ITR20001/T 光電遮斷器規格書 - 封裝 4.0x4.0x2.5mm - 順向電壓 1.2V - 峰值波長 940nm - 粵語技術文件

1. 產品概覽

ITR20001/T 係一款專為非接觸式感應應用而設計嘅反射式光電遮斷器模組。佢將一個紅外線發射二極管同一個 NPN 矽光電晶體管集成喺一個緊湊嘅黑色熱塑性塑膠外殼內。呢啲元件以會聚光軸並排放置。喺默認狀態下，光電晶體管唔會接收到發射器嘅輻射。當有反射物體進入感應間隙時，發射器發出嘅紅外線會喺物體上反射，並被光電晶體管檢測到，從而改變其輸出狀態。呢個原理實現咗可靠嘅物體檢測同位置感應。

2. 主要特點同合規性

模組採用特定材料構造以實現最佳性能：

• 快速響應時間：實現快速檢測，適合高速應用。
• 高靈敏度：相對於輸入輻照度，光電晶體管提供強勁嘅輸出信號。
• 紅外線操作：峰值發射波長（λp）為 940nm，人眼睇唔到，減少環境光干擾。
• 環境合規性：產品不含鉛，符合 RoHS 同歐盟 REACH 法規，並且係無鹵素（Br <900 ppm，Cl <900 ppm，Br+Cl < 1500 ppm）。

3. 器件選擇同結構

The module is constructed with specific materials for optimal performance:

• 紅外線發射器（IR）：採用 GaAlAs（砷化鎵鋁）晶片，封裝喺透明透鏡後面，以實現高效嘅紅外線傳輸。
• 光電晶體管（PT）：採用矽晶片，封裝喺黑色透鏡後面，以過濾可見光並提高信噪比。

黑色外殼喺冇物體存在時，可以最大限度地減少發射器同檢測器之間嘅內部光反射（串擾），確保可靠嘅關斷狀態。

4. 絕對最大額定值

喺呢啲限制之外操作器件可能會導致永久性損壞。所有額定值均喺環境溫度（Ta）為 25°C 時指定。

4.1 輸入（紅外線發射器）額定值

• 功耗（Pd）：75 mW
• 反向電壓（VR）：5 V
• 連續順向電流（IF）：50 mA
• 峰值順向電流（IFP）：1 A（脈衝寬度 ≤100μs，佔空比=1%）

4.2 輸出（光電晶體管）額定值

• 集極功耗（Pd）：75 mW
• 集極電流（IC）：20 mA
• 集極-射極電壓（BV_CEO）：30 V
• 射極-集極電壓（BV_ECO）：5 V

4.3 一般額定值

• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +85°C
• 引腳焊接溫度（T_sol）：260°C 持續 5 秒（測量點距離封裝主體 1/16 英寸）。

5. 電光特性

呢啲參數定義咗標準測試條件（Ta=25°C）下嘅電氣同光學性能。

5.1 紅外線發射器（輸入）特性

• 順向電壓（V_F）：1.2 V（典型值），當 I_F= 20mA 時。最大值為 1.5V。
• 反向電流（I_R）：最大值 10 μA，當 V_R= 5V 時。
• 峰值波長（λ_P）：940 nm（典型值），當 I_F= 20mA 時。

5.2 光電晶體管（輸出）特性

• 暗電流（I_CEO）：最大值 100 nA，當 V_CE= 5V 且輻照度為零（E_e=0）時。呢個係感應器關閉時嘅漏電流。
• 集極-射極飽和電壓（V_CE(sat)）：最大值 0.4 V，當 I_C= 2mA 且輻照度為 1 mW/cm² 時。對於開關應用，較低嘅 V_CE(sat)係理想嘅。
• 集極電流（轉換比）：
  • I_C(ON)：最小值 200 μA，當 V_CE= 5V 且 I_F= 20mA 時。呢個係檢測到物體時嘅電流。
  • I_C(OFF)：最大值 2 μA，喺相同條件下，代表冇物體存在時嘅殘餘電流。
• 開關速度：
  • 上升時間（t_r）：25 μs（典型值）
  • 下降時間（t_f）：25 μs（典型值） 測量條件為 V_CE=5V，I_C=100μA，同 R_L=100Ω。

