紅外線發射器 LTE-302 規格書 - 側視封裝 - 峰值波長 940nm - 正向電壓 1.6V - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTE-302 係一款低成本、微型紅外線（IR）發射器，專為需要可靠光學感測嘅應用而設計。佢嘅核心優勢在於其側視塑膠封裝，可以實現緊湊嘅外形，適合空間有限嘅設計。呢款器件喺機械同光譜上都同 LTR-301 系列光電晶體管匹配，簡化咗光學遮斷器、物件檢測感測器同接近感測系統嘅設計。目標市場包括消費電子產品、工業自動化、保安系統，以及各種需要經濟高效且可靠紅外線發射嘅嵌入式感測應用。

2. 深入技術參數分析

2.1 電氣同光學特性

電氣同光學性能係喺環境溫度（T_A）為 25°C 時指定嘅。關鍵參數包括：

• 正向電壓（V_F）：喺正向電流（I_F）為 20mA 時，典型值為 1.6V，最大值為 1.6V。呢個參數對於驅動電路設計至關重要。
• 峰值發射波長（λ_Peak）：940 納米（nm）。呢個波長對於使用矽基光電探測器嘅應用係理想嘅，因為矽基探測器喺近紅外區域有良好嘅靈敏度，而且相比更短嘅波長，佢對人眼嘅可見度更低。
• 光譜線半寬度（Δλ）：50 nm。呢個表示發射光嘅光譜帶寬，以峰值波長為中心。
• 視角（2θ_1/2）：40 度。呢個定義咗發射輻射嘅角度擴散範圍，喺呢個範圍內強度至少係峰值強度嘅一半。
• 反向電流（I_R）：喺反向電壓（V_R）為 5V 時，最大值為 100 µA。呢個參數表示器件反向偏置時嘅漏電流。

2.2 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。佢哋唔適用於連續操作。

• 功耗（P_D）：75 mW。
• 連續正向電流（I_F）：50 mA。
• 峰值正向電流：喺脈衝條件下（每秒 300 個脈衝，10 µs 脈衝寬度）為 1 A。
• 反向電壓：5 V。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 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。

3. 分級系統說明

LTE-302 採用基於其輻射強度同孔徑輻射照度嘅分級系統。呢個系統將具有相似光學輸出功率嘅器件分組，以確保應用性能嘅一致性。分級測試喺正向電流為 20mA 時進行。

• 輻射強度（I_E）：以毫瓦每球面度（mW/sr）為單位測量，表示每單位立體角發射嘅光功率。分級範圍從 B（0.662-1.263 mW/sr）到 F（最小 1.444 mW/sr）。
• 孔徑輻射照度（E_e）：以毫瓦每平方厘米（mW/cm²）為單位測量，表示發射器孔徑處嘅功率密度。分級對應輻射強度分級，從 B（0.088-0.168 mW/cm²）到 F（最小 0.192 mW/cm²）。

呢個分級允許設計師根據其特定感測距離同接收器靈敏度，選擇具有所需光學輸出嘅器件，確保系統可靠運行。

4. 性能曲線分析

規格書提供咗幾條特性曲線，說明器件喺不同條件下嘅行為。

4.1 光譜分佈（圖 1）

呢條曲線顯示相對輻射強度作為波長嘅函數。佢確認咗 940nm 嘅峰值發射同大約 50nm 嘅光譜半寬度。形狀係典型嘅 AlGaAs 紅外線 LED。

4.2 正向電流 vs. 正向電壓（圖 3）

呢條 IV（電流-電壓）特性曲線對於設計限流電路至關重要。佢顯示咗二極管典型嘅指數關係。條曲線允許估算除咗 20mA 測試條件之外其他電流下嘅電壓降。

4.3 相對輻射強度 vs. 正向電流（圖 5）

呢個圖表表明，喺建議嘅工作範圍內，光學輸出功率同正向電流大致成線性關係。將 LED 驅動超過其最大額定值唔會令輸出成比例增加，仲有損壞風險。

4.4 相對輻射強度 vs. 環境溫度（圖 4）

呢條曲線顯示光學輸出嘅溫度依賴性。輻射強度隨環境溫度升高而降低。喺高溫下運行嘅應用中必須考慮呢個降額，以確保感測系統保持足夠嘅信號強度。

4.5 輻射圖（圖 6）

呢個極坐標圖直觀地表示視角（2θ_1/2= 40°）。佢顯示發射輻射嘅角度分佈，對於將發射器同探測器對齊同理解感測場好重要。

5. 機械同封裝信息

器件採用微型塑膠側視封裝。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸均以毫米為單位提供，括號內為英寸。
• 除非另有說明，否則適用 ±0.25mm（±0.010\"）嘅一般公差。
• 引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅點處測量。
• 側視方向意味住主光軸平行於 PCB 表面，呢個對於跨電路板嘅反射或遮斷感測係理想嘅。

