目錄
1. 產品概述
LTE-3677 是一款高效能紅外線發射元件，專為需要快速響應時間與顯著輻射輸出的應用而設計。其核心優勢在於結合了高速與高功率，使其非常適合脈衝驅動系統。此元件採用典型的紅外線發射器透明封裝，以確保紅外光的高效傳輸。目標市場包括工業自動化、遙控器、光學開關、數據傳輸鏈路以及需要可靠且快速紅外線信號傳輸的感測器系統。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。最大連續順向電流為 100 mA，而在脈衝條件下（每秒 300 個脈衝，脈衝寬度 10 μs）則允許高達 1 A 的更高峰值順向電流。這突顯了元件能夠進行短暫、高強度的光脈衝輸出。功率耗散額定值為 260 mW。工作溫度範圍指定為 0°C 至 +70°C，儲存溫度範圍為 -20°C 至 +85°C。在距離本體 1.6mm 處測量時，引腳焊接溫度不得超過 260°C，持續時間 5 秒。
2.2 電氣與光學特性
關鍵參數是在環境溫度 (TA) 為 25°C 下測量的。輻射強度 (IE) 是衡量單位立體角光學輸出功率的主要指標。在順向電流 (IF) 為 20mA 時，典型值分級如下：BIN D 提供 9.62 至 19.85 mW/sr，BIN E 提供 13.23 mW/sr。峰值發射波長 (λP) 介於 860 nm 至 895 nm 之間，中心約為 875 nm，使其完全位於近紅外光譜範圍。光譜線半寬度 (Δλ) 為 50 nm，表示發射光的頻寬。電氣特性包括順向電壓 (VF) 在 50mA 時典型值為 1.5V（100mA 時為 1.67V），以及反向電流 (IR) 在 5V 反向偏壓下最大為 100 μA。上升與下降時間 (Tr/Tf) 為 40 ns，證實了其高速能力。視角 (2θ1/2) 為 30 度。
3. 分級系統說明
規格書指出主要針對輻射強度與孔徑輻射入射度進行分級。提到了兩個等級：BIN D 和 BIN E。BIN E 似乎是 BIN D 定義範圍內一個更嚴格或更高性能的子集。對於 IF=20mA 時的輻射強度，BIN D 涵蓋 9.62-19.85 mW/sr，而 BIN E 則指定為 13.23 mW/sr。這使得製造商可以根據其特定應用需求，選擇性能更一致或具有保證最低性能水準的元件，從而確保系統性能的一致性。
4. 性能曲線分析
規格書參考了數個典型特性曲線。圖 1 顯示光譜分佈圖，說明了以 875 nm 為中心的紅外光發射形狀與寬度。圖 2，順向電流 vs. 環境溫度，可能顯示了最大允許電流隨溫度升高而降額的情況。圖 3，順向電流 vs. 順向電壓，描繪了二極體的 IV 特性。圖 4，相對輻射強度 vs. 環境溫度，顯示了光學輸出功率如何隨溫度升高而降低，這是熱管理的一個關鍵考量。圖 5，相對輻射強度 vs. 順向電流，展示了驅動電流與光輸出之間的關係，通常在一個範圍內呈線性。圖 6 是輻射圖，一個極座標圖，顯示了發射光強度的角度分佈，對應於 30 度的視角。
5. 機械與封裝資訊
封裝為標準的穿孔式，帶有透明透鏡。關鍵尺寸註記包括：所有尺寸單位為毫米，除非另有說明，一般公差為 ±0.25mm。法蘭下方的樹脂最大凸出量為 1.5mm。引腳間距是在引腳從封裝本體伸出的位置測量的。確切尺寸在圖紙中提供（文本摘錄中未詳細說明），其中將包括本體直徑、引腳長度和透鏡形狀。
6. 焊接與組裝指南
提供的主要指南是針對引腳焊接：在距離封裝本體 1.6mm（0.063 英吋）處測量時，溫度不得超過 260°C，持續時間 5 秒。這對於防止內部半導體晶片和環氧樹脂封裝受到熱損壞至關重要。對於波峰焊或迴流焊（雖然未明確提及適用於表面黏著，因為這是穿孔元件），應遵循類似元件的標準業界製程曲線，並特別注意峰值溫度和液相線以上的時間。也建議進行適當的處理以避免靜電放電，雖然未明確說明，但半導體元件通常對靜電放電敏感。
7. 包裝與訂購資訊
料號為 LTE-3677。規格書識別碼為：Spec No.: DS-50-99-0015, Revision A。文件有頁碼（例如 Page 1 of 3）。此摘錄中未提供具體的包裝細節，例如捲帶尺寸、管裝數量或托盤包裝。訂購通常會涉及基本料號 LTE-3677，如果分級元件可作為單獨訂購項目，則可能會有後綴來表示分級（例如 LTE-3677-D 或 LTE-3677-E）。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
