ITR9606-F 光電遮斷器規格書 - 封裝尺寸 4.0x3.2x2.5mm - 正向電壓 1.2V - 峰值波長 940nm - 粵語技術文檔

1. 產品概覽

ITR9606-F 係一款細小、並排式嘅反射型光電遮斷器模組。佢將一個紅外線發射二極管 (IRED) 同一個矽光電晶體管整合喺單一個黑色熱塑性塑膠外殼入面。呢啲元件喺會聚嘅光軸上對齊。基本工作原理係光電晶體管檢測IRED發出嘅輻射。當一個不透明物體阻斷咗發射器同檢測器之間嘅光路，光電晶體管嘅輸出狀態就會改變，從而實現非接觸式感應同開關功能。

1.1 核心功能同優點

• 快速響應時間：適用於編碼器同速度感應器等需要高速檢測嘅應用。
• 高靈敏度：即使紅外線強度好低，矽光電晶體管都可以提供可靠嘅信號檢測。
• 特定波長：峰值發射波長 (λp) 為 940nm，屬於近紅外光譜，可以將環境可見光嘅干擾減到最低。
• 環保合規：產品唔含鉛，符合 RoHS 指令，同埋遵守歐盟 REACH 法規。
• 緊湊設計：集成式並排封裝為 PCB 安裝提供咗慳位嘅解決方案。

1.2 目標應用

呢款光電遮斷器專為各種非接觸式感應同位置檢測應用而設計，包括但不限於：

• 電腦滑鼠同影印機入面嘅位置感應。
• 掃描器同打印機入面嘅紙張檢測同邊緣感應。
• 軟碟機同其他媒體驅動器入面嘅磁碟存在檢測。
• 通用非接觸式開關。
• 直接喺消費電子產品同工業控制裝置嘅電路板上安裝。

2. 深入技術參數分析

呢部分會詳細、客觀咁解釋器件嘅電氣同光學規格。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能會受到永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 輸入 (IRED)：
  • 功耗 (Pd)： 75 mW (喺或低於 25°C)。喺更高環境溫度下需要降額。
  • 反向電壓 (VR)： 5 V。超過呢個值可能會損壞 LED 結。
  • 正向電流 (IF)： 50 mA。為咗長期可靠運作，連續直流電流通常應該限制喺 20mA。
• 輸出 (光電晶體管)：
  • 集電極功耗 (Pd)： 75 mW。
  • 集電極電流 (IC)： 20 mA。
  • 集電極-發射極電壓 (BV_CEO)： 30 V。
  • 發射極-集電極電壓 (BV_ECO)： 5 V。
• 溫度極限：
  • 工作溫度 (T_opr)： -25°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，最多 5 秒，測量點距離封裝主體 3mm。

2.2 電光特性

喺 T_a= 25°C 下測量，呢啲參數定義咗器件喺正常工作條件下嘅典型性能。

• 輸入 (IRED) 特性：
  • 正向電壓 (V_F)： 典型值 1.2V，喺 I_F=20mA 時最大值為 1.5V。呢個對於設計 LED 嘅限流電路好重要。
  • 反向電流 (I_R)： 喺 V_R=5V 時最大值為 10 μA。
  • 峰值波長 (λ_P)： 940 nm。呢個紅外線波長人眼睇唔到，有助於減少光學噪音。
• 輸出 (光電晶體管) 特性：
  • 暗電流 (I_CEO)： 喺 V_CE=20V 同零照度 (E_e=0) 下最大值為 100 nA。呢個係感應器被遮擋時嘅漏電流。
  • 集電極-發射極飽和電壓 (V_CE(sat))： 喺 I_C=2mA 同輻照度 1mW/cm² 下最大值為 0.4V。較低嘅 V_CE(sat)對於數字開關應用更好。
  • 集電極電流 (I_C(ON))： 喺 V_CE=5V 同 I_F=20mA 下，範圍由最小 0.5mA 到最大 10mA。呢個寬範圍表示靈敏度可能存在單元間差異。
• 動態響應：
  • 上升時間 (t_r) 同下降時間 (t_f)： 喺指定測試條件下 (V_CE=5V, I_C=1mA, R_L=1kΩ)，每個通常為 15 μs。呢個定義咗最大開關頻率能力。

3. 性能曲線分析

圖形數據可以更深入咁了解器件喺唔同條件下嘅行為。

3.1 紅外線發射器特性

規格書包含紅外線發射器元件嘅典型曲線。

• 正向電流 vs. 正向電壓 (I_F-V_F曲線)：呢條指數曲線係二極管嘅標準曲線。喺典型工作點 I_F=20mA 時，V_F大約係 1.2V。呢條曲線有助於熱管理分析，因為 V_F具有負溫度係數。
• 光譜分佈：確認峰值發射喺 940nm，具有 GaAlAs LED 嘅典型半高全寬 (FWHM)，顯示可見光譜中嘅發射極少。

3.2 光電晶體管特性

• 光譜靈敏度：矽光電晶體管喺近紅外區域具有峰值靈敏度，同配對 IRED 嘅 940nm 發射波長密切匹配。呢種對齊最大化咗耦合效率同信噪比。
• 集電極功耗 vs. 環境溫度：一條降額曲線，顯示最大允許功耗隨環境溫度升高超過 25°C 而線性下降。呢個對於高溫環境下嘅可靠性計算好關鍵。

4. 機械同封裝資訊

4.1 封裝尺寸

ITR9606-F 有一個緊湊嘅矩形外殼。

• 總體尺寸：長度約 4.0mm，寬度約 3.2mm，高度約 2.5mm (不包括引腳)。
• 引腳間距：標準引腳間距為 2.54mm (0.1 英寸)，兼容常見嘅 PCB 佈局。
• 引腳形式：引腳設計用於通孔安裝。尺寸圖指定咗連接條嘅位置同建議嘅彎曲點。
• 公差：除非另有說明，尺寸公差為 ±0.3mm。

4.2 極性識別同安裝

黑色外殼有助於防止內部光學串擾。組件唔係完全對稱；規格書圖表指示咗發射器同檢測器側嘅位置。正確嘅方向對於會聚光軸按預期工作至關重要。PCB 焊盤必須同引腳位置精確對齊，以避免焊接期間對環氧樹脂主體造成機械應力。

5. 焊接同組裝指引

正確處理對於保持器件完整性同性能至關重要。

5.1 引腳成型指引

• 彎曲必須喺距離環氧樹脂封裝主體底部大於 3mm 嘅位置進行。
• 引腳成型必須喺焊接過程之前完成。
• 彎曲期間必須牢固固定引線框架，並且必須避免對環氧樹脂主體施加應力，以防止開裂或內部損壞。
• 引腳切割應該喺室溫下進行。

5.2 建議焊接參數

• 手動焊接：烙鐵頭最高溫度 300°C (對於 30W 烙鐵)，每個引腳焊接時間最多 3 秒。保持焊點到環氧樹脂主體最少 3mm 距離。
• 波峰/浸焊：預熱最高溫度 100°C (最多 60 秒)。焊錫槽最高溫度 260°C，停留時間最多 5 秒。遵守 3mm 距離規則。
• 重要注意事項：
  • 避免喺器件熱嘅時候對引腳施加應力。
  • 唔好進行超過一次嘅浸焊/手動焊接。
  • 保護器件免受機械衝擊，直到佢冷卻到室溫。
  • 唔好使用超聲波清潔方法。

5.3 儲存條件

• 短期 (≤3 個月)：儲存喺 10-30°C，相對濕度 (RH) ≤70%。
• 長期 (≥3 個月)：儲存喺密封容器內，氮氣環境，溫度 10-25°C，相對濕度 20-60%。
• 開封後：盡可能喺 24 小時內使用器件。剩餘器件儲存喺 10-25°C，20-60% RH，並立即重新密封包裝袋。
• 避免喺潮濕環境中快速溫度變化，以防止凝結。

6. 包裝同訂購資訊

6.1 包裝規格

• 每管 90 件。
• 每盒 48 管。
• 每箱 4 盒。

6.2 標籤資訊

包裝標籤包含標準嘅可追溯性欄位：客戶部件號 (CPN)、製造商部件號 (P/N)、數量 (QTY)、等級 (CAT)、參考 (REF) 同批號 (LOT No.)。

7. 應用設計考量

7.1 典型電路配置

基本應用電路涉及一個同 IRED 陽極串聯嘅限流電阻。光電晶體管通常喺其集電極連接一個上拉電阻，形成共發射極配置。輸出從集電極取出，當檢測到紅外光時 (物體不存在) 會被拉低，當光路被阻斷時 (物體存在) 會變高。上拉電阻嘅值同 IRED 電流將決定輸出電壓擺幅同響應速度。

7.2 設計同佈局最佳實踐

• 光路：確保要檢測嘅物體乾淨利落咁通過發射器同檢測器之間嘅槽。考慮物體嘅大小、反射率同速度。
• 抗環境光能力：雖然 940nm 濾波器同外殼提供咗一定保護，但設計系統去調製 IRED 電流，並喺接收器電路中使用同步檢測，可以大大增強對環境光同電氣噪音嘅抗干擾能力。
• 熱管理：遵守功率降額曲線。喺高環境溫度或高工作週期應用中，相應降低工作電流 (I_F)。
• 機械安裝：將器件牢固固定喺 PCB 上，以減少可能影響可靠性嘅振動。確保冇應力通過引腳傳遞到封裝。

8. 技術比較同區分

ITR9606-F 屬於常見嘅側視型光電遮斷器類別。其主要區別包括其特定嘅 940nm 波長配對、典型 15μs 響應時間，同緊湊嘅通孔封裝。同具有物理間隙嘅透射式感應器相比，呢種反射式並排配置允許零間隙物體檢測，但有效感應距離可能稍短，並且對目標物體嘅反射率可能更敏感。

9. 常見問題 (FAQ)

9.1 基於技術參數

問：呢款遮斷器嘅典型感應距離或間隙係幾多？

答：規格書冇指定最大感應間隙。呢個高度依賴於 IRED 驅動電流、光電晶體管增益，同目標物體嘅反射率/大小。佢係為咗近距離或直接阻斷內部光路而設計，唔係用於遠距離檢測。

問：點解集電極電流 (I_C(ON)) 指定嘅範圍咁闊 (0.5mA 到 10mA)？

答：呢個範圍考慮咗光耦合器電流傳輸比 (CTR) 嘅自然變化，CTR 係光電晶體管輸出電流同 IRED 輸入電流嘅比率。設計電路時要確保佢能夠可靠地同指定嘅最小 I_C(ON)一齊工作，以確保所有生產單元嘅功能正常。

問：我可以用高過 20mA 嘅脈衝電流驅動 IRED 嗎？

答：連續正向電流嘅絕對最大額定值係 50mA。雖然短暫高過 20mA 嘅脈衝可能係可行嘅，但考慮到工作週期同環境溫度，平均功耗唔可以超過額定嘅 75mW。超過額定值有減少使用壽命或立即失效嘅風險。

10. 實際應用例子

10.1 打印機入面嘅紙張檢測

喺打印機紙盤度，可以安裝 ITR9606-F，令紙疊位於發射器同檢測器之間嘅光路中。當有紙時，佢會將紅外光反射到光電晶體管，表示已裝紙。當紙盤空咗時，缺乏反射表面會導致光電晶體管輸出狀態改變，觸發紙張不足警報。快速響應時間即使喺紙張快速進紙時都可以進行檢測。

10.2 用嚟測摩打轉速嘅旋轉編碼器

安裝喺摩打軸上嘅開槽圓盤可以通過感應器嘅檢測區域。當槽同輻條交替經過時，佢哋會阻斷紅外光束，喺光電晶體管輸出端產生數字脈衝序列。呢個信號嘅頻率同摩打轉速成正比。15μs 嘅響應時間根據槽密度設定咗可解析嘅最高速度上限。

11. 工作原理

ITR9606-F 基於調製紅外光反射嘅原理運作。內部 IRED 發射 940nm 嘅光。喺其默認狀態 (冇目標物體) 下，呢啲光從外殼嘅內部幾何形狀或默認背景反射，並被同處嘅光電晶體管檢測到，令其導通。當物體進入感應區域時，佢會改變呢條反射光路——通常係通過吸收或散射紅外光——導致光電晶體管接收到嘅輻照度同輸出電流出現可測量嘅下降。呢個輸出變化被用作指示物體存在或位置嘅數字或模擬信號。

12. 技術趨勢

像 ITR9606-F 咁樣嘅光電遮斷器代表咗一種成熟、可靠嘅技術。呢個領域目前嘅趨勢集中喺幾個方面：

• 微型化：開發更細嘅表面貼裝器件 (SMD) 封裝，以節省現代電子產品中嘅 PCB 空間。
• 集成化：將額外電路，例如施密特觸發器、放大器或邏輯輸出，整合到感應器封裝中，以簡化外部設計並提高抗噪能力。
• 增強性能：為更高速度應用改進響應時間，並為使用更低驅動電流以節省電力而提高靈敏度。
• 專業化：為特定市場領域 (如汽車或工業自動化) 創造具有唔同波長、感應距離或輸出類型 (數字、模擬) 嘅變體。

儘管有呢啲趨勢，基本嘅並排反射式設計對於無數接近同位置感應應用嚟講，仍然係一個高性價比且穩健嘅解決方案。