目錄
1. 產品概覽
LTR-5888DHP1 係一款專為紅外線（IR）偵測應用而設計嘅高靈敏度光電晶體。佢嘅核心功能係將入射嘅紅外線光轉換成電流。一個關鍵特點係佢採用特殊嘅深綠色塑膠封裝，呢個設計旨在衰減或阻隔可見光波長。呢種設計可以將環境可見光源嘅干擾減到最低，令到呢個元件特別適合用喺信號純粹喺紅外線光譜嘅應用，例如接近感應、物件偵測同埋紅外線遙控接收器。
呢個元件提供咗寬廣嘅集極電流工作範圍，並且以快速開關時間為特點，令佢能夠對紅外線照明嘅變化作出快速反應。呢種光學濾波、靈敏度同埋速度嘅結合，令佢成為各種需要可靠紅外線偵測嘅電子系統中一個多功能元件。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作並唔保證正常運作。
- 功耗（PC）：100 mW。呢個係喺環境溫度（TA）為25°C時，元件可以作為熱量散發嘅最大功率。超過呢個限制會有熱失控同埋故障嘅風險。
- 集極-射極電壓（VCEO）：30 V。當基極（感光區域）開路時，可以施加喺集極同埋射極端子之間嘅最大電壓。
- 射極-集極電壓（VECO）：5 V。可以施加喺射極同埋集極之間嘅最大反向電壓。
- 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。呢個係元件設計用嚟正常運作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度範圍：-55°C 至 +100°C。呢個係非工作狀態下儲存嘅溫度範圍。
- 引腳焊接溫度：距離封裝主體1.6mm嘅位置，溫度為260°C，持續時間為5秒。呢個定義咗回流焊接曲線嘅限制，以防止封裝損壞。
2.2 電氣及光學特性
呢啲參數喺TA=25°C下指定，定義咗元件嘅典型性能。
- 擊穿電壓： V(BR)CEO（最小30V）同埋V(BR)ECO（最小5V）。呢啲係喺無照明（Ee= 0 mW/cm²）嘅情況下，喺指定測試電流下接面發生擊穿嘅電壓。
- 集極-射極飽和電壓（VCE(SAT)）：喺IC= 100µA 同埋 Ee= 1 mW/cm² 條件下，最大值為0.4V。呢個係當晶體管喺照明下完全導通（飽和）時，跨接喺晶體管兩端嘅電壓降。一個較低嘅VCE(SAT)對於高效開關係有利嘅。
- 開關時間：上升時間（Tr）典型值為15 µs，下降時間（Tf）典型值為18 µs，測量條件為VCC=5V，IC=1mA，同埋RL=1kΩ。呢啲時間決定咗輸出對脈衝光輸入嘅響應速度。
- 集極暗電流（ICEO）：喺VCE=10V 且無照明嘅情況下，最大值為100 nA。呢個係當元件處於完全黑暗時流動嘅微小漏電流。較低嘅暗電流表示喺低光偵測中有更好嘅信噪比。
- 集極電流比率（R）：0.8 至 1.25。呢個參數可能係指定兩個光電晶體或通道之間嘅匹配度，對於差分感測應用非常重要。
3. 分級系統解說
LTR-5888DHP1 採用一個基於其導通狀態集極電流（IC(ON)）嘅全面分級系統。分級係一個質量控制過程，將具有相似性能特徵嘅元件分組。規格書提供咗兩個分級表：一個係生產設定範圍，另一個係最終保證範圍。
參數IC(ON)定義為喺標準化條件下（VCE= 5V，Ee= 1 mW/cm²）嘅平均集極電流。元件會被分類到標記為A至H嘅級別，每個級別都有特定嘅IC(ON)範圍（例如，生產設定嘅A級：0.20mA 至 0.26mA）。每個級別都對應一個獨特嘅顏色標記（紅、黑、綠、藍、白、紫、黃、橙）。呢個設計允許工程師根據佢哋特定電路要求，選擇具有嚴格控制靈敏度嘅元件，確保系統性能一致。例如，一個需要精確觸發閾值嘅應用，使用單一、窄範圍級別嘅元件會有好處。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾條典型特性曲線，可以直觀咁了解元件喺唔同條件下嘅行為。