請查閱原始規格書中嘅詳細封裝圖紙以獲取準確尺寸，包括主體尺寸、引腳長度同孔徑位置。

6. 焊接同組裝指南

正確處理對於可靠性至關重要。

• 焊接：只要熱量施加喺距離塑膠封裝主體至少 1.6mm（0.063\"）嘅位置，引腳就可以承受 260°C 嘅焊接溫度持續 5 秒。咁樣可以防止環氧樹脂封裝料同半導體晶片受到熱損壞。
• 靜電放電預防措施：雖然呢款器件無明確說明，但紅外線 LED 通常對靜電放電（ESD）敏感。建議喺組裝期間採用標準 ESD 處理程序（使用接地手帶、導電海綿）。
• 清潔：如果焊接後需要清潔，請使用與塑膠封裝電子元件相容嘅方法同溶劑，以避免應力開裂或材料降解。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 光學遮斷器/槽型開關：配對一個匹配嘅光電晶體管（例如 LTR-301），發射器會產生一束光。物件穿過間隙會遮斷光束，觸發檢測信號。用於打印機、自動販賣機同工業計數器。
• 反射式物件感測：發射器同探測器並排放置。發射器照亮一個表面，探測器感測反射光。用於紙張檢測、液位感測同接近檢測。
• 工業控制同保安：用於安全光幕、門感測器同防篡改檢測。

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正向電流限制喺所需值（例如 20mA）。使用公式 R = (V_supply- V_F) / I_F.
• 計算電阻值。光學對準：
• 發射器同探測器之間嘅精確機械對準對於最大信號強度至關重要，特別係考慮到 40° 嘅視角。抗環境光干擾：
• 為咗喺環境光變化（例如陽光、室內燈光）嘅環境中可靠運行，可以考慮調製發射器驅動電流，並喺接收器中使用同步檢測電路來濾除直流環境光信號。熱管理：

確保器件喺其指定嘅溫度範圍內運行。如果環境溫度接近上限 85°C，請降低最大正向電流額定值。

8. 技術比較同區分

• LTE-302 嘅主要區別在於其特定屬性組合：側視封裝 vs. 頂視：
• 側視外形對於感測路徑平行於 PCB 嘅應用係一個關鍵優勢，相比頂視發射器節省垂直空間。匹配 LTR-301 系列：
• 呢個保證嘅機械同光譜匹配簡化咗光學遮斷器模組嘅設計同採購，確保最佳性能，無需自定義光學對準或光譜濾波。經濟高效嘅微型設計：

佢以低成本提供性能同尺寸嘅平衡，適合大批量消費應用。

9. 常見問題（基於技術參數）

問：分級代碼（B、C、D、E、F）嘅用途係咩？

答：佢哋根據器件嘅光學輸出功率（輻射強度）對器件進行分類。你選擇一個分級以確保你嘅感測器系統具有一致且足夠嘅信號強度。對於更長嘅感測距離或更低靈敏度嘅探測器，可能需要更高嘅分級（例如 E 或 F）。

問：我可以用 5V 電源直接驅動呢個紅外線 LED 嗎？

答：唔可以。典型正向電壓係 1.6V。直接連接到 5V 會導致過大電流流過，損壞器件。你必須始終使用限流電阻。

問：點解峰值波長係 940nm？

答：940nm 喺近紅外光譜範圍內。佢係一個常見嘅波長，因為矽光電探測器（光電晶體管、光電二極管）喺呢個波長有良好嘅靈敏度，而且佢基本上係不可見嘅，適合隱蔽感測應用。

問：溫度點樣影響性能？

答：如圖 4 所示，輻射強度隨溫度升高而降低。喺炎熱環境中，輸出信號會變弱。設計你嘅電路時要留有足夠餘量，或者如果喺寬廣溫度範圍內運行，請考慮溫度補償。

10. 實用設計同使用案例

案例：為打印機設計紙張檢測感測器。

一位工程師需要檢測送紙盤中係咪有紙。佢哋將一個 LTE-302 紅外線發射器同一個 LTR-301 光電晶體管放置喺紙張路徑嘅兩側，形成一束光。當有紙張時，佢會遮斷光束，光電晶體管嘅輸出變低。40° 嘅視角要求 PCB 上嘅元件要小心對準，以確保光束足夠窄以進行精確檢測，但又足夠寬以容許公差。工程師選擇 D 級嘅器件，以確保即使隨著時間積聚灰塵，信號強度仍然足夠。一個簡單嘅電路使用一個 150 歐姆電阻，從 5V 電源將電流限制到大約 20mA（5V - 1.6V / 20mA ≈ 170Ω，使用 150Ω 以留有少少餘量）。光電晶體管輸出連接到比較器或微控制器輸入，將檢測信號數碼化。

11. 工作原理

紅外線發射器係一種半導體二極管。當正向偏置（陽極相對陰極施加正電壓）時，電子同電洞喺半導體材料（通常係鋁鎵砷 - AlGaAs）嘅有源區複合。呢個複合過程以光子（光）嘅形式釋放能量。半導體層嘅特定成分決定咗發射光子嘅波長，對於 LTE-302 而言，中心波長為 940nm。塑膠封裝包括一個環氧樹脂透鏡，將發射光塑造成指定嘅視角圖案。

12. 技術趨勢

• 像 LTE-302 咁樣嘅紅外線發射器係成熟、可靠嘅元件。該領域嘅總體趨勢包括：集成度提高：
• 趨向於將發射器、探測器同信號調理電路（例如內置調製/解調嘅 IC）結合喺一齊嘅模組，以簡化設計並提高抗噪能力。微型化：
• 持續減小封裝尺寸（例如晶片級封裝），以適應越來越細嘅消費電子產品，例如可穿戴設備同超薄智能手機。更高效率：
• 開發新材料同結構，以喺給定驅動電流下實現更高輻射強度，改善便攜設備嘅電池壽命。多波長同 VCSEL：