮功耗同熱效應。
• 抗環境光干擾：
• 當用作感應系統一部分時，考慮使用調製IR信號同相應嘅濾波檢測器，以抑制來自陽光或白熾燈等環境光源嘅干擾。
• 熱管理：確保PCB佈局提供足夠嘅散熱，特別係喺接近最大額定值或高環境溫度下操作時，以保持長期可靠性。

8.3 工作原理

呢個器件作為紅外線發光二極管（LED）運作。當施加超過其正向電壓（V_F）嘅正向偏壓時，電子同空穴喺半導體結中復合，以光子形式釋放能量。特定嘅半導體材料（例如GaAs）被選擇用於產生紅外光譜（940nm）中嘅光子，呢啲光子人眼睇唔到，但可以被矽基光電檢測器檢測到。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 輻射強度同發光強度有咩唔同？

輻射強度（以mW/sr為單位）係紅外光譜中每單位立體角發射嘅光功率。發光強度（以坎德拉為單位）根據人眼敏感度加權，唔適用於呢種不可見嘅紅外光源。

9.2 我可以直接用微控制器GPIO引腳驅動呢個IRED嗎？

唔可以。微控制器引腳通常無法可靠提供20mA電流，亦缺乏電流調節。請始終使用如規格書所示嘅帶串聯限流電阻嘅驅動電路（例如晶體管），為IRED提供穩定、受控嘅電流。

9.3 點解儲存條件咁具體（MSL 3）？

塑膠封裝會吸收空氣中嘅濕氣。喺高溫回流焊接過程中，呢啲被困住嘅濕氣會迅速蒸發，產生內部壓力，可能導致分層或裂紋（"爆米花"現象）。MSL等級同烘烤指引就係為咗防止呢種故障模式。

9.4 點樣選擇正確嘅串聯電阻值？

使用歐姆定律：R = (V_supply- V_F) / I_F。例如，使用5V電源，典型V_F為1.2V，所需I_F為20mA：R = (5 - 1.2) / 0.02 = 190 歐姆。選擇最接近嘅標準電阻值，同時考慮額定功率（P = I²R）。