- 圖1：集極暗電流 vs. 環境溫度：呢個圖表顯示ICEO點樣隨住溫度上升而指數級增加。對於高溫應用嚟講，呢個係一個關鍵考慮因素，因為增加嘅暗電流可能會掩蓋微弱嘅光學信號。
- 圖2：集極功耗 vs. 環境溫度：呢條降額曲線說明咗最大允許功耗（PC）會隨住環境溫度升高而降低。喺85°C時，元件可以處理嘅最大功率明顯低於25°C時嘅100mW額定值。設計師必須使用呢條曲線嚟確保安全嘅熱操作。
- 圖3：上升及下降時間 vs. 負載電阻：呢個圖表顯示開關時間（Tr同埋Tf）會隨住較高嘅負載電阻（RL）而增加。對於需要最大速度嘅應用，應該選擇一個較低嘅RL值，雖然呢個會影響輸出電壓擺幅。
- 圖4：相對集極電流 vs. 輻照度：呢個係光電晶體嘅基本傳遞函數。佢顯示喺某個範圍內，集極電流會隨住入射紅外線輻照度（Ee）線性增加。呢條線嘅斜率代表咗元件嘅響應度或靈敏度。
5. 機械及封裝資料
呢個元件使用特殊嘅深綠色塑膠封裝。封裝尺寸喺規格書中以毫米為單位提供。關鍵尺寸註釋包括：除非另有說明，公差為±0.25mm；法蘭下方樹脂突出部分最大為1.5mm；引腳間距喺引腳離開封裝嘅位置測量。深綠色材料對於其光學濾波特性至關重要，佢阻隔可見光以增強紅外線專用性能。
6. 焊接及組裝指引
提供嘅主要指引同焊接熱應力有關。引腳可以承受260°C嘅溫度，最長持續時間為5秒，測量點距離封裝主體1.6mm（0.063英寸）。呢個規格對於定義安全嘅回流焊接曲線至關重要。超過呢個時間-溫度限制可能會導致半導體晶片、引線鍵合或塑膠封裝本身內部損壞，引致即時故障或降低長期可靠性。除非另有說明，亦應遵循處理濕度敏感元件（MSL）嘅標準行業慣例。
7. 應用建議
7.1 典型應用場景
- 紅外線遙控接收器：偵測來自電視遙控器、冷氣機等嘅調製紅外線信號。
- 接近及物件偵測：用喺自動水龍頭、乾手機、抹手紙分配器同埋機械人技術中，感應物件嘅存在。
- 工業計數及分類：當與紅外線發射器配對時，偵測輸送帶上嘅物件。
- 光學編碼器：感應旋轉圓盤上嘅槽或標記，用於位置或速度測量。
- 煙霧探測器：喺某啲光學腔體設計中，用嚟偵測煙霧粒子散射嘅光線。
7.2 設計考慮因素
- 偏置：光電晶體可以用喺開關（飽和）模式或線性（放大）模式。喺開關模式（共射極配置加上拉電阻）下，佢提供數位輸出。喺線性模式（通常配合運算放大器）下，佢提供與光強度成正比嘅類比輸出。
- 負載電阻（RL）：集極電路中RL嘅數值係一個關鍵設計選擇。一個較細嘅RL提供更快嘅開關速度（見圖3），但對於給定嘅光電流會導致較細嘅輸出電壓擺幅。一個較大嘅RL提供較大嘅電壓擺幅但響應較慢。
- 環境光抑制：雖然深綠色封裝有幫助，但對於具有強烈環境紅外線（例如陽光、白熾燈泡）嘅環境，可能需要額外嘅電氣濾波。使用調製紅外線源同埋解調接收器電路係一個非常有效嘅技術。
- 熱管理：參考圖2（降額曲線），確保喺預期最高工作環境溫度下，元件嘅功耗保持喺安全限制內。
- 分級選擇：根據所需信號電平同埋預期紅外線源強度，選擇合適嘅靈敏度級別（A-H），以優化電路性能同埋一致性。
8. 技術比較及差異
LTR-5888DHP1 嘅主要區別在於其專用於抑制可見光嘅深綠色封裝。同透明或無濾波嘅光電晶體相比，佢喺具有高環境可見光嘅環境中提供更優越嘅性能，因為佢較少機會被誤觸發。佢結合咗相對較高嘅VCEO（30V）、快速開關速度（微秒範圍）同埋詳細嘅靈敏度分級系統，令佢成為各種紅外線感測任務中一個穩健且設計友好嘅選擇。全面嘅分級允許喺需要多個感應器或非常一致觸發點嘅應用中進行精確匹配。
