LTL-E7939Q3K 紅外線LED規格書 - 通孔封裝 - 850nm波長 - 20mW/sr輻射強度 - 1.6V正向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTL-E7939Q3K係一款高性能紅外線發光二極管，專為印刷電路板或面板上嘅通孔安裝而設計。佢係為咗喺近紅外光譜範圍內需要可靠、高速光學信號傳輸或照明嘅應用而設計。呢款器件採用AlGaAs半導體材料，針對850納米波長發射進行咗優化，呢個波長係紅外通訊、感應同夜視照明系統中常用嘅。

佢嘅核心優勢包括高輻射強度、由於低電流要求而與集成電路兼容，以及適合多種組裝工藝嘅堅固通孔封裝。呢款產品符合RoHS指令，表示佢製造時冇使用鉛等有害物質。主要目標市場包括工業自動化、安防系統、光學編碼器、遙控器同埋接近傳感器，呢啲領域都需要可靠嘅紅外光源。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。喺可靠嘅設計中，唔應該喺呢啲極限下或達到呢啲極限時操作，亦唔保證操作。

• 功耗：最大120 mW。呢個係封裝喺唔超過其最高結溫嘅情況下，可以作為熱量散發嘅總功率。超過呢個限制會有熱失控同失效嘅風險。
• 峰值正向電流_FP：脈衝條件下為1 A。呢個額定值明顯高於直流額定值，允許用於數據傳輸中嘅短暫、高強度脈衝。
• 直流正向電流_F：連續60 mA。呢個係可靠長期運行嘅最大穩態電流。
• 反向電壓_R：5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓會導致LED嘅PN結擊穿同災難性故障。
• 工作同儲存溫度：分別係-30°C至+85°C同-40°C至+100°C。呢啲定義咗操作同非操作儲存嘅環境極限。
• 引腳焊接溫度：距離LED主體2.0mm處測量，260°C持續5秒。呢個指引手動焊接過程，以防止對環氧樹脂透鏡同內部晶片鍵合造成熱損壞。

2.2 電氣/光學特性

呢啲係喺標準測試條件下測量嘅典型同保證性能參數。

• 輻射強度_e：喺正向電流為20mA時，最小20.0 mW/sr。輻射強度測量每單位立體角發射嘅光功率。呢個係確定紅外系統中有效範圍同信號強度嘅關鍵參數。規格書註明，保證值應應用±15%嘅公差。_F視角
• 1/2_：典型30度。呢個係輻射強度下降到其峰值一半值時嘅全角。30°角表示光束適中聚焦，適合定向應用。峰值波長
• ：_P典型850 nm。呢個係LED發射最多光功率嘅波長。850nm屬於近紅外範圍，人眼睇唔到，但矽光電二極管同好多相機傳感器可以檢測到。譜線半寬：
• 典型40 nm。呢個指定咗發射強度至少為峰值強度一半嘅波長帶寬。40nm寬度對於紅外LED嚟講係常見嘅。正向電壓
• ：_F喺正向電流為20mA時，典型1.3V，最大1.6V。呢個係LED導通電流時兩端嘅電壓降。對於設計限流電路至關重要。反向電流_F：
• 喺反向電壓為5V時，最大10 μA。呢個係LED喺其安全極限內反向偏置時流過嘅小漏電流。_R3. 分級系統說明規格書表明使用咗輻射強度嘅分類或分級系統。備註寫道："輻射強度分類代碼標記喺每個包裝袋上。" 呢個意味住製造出嚟嘅LED會根據其測量到嘅輻射強度進行測試同分類。型號LTL-E7939Q3K指定咗最小輻射強度，但一批貨中嘅個別單元可能屬於特定嘅子範圍。設計師應該知道，特定LED嘅實際強度可能會喺保證最小值同分級範圍內變化。規格書冇詳細說明波長或正向電壓嘅明確分級，只列出咗典型同最大/最小值。_R4. 性能曲線分析

規格書參考咗幾條典型特性曲線，呢啲曲線提供咗器件喺唔同條件下行為嘅更深入見解。

光譜曲線：_e顯示相對輻射功率作為波長嘅函數，以850nm峰值為中心，並具有定義嘅40nm半寬。_P正向電壓 vs. 正向電流：_F顯示電壓同電流之間嘅非線性關係。條曲線會有一個閾值電壓，之後電流會隨住電壓嘅微小增加而快速增加，突顯出點解電流控制至關重要。

相對輻射功率 vs. 正向直流電流：

展示光輸出功率如何隨驅動電流增加，通常喺工作範圍內呈近線性關係，然後喺非常高電流時由於熱效應導致效率下降。

• 相對輻射功率 vs. 峰值電流：類似於直流曲線，但適用於脈衝操作，顯示喺電流達到1A最大值時可實現嘅峰值輸出。
• 相對輻射功率 vs. 溫度：一條關鍵曲線，顯示隨住結溫升高，光輸出會減少。喺環境溫度高或熱管理差嘅設計中，必須考慮呢個熱降額因素。
• 指向性圖案：一個極坐標圖，顯示發射光嘅角度分佈，直觀定義咗30°視角。
• 5. 機械同封裝信息5.1 封裝尺寸
• LED封裝喺一個標準通孔、T-1 3/4圓形封裝內。圖紙中嘅關鍵尺寸包括：透鏡直徑：約5.0mm。
• 封裝高度：從引腳底部到透鏡頂部約8.7mm。引腳直徑：標稱0.56mm。

引腳間距：標準2.54mm，測量引腳從封裝主體伸出嘅位置。

法蘭/底座：法蘭有助於面板安裝，並喺插入時提供機械止擋。法蘭下方突出嘅樹脂最大為1.0mm。

5.2 極性識別

• 陰極喺尺寸圖中標識。對於標準LED，陰極通常係較短嘅引腳，同/或係靠近封裝法蘭上平面嘅引腳。應參考提供嘅圖紙以獲取確切識別標記。
• 6. 焊接同組裝指引
• 正確處理對於防止損壞至關重要。
• 引腳成型：
• 必須喺室溫下焊接前進行。彎曲處應距離LED透鏡底座至少3mm。唔應該用引線框架底座作為支點。

PCB組裝：

使用最小嘅壓接力，以避免對引腳造成機械應力。

焊接：

保持從透鏡底座到焊點至少有2mm間距。

• 避免將透鏡浸入焊料中。喺LED熱嘅時候焊接期間，唔好對引腳施加應力。
• 手動焊接：烙鐵溫度 ≤ 350°C，時間 ≤ 3秒。
• 波峰焊：
  • 預熱 ≤ 100°C，時間 ≤ 60秒，焊波 ≤ 260°C，接觸時間 ≤ 5秒。
  • 紅外回流焊唔適合呢種通孔封裝。
  • 清潔：
  • 如有需要，使用異丙醇等酒精類溶劑。儲存：
  • 離開原包裝後，應喺3個月內使用。如需更長儲存，請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。儲存溫度唔應超過30°C，相對濕度唔應超過70%。7. 包裝同訂購信息
  • 單位包裝：
• 每防靜電包裝袋1000件。內盒：
• 6個包裝袋。外箱：

8個內盒。

• 型號：LTL-E7939Q3K。分解表明：LTL，E79，39，Q3K。透鏡顏色係"透明"。
• 8. 應用建議8.1 典型應用場景
• 紅外照明：用於低光或夜間安防應用中嘅閉路電視攝像機。
• 光學開關同編碼：用於位置感應、電機速度控制同旋轉編碼器中嘅槽型或反射式光學傳感器。

數據傳輸：

用於符合紅外數據協會標準嘅設備或簡單短距離串行數據鏈路，利用其高速能力。

• 接近同物體檢測：與光電探測器結合使用，以感應物體嘅存在與否。
• 8.2 設計考慮因素驅動電路：
• LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻，特別係並聯多個LED時，應喺每個LED串聯一個限流電阻。唔建議直接從電壓源通過單個電阻驅動多個並聯LED，因為個別LED正向電壓嘅差異會導致電流分佈同亮度不均勻。熱管理：
• 雖然通孔封裝通過其引腳散熱，但應注意PCB佈局同環境條件，以防止結溫超過極限，從而降低輸出同壽命。靜電放電保護：

LED容易受到靜電放電影響。處理程序應包括使用接地腕帶、防靜電墊同離子發生器。靜電放電損壞可能表現為高反向漏電、低正向電壓或低電流下唔發光。

• 9. 技術比較同區分與標準可見光LED或低功率紅外LED相比，LTL-E7939Q3K提供咗高輻射強度同適中、聚焦視角嘅平衡組合。呢個令佢比廣角、低功率器件更適合長距離或高信號強度應用。其AlGaAs結構對於850nm發射係典型嘅，提供良好效率。佢同類產品中嘅關鍵區別在於明確指定咗高速操作，令佢成為除簡單照明之外脈衝應用嘅候選者。
• 10. 常見問題問：我可以直接從3.3V或5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎？
• 答：唔可以。你必須使用串聯限流電阻。例如，使用5V電源，正向電壓為1.3V，想要20mA正向電流，電阻值會係R = / 0.02A = 185Ω。180Ω或220Ω電阻係合適嘅。直接驅動可能會因電流過大而損壞LED。問：點解脈衝電流額定值咁高，而直流額定值咁低？

答：喺非常短嘅脈衝期間，半導體結中產生嘅熱量冇時間擴散到封裝同周圍環境。因此，結溫唔會急劇上升，允許更高嘅瞬時電流而唔會造成熱損壞。佔空比好低，保持平均功率喺限制範圍內。

問：透鏡係"透明"嘅。點解佢發射睇唔到嘅紅外光？答：透明環氧樹脂透鏡對可見光同紅外波長都係透明嘅。光嘅不可見性係半導體材料嘅特性，佢發射850nm嘅光子——呢個波長超出咗人眼嘅敏感範圍。透明透鏡通常喺隱蔽應用或唔希望有可見紅光嘅情況下更受青睞。11. 實際設計同使用案例案例：設計一個使用遮斷式傳感器嘅簡單物體計數器。可以用兩個呢啲紅外LED同兩個匹配嘅光電晶體管創建一個雙通道遮斷式傳感器，用於計算傳送帶上嘅物體。每個LED由一個恆流源驅動，使用晶體管電路或專用LED驅動器IC設定為20mA，以確保穩定輸出強度，無論電源電壓波動如何。LED放置喺傳送帶嘅一側，光電晶體管喺另一側。當物體遮斷光束時，光電晶體管嘅輸出狀態改變。LED嘅30°視角允許一定嘅錯位公差，同時提供足夠準直嘅光束，以最小化兩個緊密間距通道之間嘅串擾。高輻射強度確保強信號到達檢測器，即使喺有一定環境紅外光嘅環境中也能提供良好信噪比。

12. 原理介紹

LED係一種半導體二極管。當正向電壓施加喺其P-N結兩端時，來自N型材料嘅電子同來自P型材料嘅空穴復合。呢個復合過程以光子形式釋放能量。發射光嘅特定波長由半導體材料嘅能帶隙決定。對於LTL-E7939Q3K，AlGaAs合金具有對應於約1.46電子伏特光子能量嘅能帶隙，轉化為波長接近850納米嘅光，屬於紅外區域。環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶片、塑造發射圖案並增強從芯片提取光線。

13. 發展趨勢_F紅外LED領域持續發展。趨勢包括開發具有更高電光轉換效率嘅器件，從而降低功耗同熱量產生。亦持續進行提高調製速度嘅工作，以用於更快嘅數據通信應用，例如Li-Fi或先進光學傳感器。封裝創新旨在提供更好嘅熱管理，允許更高驅動電流同更細小外形中嘅更大光功率。此外，將LED與驅動器同控制電路集成到智能模組中係一個增長趨勢，簡化咗終端用戶嘅系統設計。半導體中電致發光嘅基本原理保持不變，但材料科學同封裝技術推動持續性能改進。

Q: Why is the pulsed current rating (1A) so much higher than the DC rating (60mA)?

A> During a very short pulse, the heat generated in the semiconductor junction does not have time to spread to the package and surrounding environment. Therefore, the junction temperature does not rise as dramatically, allowing a much higher instantaneous current without causing thermal damage. The duty cycle (300pps * 10μs = 0.3%) is very low, keeping average power well within limits.

Q: The lens is \"Water Clear\". Why does it emit invisible infrared light?

A: The clear epoxy lens is transparent to both visible and infrared wavelengths. The invisibility of the light is a property of the semiconductor material (AlGaAs), which emits photons at 850nm—a wavelength outside the sensitivity range of the human eye. The clear lens is often preferred in covert applications or where a visible red glow (common with 660nm LEDs) is undesirable.

. Practical Design and Usage Case

Case: Designing a Simple Object Counter using a Break-Beam Sensor.

Two of these IR LEDs can be used with two matching phototransistors to create a two-channel break-beam sensor for counting objects on a conveyor belt. Each LED is driven by a constant current source set to 20mA using a transistor circuit or a dedicated LED driver IC to ensure stable output intensity regardless of supply voltage fluctuations. The LEDs are positioned on one side of the conveyor, and the phototransistors on the opposite side. When an object breaks the beam, the phototransistor's output changes state. The 30° viewing angle of the LED allows for some misalignment tolerance while providing a sufficiently collimated beam to minimize cross-talk between the two closely spaced channels. The high radiant intensity ensures a strong signal reaches the detector, providing good signal-to-noise ratio even in environments with some ambient IR light.

. Principle Introduction

An LED is a semiconductor diode. When a forward voltage is applied across its P-N junction, electrons from the N-type material recombine with holes from the P-type material. This recombination process releases energy in the form of photons (light). The specific wavelength (color) of the emitted light is determined by the energy bandgap of the semiconductor material. For the LTL-E7939Q3K, the AlGaAs alloy has a bandgap corresponding to photon energies of approximately 1.46 electron volts, which translates to light with a wavelength near 850 nanometers, in the infrared region. The epoxy lens serves to protect the semiconductor die, shape the emission pattern, and enhance light extraction from the chip.

. Development Trends

The field of infrared LEDs continues to evolve. Trends include the development of devices with higher wall-plug efficiency (more light output per electrical watt input), which reduces power consumption and heat generation. There is also ongoing work to increase modulation speeds for faster data communication applications, such as in Li-Fi (Light Fidelity) or advanced optical sensors. Packaging innovations aim to provide better thermal management, allowing for higher drive currents and greater optical power from smaller form factors. Furthermore, the integration of LEDs with drivers and control circuitry into smart modules is a growing trend, simplifying system design for end-users. The fundamental principle of electroluminescence in semiconductors remains unchanged, but material science and packaging technology drive continuous performance improvements.