LTE-3677 非常適合需要快速、脈衝式紅外光的應用。這包括：工業光學感測器（例如物體偵測、計數、邊緣偵測）。用於短距離通訊的紅外線數據傳輸鏈路。消費性電子產品的遙控器單元。光學編碼器與位置感測。煙霧偵測器與其他分析感測設備。使用紅外線光束的安全系統。
8.2 設計考量
驅動電路：使用限流電阻或專用的 LED 驅動電路來控制順向電流。對於脈衝操作，確保驅動器能夠提供所需的峰值電流（高達 1A）並具有快速的邊緣，以充分利用 40 ns 的上升/下降時間。熱管理：雖然功率耗散為 260 mW，但在高連續電流或高環境溫度下工作時，需要注意透過引腳或電路板佈局進行散熱，以維持性能和壽命。光學設計：30 度的視角定義了光束的擴散範圍。可根據需要使用透鏡或反射器來準直或聚焦光束。透明封裝適用於發射器可見的應用，但如有需要，可使用紅外線濾光片來阻擋可見光。與偵測器配對：選擇一個光譜靈敏度與發射器 875 nm 峰值波長相匹配的光偵測器（光電二極體、光電晶體），以獲得最佳的系統效率。
9. 技術比較
與標準、速度較慢的紅外線 LED 相比，LTE-3677 的主要區別在於其高速（40 ns 上升/下降時間），使其能夠以更高的速率進行數據傳輸。其高功率輸出（高輻射強度）提供了更強的信號，提高了信噪比和操作範圍。其適用於脈衝操作且具有高額定峰值電流的能力，使其能夠在短脈衝內被驅動得非常明亮，這不僅效率高，還能延伸感知範圍。透明封裝是此類發射器的標準配置。在選擇紅外線發射器時，工程師會將這些參數——速度、輸出功率、波長、視角和封裝——與其他替代方案進行比較，以找到最適合頻寬、距離和物理佈局要求的元件。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：我可以用 150 mA 的連續電流驅動這個 LED 嗎？
答：不行。連續順向電流的絕對最大額定值為 100 mA。超過此額定值可能會對元件造成永久性損壞的風險。
問：BIN D 和 BIN E 有什麼區別？
答：BIN E 指定在 20mA 時典型輻射強度為 13.23 mW/sr，這個值落在 BIN D 的更寬範圍內（9.62-19.85 mW/sr）。BIN E 可能代表一組性能在該典型值附近更為一致的元件，而 BIN D 則涵蓋了整個製造過程的分布範圍。
問：溫度如何影響性能？
答：如典型曲線所示，輻射強度會隨著環境溫度升高而降低。順向電壓通常也會隨著溫度升高而降低。根據降額曲線（圖 2），工作電流必須在 25°C 以上進行降額，以保持在功率耗散限制內。
問：需要串聯電阻嗎？
答：是的，對於大多數簡單的驅動電路來說是必要的。LED 必須以受控的電流驅動。直接使用電壓源會導致過大的電流流過，從而損壞元件。請根據電源電壓、所需的順向電流 (IF) 以及規格書中的順向電壓 (VF) 來計算電阻值。
11. 實際應用案例
情境：高速物體偵測感測器。一條組裝線使用光電感測器來偵測高速通過的小型元件。LTE-3677 被用作紅外線光源，以 10 kHz 的頻率進行脈衝驅動，峰值電流為 1A。一個匹配的光電晶體被放置在對面。當物體阻斷光束時，接收器會偵測到脈衝信號的缺失。LTE-3677 的 40 ns 響應時間確保了光脈衝的銳利和清晰，使感測器電子設備即使在高速下也能可靠地區分脈衝，最大限度地減少誤觸發，並實現對高速移動物體的準確計數。
12. 工作原理
紅外線發射器是一種半導體二極體。當施加順向電壓時，電子在元件的活性區域內與電洞重新結合，以光子的形式釋放能量。半導體結構中使用的特定材料決定了發射光的波長。對於 LTE-3677，這會產生波長約為 875 nm 的近紅外光譜光子，人眼無法看見，但可以被矽光電二極體和其他對紅外線敏感的感測器偵測到。透明的環氧樹脂封裝充當透鏡，將輸出光束塑造成指定的視角。
13. 技術趨勢
光電領域持續朝著更高效率、更高速度和更高整合度的方向發展。與 LTE-3677 等元件相關的趨勢包括：功率與效率提升：新的半導體材料和結構旨在提供每單位電氣輸入更多的光功率，從而減少熱量產生。更小的外形尺寸：小型化的驅動力推動了表面黏著元件封裝的發展，其性能與穿孔式相當或更佳。速度增強：研究持續推動紅外線發射器的調變速度，以實現更快的數據通訊，例如在 Li-Fi 或高速光互連中。波長特異性：開發具有更窄光譜線寬的發射器，用於氣體感測和光譜分析等應用。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |