LTE-S9511T-E 紅外線發射器同接收器規格書 - 940nm 峰值波長 - 25度視角 - 100mW 功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTE-S9511T-E 係一款分立式紅外線元件，專為廣泛嘅光電應用而設計。佢屬於一個器件系列，旨在為需要高功率、高速同特定光學特性嘅應用提供解決方案。呢個元件採用砷化鎵（GaAs）技術製造，呢種技術係紅外線發射器嘅標準，用嚟實現其目標性能指標。

1.1 核心功能同優點

呢款器件包含多個關鍵功能，令佢適合現代電子組裝同環保標準。佢符合RoHS指令，屬於環保產品。包裝設計兼容大規模生產，以8mm載帶、7吋直徑捲盤供應，兼容自動貼片設備。此外，元件可以承受紅外線回流焊接過程，呢個係表面貼裝技術（SMT）組裝線嘅關鍵要求。封裝本身符合EIA標準，確保機械兼容性。

1.2 目標應用同市場

呢個元件嘅主要應用係作為紅外線發射器。佢嘅特性令佢非常適合集成到系統中，例如消費電子產品嘅遙控器、基於紅外線嘅無線數據傳輸鏈路、防盜警報器同其他感測應用。佢設計用於PCB安裝配置，提供一個緊湊可靠嘅紅外線光源。

2. 技術規格同客觀解讀

呢部分根據規格書，對器件嘅電氣、光學同熱參數進行詳細、客觀嘅分析。

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。佢哋唔係用於正常操作。

• 功耗（Pd）：100 mW。呢個係器件喺唔超過其熱極限嘅情況下，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_FP）：1 A。呢個係脈衝條件下（每秒300個脈衝，10 μs脈衝寬度）嘅最大允許電流。佢明顯高於直流額定值，突顯咗器件喺數據傳輸同遙控中常見嘅脈衝操作能力。
• 直流正向電流（I_F）：50 mA。器件可以處理嘅最大連續正向電流。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加高於此值嘅反向電壓可能會擊穿半導體結。
• 工作溫度範圍（T_op）：-40°C 至 +85°C。器件被指定可以正確運行嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍（T_stg）：-55°C 至 +100°C。非工作狀態下嘅儲存溫度範圍。
• 紅外線焊接條件：可承受260°C，最長10秒。呢個定義咗回流焊接曲線嘅耐受度。

2.2 電氣同光學特性

呢啲係喺環境溫度（T_A）為25°C、指定測試條件下測量嘅典型性能參數。

• 輻射強度（I_E）：6.0 mW/sr（典型值），當 I_F= 20mA 時。呢個測量每單位立體角（球面度）發射嘅光功率。佢係決定應用中有效範圍同信號強度嘅關鍵參數。
• 峰值發射波長（λ_p）：940 nm（典型值）。發射光功率達到最大值時嘅波長。呢個屬於近紅外光譜，人眼睇唔到，但可以被矽光電二極管同光電晶體管檢測到。
• 譜線半寬（Δλ）：50 nm（典型值）。呢個表示光譜帶寬，即發射嘅波長範圍。50 nm 嘅數值對於標準GaAs紅外線發射二極管嚟講係常見嘅。
• 正向電壓（V_F）：1.2 V（典型值），1.5 V（最大值），當 I_F= 20mA 時。器件導通電流時兩端嘅電壓降。呢個對於設計驅動電路同計算功耗至關重要。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大值），當 V_R= 5V 時。器件反向偏置時流過嘅小漏電流。
• 視角（2θ_1/2）：25 度（典型值）。定義為輻射強度下降到中心軸上數值一半時嘅全角。25度嘅角度表示光束相對集中，對於定向通訊或感測有好處。

3. 性能曲線分析

規格書包含多個圖表，說明關鍵參數之間嘅關係。呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。

3.1 光譜分佈

光譜分佈曲線（圖1）顯示相對輻射強度隨波長變化嘅關係。佢確認咗峰值大約喺940nm，半寬大約50nm，提供咗發射光光譜純度嘅視覺化表示。

3.2 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

呢條曲線（圖3）對於任何半導體器件都係基礎。佢顯示流經紅外線發射二極管嘅電流同其兩端電壓之間嘅非線性關係。條曲線會隨溫度變化，呢個對於設計中嘅熱管理好關鍵。

3.3 溫度依賴性

圖2同圖4描繪咗器件性能點樣隨環境溫度變化。通常，二極管嘅正向電壓具有負溫度係數（隨溫度升高而降低），而光輸出功率通常亦會隨溫度升高而降低。呢啲圖表允許設計師為高溫環境降低性能額定值。

3.4 相對輻射強度 vs. 正向電流

圖5顯示光輸出點樣隨驅動電流變化。通常係次線性嘅；電流加倍並唔會令光輸出加倍。呢個關係對於設定工作點以有效實現所需亮度或信號強度好重要。

3.5 輻射圖案

極座標圖（圖6）提供咗發射強度隨偏離中心軸角度變化嘅詳細圖譜。呢款25度視角器件顯示嘅光束圖案喺中心最強，向邊緣逐漸減弱，呢個對於光學系統設計（例如同接收器視場對齊）至關重要。

4. 機械同封裝信息

4.1 外形尺寸

規格書提供咗元件嘅詳細機械圖紙。關鍵尺寸包括本體尺寸、引腳間距同總高度。元件採用側視透鏡嘅透明塑料封裝，呢個會塑造發射光嘅輻射圖案。所有關鍵尺寸都提供標準公差 ±0.15mm，除非另有說明。

4.2 建議焊接焊盤佈局

包含咗PCB設計嘅推薦焊盤圖案（封裝佔位）。遵守呢啲尺寸對於確保回流焊接期間形成正確嘅焊點、獲得良好機械強度同促進器件散熱至關重要。

4.3 極性識別

適用標準LED極性慣例。陰極通常由封裝本體上嘅平邊、凹口或較短嘅引腳表示。組裝時必須注意正確極性，以防損壞。

5. 組裝、處理同可靠性指南

5.1 焊接同組裝指南

呢款器件適用於紅外線回流焊接。規格書指定咗關鍵嘅曲線參數：

• 預熱：150–200°C。
• 預熱時間：最長120秒。
• 峰值溫度：最高260°C。
• 液相線以上時間：最長10秒（最多兩個回流週期）。 對於用烙鐵手動焊接，建議最高溫度為300°C，每個焊點唔超過3秒。規格書強調，最佳曲線取決於具體嘅PCB設計、焊膏同爐子，並建議使用JEDEC標準曲線作為起點。

元件嘅濕度敏感等級（MSL）為3。呢個意味住：

密封袋：

• 可以喺≤30°C同≤90% RH條件下儲存長達一年。開袋後：
• 應儲存喺≤30°C同≤60% RH環境下。元件應喺一星期（168小時）內進行回流焊接。如果喺原袋外儲存更長時間，必須儲存喺乾燥櫃或帶乾燥劑嘅密封容器中。如果暴露超過一星期，焊接前需要喺60°C下烘烤至少20小時，以防止回流期間出現爆米花裂紋。5.3 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）。強烈或侵蝕性化學品可能會損壞塑料封裝或透鏡。

6. 包裝同訂購信息

6.1 載帶同捲盤規格

元件以帶有蓋帶嘅凸起載帶供應，捲喺7吋（178mm）直徑嘅捲盤上。每捲包含3000件。包裝符合ANSI/EIA-481-1-A-1994標準。規格包括口袋尺寸、載帶寬度同捲盤軸心尺寸，以確保同自動貼片機兼容。

7. 應用設計考慮

7.1 驅動電路設計

一個關鍵嘅設計注意事項係，LED係電流驅動器件。規格書強烈建議唔好將多個LED直接並聯到單一電壓源並使用單個限流電阻（電路模型B）。由於各個器件嘅正向電壓（V

）存在自然差異，電流將無法平均分配，導致亮度顯著差異同一個器件可能過載。推薦嘅方法（電路模型A）係為每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻。咁樣可以確保電流均勻，從而令陣列中所有器件嘅輻射強度一致。_F7.2 熱管理

雖然絕對最大功耗係100mW，但實際操作應遠低於呢個極限，特別係喺較高環境溫度下。必須參考降額曲線（圖2、圖4）。足夠嘅PCB銅面積（使用建議嘅焊盤佈局有幫助）對於將熱量從器件結傳導出去、維持性能同壽命係必要嘅。

7.3 光學設計

25度視角同側視透鏡封裝會影響紅外線能量嘅指向。為咗喺感測或通訊鏈路中獲得最佳性能，發射器嘅輻射圖案應同接收器嘅角度靈敏度分佈對齊。輻射圖（圖6）對於呢種對齊至關重要。對於需要唔同光束圖案嘅應用，可能需要外部透鏡或反射器。

8. 技術比較同差異化

LTE-S9511T-E 以其940nm峰值波長，定位於通用紅外線應用。關鍵差異點包括其側視封裝（適用於側邊照明或特定光路要求）以及其同自動組裝流程嘅兼容性。同具有更寬視角（例如60-120度）嘅器件相比，呢個元件喺給定驅動電流下提供更高嘅軸向強度，對於定向鏈路可以轉化為更長距離或更低功耗。其940nm波長係一個常見標準，確保同為該光譜設計嘅矽基紅外線接收器同濾波器具有廣泛兼容性。

9. 常見問題（基於技術參數）

Q1: 我可唔可以直接用微控制器GPIO引腳驅動呢個紅外線發射二極管？

A: 呢個取決於GPIO嘅電流輸出能力。喺典型驅動電流20mA下，GPIO必須能夠提供至少呢個電流。始終需要一個串聯電阻嚟限制電流，計算公式為 R = (V

supply_{- V}) / I_F。對於3.3V電源，20mA下V_F為1.2V，R = (3.3 - 1.2) / 0.02 = 105 歐姆。100歐姆電阻會係一個標準選擇。_FQ2: 峰值波長（λ

）同主波長（λ_p）有咩分別？_dA: 峰值波長係光譜功率分佈曲線最高點對應嘅波長。主波長係從色度學導出，代表感知到嘅顏色。對於單色紅外線發射器，佢哋通常非常接近，但λ

係光電性能嘅標準技術規格。_pQ3: 點解脈衝電流額定值（1A）比直流額定值（50mA）高咁多？

A: 呢個係由於熱限制。喺非常短嘅脈衝（10μs）期間，半導體結冇時間顯著升溫，因此允許更高嘅瞬時電流而唔超過最大結溫。喺直流操作中，熱量持續積累，所以必須限制電流以保持溫度喺安全範圍內。

10. 實際應用示例

示例1: 簡單紅外線遙控發射器。

LTE-S9511T-E 可以用作基本遙控器中嘅發射器。微控制器產生對應於命令協議（例如NEC、RC5）嘅調製數字信號（例如38kHz載波）。呢個信號控制一個晶體管，用高達1A峰值額定值嘅脈衝電流驅動紅外線發射二極管，產生紅外線光脈衝。集中嘅25度光束有助於確保信號指向接收器。示例2: 接近或物體檢測感測器。

搭配獨立嘅光電晶體管或光電二極管接收器，發射器可以用嚟檢測物體嘅存在與否。發射器將紅外線光照射過一個間隙。當物體阻斷光束時，接收器嘅信號下降，觸發檢測事件。側視封裝喺設計光路平行於PCB嘅緊湊感測器組件時具有優勢。11. 工作原理

LTE-S9511T-E 係一款基於砷化鎵（GaAs）半導體材料嘅發光二極管（LED）。當正向電壓施加喺P-N結兩端時，電子同電洞被注入到有源區，並喺度復合。喺像GaAs咁樣嘅直接帶隙半導體中，呢種復合以光子（光）嘅形式釋放能量。材料嘅特定帶隙決定咗發射光嘅波長；對於GaAs，呢個導致大約940nm嘅紅外線發射。側視透鏡由透明環氧樹脂製成，封裝住半導體芯片，並將發射光塑造成指定嘅輻射圖案。

12. 行業背景同趨勢

像 LTE-S9511T-E 咁樣嘅分立紅外線元件仍然係電子產品中嘅基礎構件。雖然集成感測器模組（將發射器、檢測器同邏輯集成喺一個封裝中）喺特定應用（如手勢感測）中不斷增長，但分立元件提供設計靈活性、對大規模應用嘅成本效益，以及獨立優化光路嘅能力。行業趨勢包括對小型化、更高效率（每單位電輸入有更多光輸出）以及同無鉛高溫焊接流程更高兼容性嘅持續需求。呢款器件嘅RoHS同環保產品合規性符合推動電子行業發展嘅全球環保法規。

Discrete infrared components like the LTE-S9511T-E remain fundamental building blocks in electronics. While integrated sensor modules (combining emitter, detector, and logic in one package) are growing for specific applications like gesture sensing, discrete components offer design flexibility, cost-effectiveness for high-volume applications, and the ability to optimize the optical path independently. Trends in the industry include the continued demand for miniaturization, higher efficiency (more optical output per electrical input), and increased compatibility with lead-free, high-temperature soldering processes. The RoHS and Green Product compliance of this device aligns with global environmental regulations driving the electronics industry.