目錄
1. 產品概覽
LTR-C971-TB 係一款專為感測應用而設計嘅分立式紅外線光電晶體管。佢屬於一個廣泛嘅產品系列，旨在為紅外線檢測提供解決方案，其特性適合喺各種電子系統中提供可靠性能。呢款器件係按照自動貼裝同焊接製程嘅行業標準而設計。
1.1 產品特性
- 符合 RoHS 同環保產品標準。
- 採用黑色圓頂透鏡，側視配置。
- 以 12mm 載帶包裝，捲盤直徑為 7 吋，適合自動化處理。
- 兼容自動貼裝設備。
- 兼容紅外線回流焊接製程。
- 符合 EIA 標準封裝規格。
1.2 應用範圍
- 紅外線接收模組。
- PCB 安裝式紅外線感應器。
2. 外形尺寸
LTR-C971-TB 光電晶體管嘅機械外形同尺寸已喺規格書圖紙中提供。所有尺寸均以毫米為單位，除非另有註明，標準公差為 ±0.1mm。準確嘅 PCB 焊盤設計必須參考詳細尺寸圖。規格如有更改，恕不另行通知。
3. 絕對最大額定值
下表列出喺環境溫度 (TA) 為 25°C 時，LTR-C971-TB 光電晶體管嘅絕對最大額定值。超出呢啲限制可能會對器件造成永久損壞。
| 參數 | 最大額定值 | 單位 |
|---|---|---|
| 功耗 | 100 | mW |
| 集電極-發射極電壓 | 30 | V |
| 發射極-集電極電壓 | 5 | V |
| 工作溫度範圍 | -40 至 +85 | °C |
| 儲存溫度範圍 | -55 至 +100 | °C |
| 紅外線焊接條件 | 最高 260°C，持續 10 秒。 | - |
規格書亦包含一個建議用於無鉛製程嘅紅外線回流溫度曲線，供組裝時參考。
4. 電氣及光學特性
關鍵電氣同光學參數係喺 TA=25°C 下定義嘅。呢啲特性對於電路設計同性能預測至關重要。
| 參數 | 符號 | Min. | Typ. | Max. | 單位 | 測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 集電極-發射極擊穿電壓 | V(BR)CEO | 30 | - | - | V | IR = 100μA, Ee = 0mW/cm² |
| 發射極-集電極擊穿電壓 | V(BR)ECO | 5 | - | - | V | IE = 100µA, Ee = 0mW/cm² |
| 集電極-發射極飽和電壓 | VCE(SAT) | - | - | 0.4 | V | IC = 100µA, Ee=0.5mW/cm² |
| 上升時間 | Tr | - | 15 | - | μs | VCE =5V, IC = 1mA, RL = 1KΩ |
| 下降時間 | Tf | - | 15 | - | μs | VCE =5V, IC = 1mA, RL = 1KΩ |
| 集電極暗電流 | ICEO | - | - | 100 | nA | VCE = 20V, Ee = 0mW/cm² |
| 導通狀態集電極電流 | IC(ON) | - | 4.0 | - | mA | VCE = 5V, Ee= 0.5mW/cm², λ=940nm |
注意：IC(ON) 嘅測試公差為 ±15%。
5. 典型性能曲線
規格書包含一組喺 25°C 環境溫度下測量嘅典型特性曲線（除非另有註明）。呢啲圖表以視覺方式呈現關鍵參數之間嘅關係，例如集電極電流對照輻照度、唔同負載下嘅響應時間，以及暗電流嘅溫度依賴性。分析呢啲曲線有助工程師了解器件喺非標準或變化嘅工作條件下嘅行為，對於穩健嘅系統設計至關重要。
6. 焊盤佈局及建議
