LTR-C155DD-G 光敏二極管規格書 - 940nm 峰值波長 - 5V 反向電壓 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTR-C155DD-G 係一款獨立式紅外線光敏二極管元件，專為近紅外線光譜嘅感應應用而設計。佢屬於光電元件大家族嘅一員，適用於需要可靠偵測紅外線訊號嘅系統。佢嘅主要功能係將入射嘅紅外線光轉換成電流，令佢可以作為接收器或感應元件使用。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款元件為設計師提供咗幾個關鍵優勢。佢具備高訊噪比，對於喺客廳或辦公室等環境中區分有效紅外線指令同環境光噪音至關重要。呢款裝置兼容自動貼裝設備同紅外線回流焊接製程，適合大批量、自動化生產線。佢嘅主要目標市場包括用於遙控系統嘅消費電子產品、用於動作或光束偵測嘅保安同警報系統，以及涉及短距離紅外線數據傳輸嘅各種應用。

1.2 特點

• 符合RoHS同綠色產品指令。
• 採用頂視封裝，配備水清平面透鏡，確保角度響應一致。
• 以8mm載帶包裝，捲繞喺7吋直徑嘅捲盤上，方便自動組裝。
• 兼容自動貼裝（取放）設備。
• 可承受標準紅外線回流焊接製程。
• 採用EIA標準外形封裝。

1.3 應用

• 用於遙控器（電視、冷氣、機頂盒）嘅紅外線接收模組。
• 用於接近感應或物件偵測嘅PCB安裝紅外線感應器。
• 使用紅外線光束嘅保安警報系統。
• 簡單嘅紅外線無線數據傳輸鏈路。

2. 技術參數：深入客觀解讀

電氣同光學特性定義咗光敏二極管嘅工作界限同性能。理解呢啲參數對於正確設計電路同確保喺目標應用中可靠運作至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值指明咗可能導致器件永久損壞嘅極限。佢哋唔係用於連續運作嘅。

• 功耗 (Pd)：最大150 mW。呢個係器件可以作為熱量散發嘅總功率，主要來自反向偏置電流同任何高照度下嘅光電流。
• 反向電壓 (VR)：最大30 V。施加高過呢個數值嘅反向電壓可能會導致擊穿並損壞光敏二極管結。
• 工作溫度範圍 (TA)：-40°C 至 +85°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內正常運作。
• 儲存溫度範圍 (Tstg)：-55°C 至 +100°C。器件可以喺呢啲極限內儲存而無需運作。
• 紅外線焊接條件：可承受260°C峰值溫度10秒，符合典型無鉛回流焊接曲線。

2.2 電氣及光學特性 (TA=25°C)

呢啲係喺指定測試條件下嘅典型同保證性能參數。

• 正向電壓 (Vf)：喺 If=1mA 時為 0.4V 至 1.0V。如果光敏二極管意外正向偏置，呢個參數就相關；但呢個唔係佢嘅正常工作模式。
• 反向擊穿電壓 V(BR)：喺 IR=100µA 時最小為 30V。呢個確認器件可以安全處理最大額定反向電壓。
• 反向暗電流 (ID)：喺 VR=5V，Ee=0mW/cm² 時最大為 100 nA。呢個係無光時嘅漏電流。較低嘅暗電流可以提高對微弱訊號嘅靈敏度。
• 開路電壓 (VOC)：喺 λ=940nm，Ee=0.5mW/cm² 時最大為 0.4V。呢個係光敏二極管喺光伏模式（無外部偏置）下受光照時產生嘅電壓。
• 上升時間 (Tr) 同下降時間 (Tf)：喺 VR=10V，RL=1kΩ 時，典型值分別為 0.30µs 同 0.28µs。呢啲參數定義咗開關速度，令器件適合解碼調製紅外線訊號（例如，來自操作喺 38-40 kHz 嘅遙控器）。
• 反向光電流 (Ip)：喺 VR=5V，λ=940nm，Ee=1mW/cm² 時，典型值為 16 µA（最小 10 µA）。呢個係二極管反向偏置時產生嘅光電流，係線性響應同速度嘅標準操作模式。
• 短路電流 (Is)：喺同 Ip 相同條件下，典型值為 16 µA。喺光伏模式下，呢個係器件可以輸送嘅最大電流。
• 總電容 (CT)：喺 VR=3V，f=1MHz 時，典型值為 14 pF。呢個結電容會影響高頻響應；較低嘅電容允許更高嘅帶寬。
• 峰值感應波長 (λp)：典型值為 910 nm。光敏二極管對呢個波長嘅紅外線光最敏感，令佢非常適合配對 940nm 紅外線發光二極管 (IRED)。