6. 性能曲線分析

規格書提供咗圖形數據，說明器件喺唔同條件下嘅行為。

6.1 紅外線發射器曲線

• 順向電流 vs. 環境溫度：顯示隨著溫度升高，最大允許順向電流嘅降額情況。
• 光譜靈敏度：確認咗以 940nm 為中心嘅窄發射帶。
• 峰值發射波長 vs. 溫度：說明峰值波長隨溫度變化嘅輕微偏移。
• 順向電流 vs. 順向電壓（IV 曲線）：提供咗計算串聯電阻值嘅關係。
• 輻射強度 vs. 順向電流：顯示光學輸出功率作為驅動電流嘅函數。
• 相對輻射強度 vs. 角位移：描繪咗紅外線 LED 嘅發射模式（光束輪廓）。

6.2 光電晶體管曲線

• 集極功耗 vs. 環境溫度：提供咗光電晶體管功率處理能力嘅降額指引。
• 光譜靈敏度：顯示光電晶體管喺唔同波長下嘅響應度，喺紅外區域達到峰值以匹配發射器。
• 相對集極電流 vs. 環境溫度：指示光電晶體管嘅靈敏度如何隨溫度變化。
• 集極電流 vs. 輻照度：一個關鍵圖表，顯示入射光功率同輸出電流之間嘅線性關係，定義咗器件嘅轉換特性。
• 集極暗電流 vs. 環境溫度：顯示漏電流如何隨溫度增加，對於高溫操作非常重要。
• 集極電流 vs. 集極-射極電壓：輸出特性曲線，顯示光電晶體管喺唔同輻照度水平下喺其放大區同飽和區嘅操作。

7. 機械同封裝資料

ITR20001/T 封裝喺一個緊湊、兼容表面貼裝嘅封裝內。

7.1 封裝尺寸

根據提供嘅圖紙，關鍵尺寸約為長 4.0mm、寬 4.0mm、高 2.5mm（不包括引腳）。引腳間距設計用於標準 PCB 安裝。一個重要註明指定咗最小 10.0mm 嘅鋁蒸發區域，可能係指 PCB 上建議嘅禁區或散熱功能。所有未指定公差為 ±0.25mm。

7.2 極性識別

封裝包括標記或特定形狀，用於識別紅外線發射器嘅陽極同陰極，以及光電晶體管嘅集極同射極。設計師必須查閱尺寸圖以獲取精確嘅引腳排列信息，以確保正確嘅 PCB 佈局同組裝。

8. 焊接同組裝指引

器件嘅引腳焊接額定值為 260°C 持續 5 秒，測量點距離封裝主體 1/16 英寸（約 1.6mm）。呢個兼容使用無鉛（Sn-Ag-Cu）焊膏嘅標準紅外線（IR）或對流回流焊接工藝。應注意遵循推薦嘅回流焊溫度曲線，以避免熱衝擊或損壞塑膠外殼。器件喺使用前應儲存喺乾燥、受控嘅環境中。

9. 包裝同訂購資料

標準包裝規格如下：

• 每袋 200 件。
• 每盒 6 袋。
• 每箱 10 盒。

產品標籤包括客戶部件號（CPN）、製造商部件號（P/N）、數量（QTY），以及用於發光強度（CAT）、主波長（HUE）同順向電壓（REF）嘅各種分級代碼。仲提供咗批次號同日期代碼（月份用 'X' 標識）以供追溯。

10. 應用建議

10.1 典型應用場景

ITR20001/T 非常適合各種非接觸式感應同開關應用，包括：

• 滑鼠同影印機機構：檢測滾輪或編碼器盤嘅旋轉。
• 開關同掃描器系統：自動門、自動販賣機嘅物體存在檢測，或打印機中嘅紙張檢測。
• 軟碟機：歷史上用於檢測防寫保護片或磁碟插入。
• 一般非接觸式開關：任何需要物體檢測、計數或限位感應而無需物理接觸嘅應用。
• 直接電路板安裝：其緊湊嘅 SMD 封裝使其成為空間受限 PCB 設計嘅理想選擇。

10.2 設計考慮因素

• 限流電阻：必須使用一個串聯電阻同紅外線發射器一齊，以將順向電流（I_F）限制喺安全值，正常操作通常為 20mA。使用 R = (V_CC- V_F) / I_F.
• 計算。負載電阻：_CC通常喺光電晶體管嘅集極同電源電壓（V_L）之間連接一個上拉電阻。呢個電阻嘅值（R_L）決定咗輸出電壓擺幅同開關速度。較小嘅 R
• 提供更快嘅開關速度，但輸出電壓變化較小。環境光：
• 雖然黑色透鏡同 940nm 濾波減少咗干擾，但非常強嘅環境紅外線源（例如陽光、白熾燈泡）可能會影響性能。喺惡劣環境中可能需要屏蔽或光學濾波。反射表面：
• 感應距離同可靠性取決於目標物體嘅反射率。白色或金屬表面提供最佳響應；深色或啞光表面可能需要減少間隙距離。對準：

會聚光軸定義咗特定嘅感應間隙。物體必須喺呢個間隙內通過才能可靠檢測。

11. 技術比較同優勢

• 同機械開關或其他光學感應器相比，ITR20001/T 提供咗明顯嘅好處：對比機械開關：
• 提供非接觸式操作，消除磨損，實現更高嘅開關速度，並提供靜音操作。佢唔受接觸彈跳影響。對比基於光電二極管嘅感應器：
• 集成嘅光電晶體管提供電流增益，對於給定嘅光輸入產生更高嘅輸出電流，通常喺簡單嘅開/關檢測電路中無需額外嘅放大器級。對比分離式發射器-檢測器對：

預先對準、封裝好嘅模組簡化咗設計同組裝，確保一致嘅光學對準，並節省電路板空間。集成嘅黑色外殼最大限度地減少咗內部串擾。

12. 常見問題（基於技術參數）

問：典型感應距離係幾多？

答：感應距離唔係一個固定參數；佢取決於紅外線發射器嘅驅動電流、目標物體嘅反射率，以及光電晶體管所需嘅輸出電流。設計師應使用集極電流 vs. 輻照度圖同輻射強度 vs. 順向電流圖來計算特定間隙同反射率下嘅預期信號。

問：我可以直接用電壓源驅動紅外線發射器嗎？_F答：唔可以。紅外線發射器係一個二極管，必須通過外部串聯電阻限制其電流，以防止過流損壞，正如絕對最大額定值（I

最大值 = 50mA）所規定。

問：我點樣將輸出連接到微控制器？

答：最簡單嘅方法係將光電晶體管用作開關。從集極連接一個上拉電阻（例如 10kΩ）到微控制器嘅邏輯電壓（例如 3.3V 或 5V）。將射極接地。當冇檢測到物體時（暗），集極節點將被拉高（邏輯 1）；當物體將光反射到光電晶體管上使其導通時，集極節點將被拉低（邏輯 0）。

問：點解響應時間係用 100Ω 負載電阻指定嘅？_L答：開關速度受光電晶體管結電容同負載電阻（R_L）形成嘅 RC 時間常數影響。較小嘅 R_L（如 100Ω）提供更快嘅時間常數，允許測量器件嘅固有速度。喺實際應用中，使用較大嘅 R

以獲得更高電壓擺幅時，開關速度會較慢。

13. 工作原理_{ITR20001/T 基於調製光反射原理操作。內部紅外線 LED 以 940nm 發射光。對呢個波長敏感嘅光電晶體管被放置喺正常情況下（冇物體存在）唔會直接睇到LED 光束嘅位置。其輸出保持喺高阻抗/低電流狀態（暗電流）。當一個反射物體進入發射器同檢測器之間預定義嘅間隙時，佢會將一部分紅外線反射到光電晶體管嘅有效區域上。呢個入射光喺光電晶體管中產生基極電流，使其導通並傳導顯著更高嘅集極電流（I}C(ON)

）。外部電路檢測到輸出引腳上電流/電壓嘅呢個變化，從而指示物體嘅存在。

14. 免責聲明同使用注意事項

• 必須遵守規格書中嘅重要免責聲明：
• 製造商保留調整產品材料嘅權利。
• 產品自出貨日期起 12 個月內符合已發布嘅規格。
• 圖表同典型值僅供參考，唔保證。
• 絕對唔可以超過絕對最大額定值。製造商對因誤用而造成嘅損壞唔承擔任何責任。