9. 常見問題（基於技術參數）
問：深綠色封裝嘅用途係咩？
答：佢充當一個可見光濾波器。佢衰減可見光譜（約400-700nm）嘅光線，同時允許紅外線波長（通常>700nm）穿透到半導體晶片。呢個提高咗純紅外線應用中嘅信噪比。
問：我應該點樣理解兩個唔同嘅分級表？
答：生產設定表顯示咗製造過程中用嚟分類元件嘅更嚴格內部範圍。導通狀態範圍表顯示咗客戶可以依賴嘅更寬、保證嘅規格範圍。來自單一生產級別嘅元件，其性能會比僅僅符合更寬保證範圍嘅元件更加一致。
問：我可唔可以喺陽光直射下使用呢個元件？
答：雖然封裝會濾除可見光，但陽光含有大量紅外線輻射。呢個可能會令感應器飽和。對於戶外使用或喺強烈環境紅外線下，強烈建議使用光學屏蔽、電氣濾波，或使用調製紅外線源系統。
問：如果我超過咗引腳焊接溫度/時間會點？
答：可能會導致不可逆轉嘅損壞：封裝熔化、內部引線鍵合斷裂或半導體特性退化。務必遵守距離主體1.6mm處260°C持續5秒嘅指引。
10. 實用設計案例分析
場景：為自動皂液器設計一個接近感應器。
目標係偵測放喺噴嘴下方約5-10cm嘅一隻手。一個紅外線LED發射器放置喺LTR-5888DHP1偵測器對面，兩者都面向偵測區域。
設計步驟：
1. 電路配置：將光電晶體用喺共射極開關模式。將射極接地，集極連接上拉電阻（RL）再接至電源電壓（例如5V）。輸出信號取自集極節點。
2. 元件選擇：選擇一個波長與光電晶體峰值靈敏度匹配嘅紅外線LED。選擇一個能提供良好電壓擺幅嘅RL值（例如10kΩ）。根據預期反射紅外線強度，從D級或E級中選擇一個具有中等靈敏度嘅光電晶體。
3. 調製（可選但建議）：為咗抑制環境光，用脈衝電流（例如38kHz）驅動紅外線LED。喺光電晶體輸出後跟隨一個帶通濾波器或一個調諧到相同頻率嘅專用紅外線接收IC。呢個令系統對恆定環境紅外線免疫。
4. 閾值偵測：當隻手將紅外線光反射到偵測器上時，集極嘅輸出電壓會下降。可以使用比較器或微控制器嘅ADC嚟偵測呢個電壓變化並觸發皂液泵。
5. 考慮因素：設定偵測閾值時，要考慮暗電流隨溫度增加（圖1）。確保元件嘅功耗根據圖2保持喺限制內。
11. 工作原理
光電晶體基本上係一個雙極性接面電晶體（BJT），其中基極區域暴露喺光線下並且唔連接電氣端子。能量大於半導體能隙嘅入射光子喺基極-集極接面區域被吸收。呢種吸收會產生電子-電洞對。反向偏壓嘅基極-集極接面中嘅電場會掃過呢啲電荷載子，產生光電流。呢個光電流充當晶體管嘅基極電流。由於晶體管嘅電流增益（β或hFE），產生嘅集極電流係光電流乘以增益（IC≈ β * Iphoto）。呢種內部放大正係令光電晶體比簡單嘅光電二極體具有更高靈敏度嘅原因。深綠色封裝材料吸收大部分可見光光子，而紅外線光子可以穿透並被矽吸收以產生信號電流。
12. 技術趨勢
用於感測嘅光電領域持續發展。與LTR-5888DHP1類似元件相關嘅趨勢包括：
集成化：趨向於集成解決方案，將光電偵測器、放大器同埋數位邏輯（如施密特觸發器或調製器/解調器）結合到單一封裝中（例如紅外線接收模組）。
微型化：開發更細表面貼裝封裝嘅光電晶體，以滿足緊湊型消費電子產品嘅需求。
增強濾波：使用更精密嘅干涉濾波器，直接沉積喺晶片或封裝上，以提供更銳利嘅波長選擇性，提高對唔需要嘅環境光源嘅抑制能力。
應用特定優化：元件越來越多地針對非常特定嘅應用（例如數據通信嘅特定脈衝偵測、精密測量嘅極低暗電流）進行特性描述同埋分級，而唔再係通用元件。
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。 |