3. 性能曲線分析

提供嘅圖表以視覺方式展示咗器件喺唔同條件下嘅行為。

3.1 光電流 vs. 輻照度

呢條曲線顯示入射光功率（輻照度 Ee）同產生嘅光電流 (Ip) 之間嘅關係。對於喺線性區域（反向偏置）運作嘅光敏二極管，呢個關係通常係線性嘅。圖表確認咗喺 940nm 光、1 mW/cm² 嘅情況下，光電流約為 16 µA，正如表格所述。呢種線性對於模擬感應應用至關重要。

3.2 光譜靈敏度

呢個圖表繪製咗相對輻射靈敏度對波長嘅關係。佢顯示峰值大約喺 910nm，並且喺大約 800nm 至 1050nm 嘅範圍內有顯著響應。對於可見光（低於 700nm），靈敏度急劇下降，呢點有利於抑制來自白熾燈泡或陽光等光源嘅環境光噪音。正如描述中提到，加入濾光片會進一步銳化呢個截止點。

3.3 總功耗 vs. 環境溫度

呢條降額曲線說明咗最大允許功耗點樣隨環境溫度升高而降低。喺 25°C 時，允許全額 150 mW。當溫度上升到最高工作極限 85°C 時，允許功耗線性下降。呢點對於應用設計中嘅熱管理以防止過熱至關重要。

3.4 角度靈敏度圖

極座標圖描繪咗唔同入射光角度下嘅相對靈敏度。配備平面透鏡嘅光敏二極管（好似呢款），通常具有相對較寬嘅視角（通常約為 ±60 度，靈敏度降至 50%）。呢個寬視角對於需要從廣闊區域捕獲訊號而無需精確對準嘅接收器嚟講係一個優勢。

4. 機械及封裝資料

4.1 外形尺寸

器件符合標準行業封裝外形。關鍵尺寸包括本體尺寸、引腳間距同總高度。封裝專為表面貼裝技術 (SMT) 而設計。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為 ±0.1mm。

4.2 極性識別同焊盤設計

陰極通常標記喺封裝上。規格書提供咗建議嘅PCB佈局焊接焊盤尺寸。推薦嘅焊盤設計確保回流焊接過程期間同之後有可靠嘅焊點同適當嘅機械穩定性。建議使用厚度為 0.1mm 至 0.12mm 嘅金屬鋼網嚟塗抹焊膏。

5. 焊接及組裝指引

5.1 回流焊接曲線

呢款元件符合無鉛回流焊接製程資格。提供咗一個建議嘅溫度曲線，遵循 JEDEC 標準。關鍵參數包括預熱區（150-200°C）、峰值溫度唔超過 260°C，以及確保形成適當焊點而唔會令元件承受過度熱應力嘅液相線以上時間 (TAL)。器件可以承受呢個曲線最多兩次，每次峰值溫度時間最長為 10 秒。

5.2 手工焊接

如果需要手工焊接，應使用烙鐵頭溫度唔超過 300°C 進行，並且每個焊點嘅接觸時間應限制喺最多 3 秒。咁樣可以將對半導體晶片或塑膠封裝造成熱損壞嘅風險降到最低。

5.3 儲存條件

為防止吸濕（呢個會導致回流焊接期間出現 \"爆米花\" 現象），規定咗特定儲存條件。喺其原始密封防潮袋連乾燥劑內，器件應儲存喺 ≤30°C 同 ≤90% RH 嘅環境下，並喺一年內使用。一旦打開袋子，元件應儲存喺 ≤30°C 同 ≤60% RH 嘅環境下，並最好喺一星期內處理。對於喺原始包裝外更長時間嘅儲存，需要喺焊接前以大約 60°C 烘烤至少 20 小時。

5.4 清潔

如果需要焊後清潔，只應使用異丙醇等酒精類溶劑。應避免使用強烈或侵蝕性嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞封裝材料或透鏡。

6. 包裝及訂購資料

6.1 載帶及捲盤規格

元件以壓紋載帶連保護蓋帶形式供應。載帶寬度為 8mm，捲繞喺標準 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 規格，確保與自動送料器兼容。

7. 應用建議及設計考慮

7.1 典型電路配置

對於像 LTR-C155DD-G 咁樣嘅光敏二極管，最常見嘅操作模式係光導模式。喺呢度，二極管用一個電壓（例如，測試條件中嘅 5V）反向偏置。產生嘅光電流與光強度成正比。呢個電流可以使用負載電阻 (RL) 轉換為電壓。RL 嘅數值會影響輸出電壓擺幅同電路嘅帶寬（速度），因為佢同光敏二極管嘅結電容 (CT) 形成 RC 時間常數。對於像 38 kHz 紅外線遙控解碼咁樣嘅高速應用，會使用較細嘅 RL（例如，1kΩ 至 10kΩ）。對於低光條件下更高嘅靈敏度，建議使用較大嘅 RL 或跨阻放大器 (TIA) 電路。

7.2 光學設計考慮

為優化性能，紅外線光源 (IRED) 應具有與光敏二極管峰值靈敏度（約 940nm）匹配嘅發射波長。可以喺光敏二極管前面放置一個光學濾光片以阻擋可見光，從而顯著改善喺有強環境光嘅環境中嘅訊噪比。光敏二極管嘅寬視角簡化咗光學對準，但也可能令佢更容易受到雜散光影響；機械遮罩可以幫助定義視場。

7.3 佈局考慮

遵循推薦嘅焊盤佈局，以確保良好嘅可焊性同機械強度。喺敏感嘅模擬電路中，盡量縮短光敏二極管陽極同陰極嘅走線，以最小化噪音拾取同寄生電容。喺電氣噪音大嘅環境中，可能需要適當嘅接地同屏蔽。

8. 技術比較及區分

同光電晶體管相比，像 LTR-C155DD-G 咁樣嘅光敏二極管提供更快嘅響應時間（亞微秒 vs. 微秒），令佢喺高速數據傳輸或調製訊號接收方面更優勝。佢仲提供相對光強度更線性嘅輸出。同其他光敏二極管相比，佢嘅關鍵特點包括用於自動組裝嘅標準化封裝、與無鉛回流焊接兼容，以及適合消費級紅外線協議嘅指定高速性能。

9. 常見問題（基於技術參數）

9.1 反向光電流 (Ip) 同短路電流 (Is) 有咩唔同？

反向光電流 (Ip) 係喺光敏二極管處於反向偏置電壓（例如，5V）下測量嘅。呢個係線性響應同速度嘅標準操作條件。短路電流 (Is) 係喺二極管兩端電壓為零（光伏模式）下測量嘅。典型值相似，但光伏模式響應較慢，並且電流輸出依賴於電壓。

9.2 我點樣選擇負載電阻 (RL) 嘅數值？

呢個選擇涉及帶寬同訊號幅度之間嘅權衡。對於 38kHz 紅外線訊號，週期約為 26µs。光敏二極管嘅上升/下降時間（0.3µs）比呢個快得多，所以佢唔係限制因素。RC 時間常數 (RL * CT) 應該明顯細過你需要偵測嘅脈衝寬度。對於 1kΩ 電阻同 14pF 電容，時間常數為 14ns，對於高速應用非常理想。較大嘅 RL 喺相同光照水平下提供較大嘅輸出電壓，但會降低帶寬並可能增加噪音。

9.3 點解如果零件儲存喺袋外面就需要烘烤？

塑膠 SMT 封裝會從空氣中吸收濕氣。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，可能導致封裝分層或晶片破裂——呢種現象稱為 \"爆米花\"。烘烤可以驅除呢啲吸收嘅濕氣，防止呢種故障模式。

10. 工作原理介紹

光敏二極管係一個半導體 PN 結。當能量大過半導體帶隙嘅光子撞擊結嘅耗盡區時，佢哋可以將電子從價帶激發到導帶，產生電子-空穴對。喺內部電場（結固有或由外部反向偏置電壓增強）嘅影響下，呢啲電荷載流子被分開，喺外部電路中產生可測量嘅電流。呢個光電流與入射光強度成正比，前提係器件喺其線性區域內運作。靈敏度嘅峰值波長由所用半導體材料嘅帶隙能量決定。

11. 發展趨勢

像光敏二極管咁樣嘅獨立式紅外線感應器嘅趨勢係進一步小型化封裝，同時保持或改進性能參數，例如更低嘅暗電流、更高嘅速度同增強嘅抗環境光干擾能力。集成係另一個關鍵趨勢，器件將光敏二極管同專用放大器、濾光片同數字邏輯結合喺單一封裝中，以創建完整嘅 \"紅外線接收模組\"，從而簡化終端產品設計。仲有持續推動更高可靠性同兼容日益嚴格嘅環境同製造標準，例如汽車或工業應用嘅標準。