LTE-3220L-032A 紅外線發射器規格書 - 850nm 波長 - 30度視角 - 150mW 功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

LTE-3220L-032A 是一款分離式紅外線發射元件，專為多種光電應用而設計。它是廣泛產品線的一部分，包含適用於遙控系統、紅外線無線資料傳輸、安全警報及類似用途的元件。該元件採用半導體技術製造，可發射紅外光譜的光線。

1.1 核心優勢與目標市場

此元件的核心優勢包括符合環保法規、高運作速度以及窄輻射角，能實現定向紅外線訊號傳輸。它適用於脈衝操作，是數位通訊協定的理想選擇。目標市場涵蓋消費性電子製造商、工業自動化、安全系統整合商，以及需要可靠、不可見光傳輸的無線資料鏈路開發者。

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。最大功耗為 150 mW。在脈衝條件下（每秒 300 個脈衝，脈衝寬度 10μs），可承受 1 A 的峰值順向電流，而最大連續順向電流為 100 mA。元件可承受高達 5 V 的反向電壓。工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存環境溫度範圍為 -55°C 至 +100°C。引腳可在 260°C 下焊接 5 秒，前提是焊接點距離元件本體至少 4.0mm。

2.2 電氣與光學特性

這些參數是在環境溫度 (TA) 為 25°C 時指定的。關鍵性能指標如下：

• 輻射強度 (Ie)：此指標衡量單位立體角發射的光功率。在順向電流 (IF) 為 20mA 時，典型值為 24 mW/sr；在 IF=50mA 時，典型值為 60 mW/sr。
• 峰值發射波長 (λPeak)：元件發射最大光功率的波長，典型值為 850 奈米 (nm)。
• 譜線半寬度 (Δλ)：發射光的頻寬，典型值為 50 nm，表示圍繞峰值波長的波長分布範圍。
• 順向電壓 (Vf)：元件導通時的電壓降，在 IF=50mA 時，典型值為 2.0 伏特。
• 反向電流 (IR)：施加反向電壓時的小量漏電流，在 VR=5V 時，最大值為 100 μA。
• 視角 (2θ1/2)：輻射強度至少為其最大值一半的角度範圍。此元件具有相對較窄的 30 度視角。

3. 性能曲線分析

規格書提供了數張圖表，說明元件在不同條件下的行為。

3.1 光譜分布

圖 1 顯示了相對輻射強度隨波長的變化。曲線以 850 nm 為中心，其特徵形狀由半導體材料的能隙及其他物理特性所定義。半寬度可見於曲線在其最大高度一半處的寬度。

3.2 順向電流 vs. 環境溫度

圖 2 描繪了最大允許順向電流如何隨著環境溫度升高而降低。此降額曲線對於應用設計中的熱管理至關重要，可防止超過最大接面溫度。

3.3 順向電流 vs. 順向電壓

圖 3 是電流-電壓 (I-V) 特性曲線。它顯示了半導體二極體典型的指數關係。此曲線有助於設計驅動電路，特別是用於確定所需工作電流對應的電壓。

3.4 相對輻射強度 vs. 環境溫度與順向電流

圖 4 和圖 5 顯示了光輸出功率如何隨溫度和驅動電流變化。圖 4 表明輸出功率通常隨溫度升高而降低。圖 5 顯示輸出功率隨驅動電流增加而增加，但不一定是完美的線性關係，特別是在效率可能下降的較高電流下。

3.5 輻射模式圖

圖 6 是一個極座標圖，說明了發射紅外光的空間分布。窄 30 度視角清晰可見，在此錐形區域外強度急劇下降。此模式對於在系統中將發射器與偵測器對準非常重要。

4. 機械與封裝資訊

4.1 外型尺寸

元件具有標準封裝外形。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。法蘭下方的樹脂可能凸出，最大可達 1.5mm。引腳間距是在引腳離開封裝本體的點上測量的。

4.2 極性識別

雖然提供的文本中未明確詳述，但紅外線發射器是二極體，因此具有極性（陽極和陰極）。較長的引腳通常是陽極。規格書的尺寸圖通常會標示此點，電路組裝時必須注意正確的極性。

5. 自動化組裝包裝

元件以凸版載帶形式供應，用於自動貼片機。第 6 節提供了詳細的載帶與捲盤規格，包括：

• 載帶寬度 (W3)：17.5 至 19.0 mm
• 元件口袋間距 (P)：12.5 至 12.9 mm
• 元件腔體深度/高度 (H)：距離載帶底紙 10.5 至 11.5 mm
• 口袋內的引腳間距 (F)：2.3 至 3.0 mm

6. 焊接與組裝指南

提供的主要指南是引腳焊接溫度：260°C，最多 5 秒，並規定焊接點必須距離元件的塑膠本體至少 4.0mm。這是為了防止環氧樹脂封裝受到熱損壞。對於迴焊，適用標準紅外線或對流迴焊曲線，峰值溫度不超過 260°C。元件應根據儲存溫度範圍，存放在乾燥的環境中。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

LTE-3220L-032A 非常適合用於：

• 紅外線遙控器：適用於電視、音響系統及其他消費性電器。
• 短距離資料鏈路：適用於智慧型手機、電腦或工業感測器等設備間，在佈線不切實際時進行無線通訊。
• 接近與物體偵測：用於安全系統、自動門或工業計數系統，通常與光電偵測器配對使用。
• 光學開關與編碼器：當中斷或反射紅外光束可指示位置或運動。

7.2 設計考量

• 驅動電路：從電壓源驅動時，限流電阻對於設定所需的順向電流 (IF) 至關重要。電路必須遵守連續和脈衝電流的絕對最大額定值。
• 熱管理：若在接近最大額定值或較高的環境溫度下運作，請確保有足夠的散熱片或 PCB 銅箔面積，並以降額曲線作為指南。
• 光學對準：窄 30 度視角要求發射器與接收偵測器之間進行精確的機械對準，以獲得最佳訊號強度。
• 抗環境光干擾：在具有強環境紅外光（例如陽光）的環境中，必須對發射訊號進行調變（脈衝），並在接收端進行相應的解調變，以確保可靠運作。

8. 技術比較與差異化

與視角更廣的紅外線發射器相比，LTE-3220L-032A 的 30 度視角可在更聚焦的光束內提供更高的強度。這使得在給定距離下，可能實現更長的傳輸距離或更低的所需驅動電流，從而提高電源效率。其 850nm 波長是常見標準，與在此區域具有高靈敏度的矽光電偵測器具有良好的相容性。支援脈衝操作使其能靈活應用於各種數位通訊協定。

9. 基於技術參數的常見問題

問：輻射強度 (mW/sr) 與總輸出功率 (mW) 有何不同？

答：輻射強度是單位立體角的功率，描述光束的集中程度。總功率需要將強度在整個發射模式上積分。對於窄角元件，即使總功率適中，也能實現高輻射強度。

問：我可以用 5V 電源直接驅動這個 LED 嗎？

答：不行。在 50mA 時，其典型順向電壓為 2.0V。直接連接到 5V 會導致過大電流並損壞元件。您必須使用一個串聯電阻（或恆流驅動器）將電流限制在所需值（例如 20mA 或 50mA）。

問：既然是紅外線元件，為什麼峰值波長是 850nm？

答：850nm 屬於近紅外光譜，剛好在可見紅光之外。這是一個熱門選擇，因為矽光電偵測器在此波長非常敏感，且比更長的紅外波長更不易受到可見光干擾。

問：如何解讀峰值電流的300pps，10μs 脈衝額定值？

答：這意味著元件可以承受短暫的高電流脈衝。僅當脈衝寬度為 10 微秒或更短，且脈衝重複率為每秒 300 個脈衝或更低時，才允許 1A 的峰值電流。這使得通訊系統中能實現高亮度脈衝。

10. 實際使用案例

設計一個簡單的接近感測器：LTE-3220L-032A 可用作反射式物體感測器中的發射器。它與一個放置在其旁邊的光電晶體配對使用。發射器以脈衝電流驅動（例如 50mA 脈衝）。當物體靠近時，它會將部分紅外光反射回光電晶體。連接到光電晶體的電路會偵測到電流的增加。脈衝操作有助於將訊號與環境光區分開來。發射器的窄視角有助於定義更精確的感測區域。

11. 工作原理簡介

該元件基於半導體 p-n 接面的電致發光原理運作。當施加順向電壓時，電子和電洞被注入接面區域並在此復合。在此特定的材料系統中，復合過程中釋放的能量以光子的形式發射出來，其波長對應於半導體的能隙，該能隙被設計為約 850nm（紅外線）。透明的環氧樹脂封裝使光線能有效逸出。

12. 產業趨勢與發展

紅外線元件的趨勢持續朝向更高效率（每瓦電輸入產生更多光輸出）、更高速度以實現更快資料傳輸，以及更小的封裝尺寸以整合到緊湊設備中。針對氣體感測或光通訊等應用，特定波長範圍的開發也在持續進行。如本元件所示，轉向無鉛且符合 RoHS 標準的製造，是環保法規驅動下的標準產業要求。將發射器與驅動器或偵測器整合在多晶片模組中是另一個發展領域。