規格書提供咗建議嘅 PCB 佈局焊盤尺寸，以確保焊接良好同機械穩定性。建議使用金屬鋼網進行錫膏印刷，厚度為 0.1mm (4 mils) 或 0.12mm (5 mils)。遵守呢啲焊盤尺寸同鋼網規格對於喺回流過程中獲得可靠焊點、防止墓碑效應或焊錫不足等問題至關重要。
7. 帶裝及捲盤包裝規格
LTR-C971-TB 以帶裝及捲盤格式供應，適合大批量、自動化組裝線。載帶同捲盤嘅詳細包裝尺寸均有規定。關鍵注意事項包括：所有尺寸均以毫米為單位，空嘅元件袋用頂部蓋帶密封，每個 13 吋捲盤包含 6000 件，最多允許連續兩個元件缺失，包裝符合 ANSI/EIA 481-1-A-1994 規格。
8. 重要注意事項及處理指引
8.1 預期應用
呢款元件設計用於普通電子設備，包括辦公設備、通訊裝置同家庭應用。佢唔適用於安全關鍵系統，即係故障可能會危及生命或健康嘅系統（例如航空、醫療設備）。對於呢類應用，設計前需要諮詢元件供應商。
8.2 儲存條件
適當嘅儲存對於保持元件可靠性至關重要。對於帶有乾燥劑嘅密封防潮袋，請儲存喺 ≤30°C 同 ≤90% RH 環境下，建議一年內使用。一旦打開原包裝，元件應儲存喺 ≤30°C 同 ≤60% RH 環境下。建議喺打開後一星期內完成紅外線回流焊接。如需喺原包裝袋外長時間儲存，請使用帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣乾燥櫃。未包裝儲存超過一星期嘅元件，焊接前應喺約 60°C 下烘烤至少 20 小時。
8.3 清潔
如有需要清潔，請使用酒精類溶劑，例如異丙醇。避免使用可能損壞封裝或透鏡嘅強效或不明化學清潔劑。
8.4 焊接製程
提供詳細焊接建議以確保組裝可靠性。
- 回流焊接：預熱至 150–200°C，最長 120 秒。峰值溫度唔應超過 260°C，高於此溫度嘅時間應限制喺最長 10 秒。回流焊接最多進行兩次。
- 烙鐵焊接：烙鐵頭溫度唔應超過 300°C，每次操作每條引腳嘅焊接時間應限制喺最長 3 秒。
規格書強調，最佳溫度曲線取決於具體嘅電路板設計、元件、錫膏同爐具。建議將提供嘅符合 JEDEC 標準嘅曲線作為通用目標，並遵守 JEDEC 同錫膏製造商嘅限制。
8.5 驅動電路建議
對於涉及多個器件嘅應用，強烈建議為電路中每個光電晶體管串聯一個限流電阻。呢種做法（規格書中標示為 "電路模型 (A)"）有助確保所有器件之間嘅電流均勻性同性能一致性。另一種唔使用獨立電阻嘅並聯連接（"電路模型 (B)"）可能會由於各個器件嘅電流-電壓 (I-V) 特性差異而導致亮度或靈敏度變化。
9. 產品資訊及修訂
製造商保留為改進產品而修改產品外觀同規格嘅權利，恕不另行通知。設計師應始終參考最新版本嘅規格書以獲取最新資訊。
10. 技術深入探討及設計考量
10.1 工作原理
紅外線光電晶體管通過將入射紅外光轉換為電流來工作。佢本質上係一個雙極結型晶體管，其基極電流由光子撞擊基極-集電極結（充當光電二極管）而產生。當足夠波長（呢款器件通常為 940nm）嘅紅外光照射到有效區域時，會產生電子-空穴對。呢個光電流隨後被晶體管嘅增益放大，產生一個大得多嘅集電極電流，可以輕易被外部電路測量。帶有黑色圓頂透鏡嘅側視封裝有助於定義特定視場角，並可以提供一定嘅環境可見光抑制能力。
10.2 關鍵參數分析
- 靈敏度 (IC(ON))：喺 940nm 波長、0.5 mW/cm² 輻照度下，典型導通狀態集電極電流為 4.0 mA，表明器件嘅靈敏度。設計師必須確保入射紅外信號強度達到或超過呢個輻照度水平，以實現可靠嘅開關或模擬檢測。
- 速度 (Tr, Tf)：典型 15 μs 嘅上升同下降時間定義咗器件嘅開關速度。呢個參數對於需要高比特率嘅數據傳輸應用（如紅外線遙控器）至關重要。指定嘅測試條件 (VCE=5V, IC=1mA, RL=1KΩ) 提供咗一個標準基準。
- 暗電流 (ICEO)：喺 VCE=20V 時，最大暗電流為 100 nA，代表無光時嘅漏電流。低暗電流對於實現高信噪比至關重要，特別係喺低光檢測場景或使用高阻值負載電阻以增加電壓增益時。
- 電壓額定值 (V(BR)CEO, V(BR)ECO)：30V 嘅集電極-發射極擊穿電壓同 5V 嘅發射極-集電極擊穿電壓定義咗施加偏壓嘅安全工作區域。電路設計必須確保唔會超出呢啲限制，即使喺瞬態條件下。
10.3 應用電路設計
最常見嘅配置係將光電晶體管用於共發射極開關模式。集電極通過一個負載電阻 (RL) 連接到電源電壓 (VCC)，發射極接地。輸出信號取自集電極節點。RL 嘅值係一個關鍵設計選擇：較大嘅 RL 對於給定光電流提供更高嘅輸出電壓擺幅（更高增益），但由於 RC 時間常數增加而減慢響應時間。規格書嘅速度規格係喺 RL=1KΩ 下給出，提供咗一個參考點。對於需要線性響應嘅模擬應用，器件應工作喺光電二極管模式（基極開路，僅使用集電極-基極結）或小心偏置以避免飽和。
10.4 環境及組裝考量
-40°C 至 +85°C 嘅工作溫度範圍使器件適合消費類、工業類同部分汽車環境。設計師應考慮暗電流同靈敏度嘅溫度係數，佢哋通常分別隨溫度升高而增加同降低。嚴格嘅焊接溫度曲線指引係必要嘅，因為塑料封裝同內部引線鍵合對熱衝擊同過度熱量敏感。遵循基於 JEDEC 嘅溫度曲線可以最大限度地減少應力並防止潛在故障。
10.5 比較及選擇
選擇紅外線感應器時，工程師會比較光電晶體管同光電二極管。光電晶體管提供更高增益（每單位光嘅輸出電流），但通常速度較慢，並且相比光電二極管具有更非線性嘅響應。LTR-C971-TB 憑藉其集成放大功能，係簡單數字檢測（紅外信號存在/不存在）或需要高輸出而無需額外放大級嘅低速模擬感測嘅絕佳選擇。對於高速數據鏈路或精確模擬光測量，PIN 光電二極管可能更合適。
10.6 實際應用案例
一個典型應用案例係用於非接觸式水龍頭嘅紅外線接近感應器。一個紅外線 LED 發射器以 940nm 波長發出脈衝。放置喺附近嘅 LTR-C971-TB 光電晶體管檢測反射信號。當手放喺水龍頭下時，會將紅外光反射返感應器，導致集電極電流增加。呢個變化被微控制器檢測到，然後啟動水閥。側視封裝允許一個緊湊嘅感應器模組，其中 LED 同光電晶體管安裝喺同一 PCB 平面上。器件嘅靈敏度確保即使反射信號微弱也能可靠檢測，其速度對於呢種緩慢嘅人機界面綽綽有餘。設計將包括用於驅動 LED 嘅建議串聯電阻，以及光電晶體管集電極上一個合適嘅負載電阻（例如 10kΩ），以將電流變化轉換為微控制器 ADC 或比較器輸入可測量嘅電壓。
10.7 行業趨勢
分立式紅外線元件嘅趨勢係朝向更高集成度、更細封裝同改進性能。雖然像 LTR-C971-TB 咁樣嘅器件對於成本敏感或空間受限嘅設計仍然至關重要，但越來越多採用集成解決方案，將光電檢測器、放大器同數字邏輯（如 I²C 輸出）結合喺單一封裝中。呢啲模組簡化設計，但成本可能更高。另一個趨勢係越來越多使用集成到封裝中嘅特定波長濾光片，以提高抗環境光噪聲能力，呢個特性喺更廣泛嘅產品系列中被提及為可用。對於基本檢測任務，分立式光電晶體管提供咗性能、成本同設計靈活性之間嘅最佳平衡。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |