目錄
1. 產品概述
LTE-1650是一款微型、頂視型紅外線發射器，專為需要高電流驅動與低順向電壓特性的應用而設計。其主要功能是發射峰值波長為940奈米的紅外光。此元件採用透明塑膠封裝，是各種光電系統中具成本效益的解決方案。該元件的核心優勢包括：能夠處理顯著的脈衝電流、低電壓操作可降低驅動電路的功耗，以及廣視角特性簡化了終端應用中的光學對準。其目標市場通常涉及需要可靠紅外線信號傳輸的遙控系統、接近感測器、物體偵測及工業自動化領域。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
為確保可靠性和使用壽命，本元件規定在嚴格限制範圍內操作。在環境溫度（TA）為25°C時，最大連續功耗為100 mW。在脈衝條件下（每秒300個脈衝，脈衝寬度10微秒），可承受1安培的峰值順向電流。最大連續順向電流額定值為60 mA。可施加高達5伏特的反向電壓而不損壞接面。操作溫度範圍為-40°C至+85°C，而儲存溫度範圍則為-55°C至+100°C，顯示其強大的環境耐受性。當距離封裝本體1.6mm處測量時，引腳可在260°C的溫度下焊接5秒鐘。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數在TA=25°C下量測。輸出特性以孔徑輻射照度（Ee，單位為mW/cm²）和輻射強度（IE，單位為mW/sr）來描述，兩者均在順向電流（IF）為20mA下測試。這些參數經過分級（見第3節）。峰值發射波長（λP）通常為940 nm，屬於近紅外光譜，由於人眼不可見，非常適合許多感測與通訊應用。光譜線半高寬（Δλ）為50 nm，定義了發射光的光譜純度。順向電壓（VF）在IF=50mA時通常為1.6伏特，最大值為1.8V，證實其低電壓操作特性。反向電流（IR）在反向電壓（VR）為5V時最大值為100 µA。視角（2θ1/2）為60度，提供寬廣的輻射模式。
3. 分級系統說明
LTE-1650採用主要基於輻射強度和孔徑輻射照度的性能分級系統。此系統將元件分類為不同的性能等級（A、B、C、D級），以確保生產批次內的一致性。例如，在IF=20mA時，A級元件的輻射強度範圍為1.383至4.06 mW/sr，而D級元件則從5.11 mW/sr起。這使得設計師可以選擇符合其偵測器特定靈敏度要求或應用所需信號強度的元件。本規格書中未明確指出順向電壓或波長的分級；波長被指定為940nm的典型值。
4. 性能曲線分析
規格書提供了數張圖表說明關鍵關係。圖1顯示光譜分佈，繪製相對輻射強度與波長的關係。此曲線確認了940nm的峰值和50nm的光譜寬度。圖2描繪了順向電流與環境溫度的關係，顯示了為保持在功耗限制內，最大允許連續電流如何隨著環境溫度升高而降低。圖3是順向電流對順向電壓（I-V）曲線，展示了二極體的特徵指數關係及其低VF特性。圖4顯示相對輻射強度如何隨環境溫度變化，通常顯示輸出隨著溫度升高而降低。圖5說明相對輻射強度如何隨順向電流變化，顯示驅動電流與光輸出之間的非線性關係。最後，圖6是輻射圖，這是一個極座標圖，直觀地呈現了60度視角，顯示了發射紅外光的角分佈。
5. 機械與封裝資訊
本元件採用微型塑膠頂視型封裝。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多1.5mm。引腳間距在引腳離開封裝本體的點測量。封裝為透明材質，這對於發射器可能可見或需要識別晶片確切位置以進行光學對準的應用非常有益。頂視型設計意味著主要的光發射來自封裝的頂部表面。
6. 焊接與組裝指南
提供的主要焊接規格是針對引腳焊接溫度。當距離封裝本體1.6mm（0.063英吋）處測量時，引腳可承受260°C的溫度達5秒鐘。這是波峰焊或手工焊接製程的關鍵參數。對於迴流焊，通常可以使用適用於塑膠封裝元件的標準紅外線或對流迴流焊溫度曲線，但封裝本體的最高溫度不應長時間超過100°C的儲存溫度上限。建議在組裝期間及之後避免對引腳施加機械應力。適當的儲存條件應包括將元件存放在乾燥、防靜電的環境中，並在指定的儲存溫度範圍（-55°C至+100°C）內，以防止吸濕或其他劣化。
7. 包裝與訂購資訊
提供的內容中未詳細說明具體的包裝格式（例如：帶裝、散裝）。零件編號明確標識為LTE-1650。規格書本身參考編號為：Spec No.: DS-50-95-0017, Revision B。分級代碼（A、B、C、D）將是訂購資訊的關鍵部分，以確保供應正確的性能等級。設計師在訂購時必須指定所需的分級，以保證其應用所需的輻射強度特性。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
LTE-1650非常適合多種應用。其高脈衝電流能力使其成為紅外線遙控發射器的理想選擇，這類應用使用短暫、高功率的脈衝來傳輸信號。廣視角在接近感測和物體偵測中具有優勢，因為發射器和偵測器之間的精確對準可能無法完美控制。它可用於工業自動化中的計數、分類或位置感測。其他潛在用途包括短距離資料傳輸、安全系統光束中斷以及非接觸式開關。
8.2 設計考量
使用LTE-1650進行設計時，必須考慮幾個因素。驅動電路必須將連續電流限制在60mA或以下，並遵守在較高環境溫度下的降額曲線。對於脈衝操作，確保脈衝寬度和工作週期不會導致平均功耗超過100mW。低順向電壓允許其直接由低壓邏輯（例如：3.3V或5V系統）透過一個簡單的串聯限流電阻驅動。選擇的分級（A至D）將直接影響偵測器接收到的信號強度；較高的分級提供更高的強度，可以改善信噪比或允許更長的操作距離。透明封裝不會過濾光線，因此如果需要特定的波長阻擋，可能需要外部光學濾波器。在正常操作條件下，此封裝通常不需要散熱片，但電路板佈局應允許通過引腳進行一些散熱。
9. 技術比較與差異化
與標準紅外線發射器相比，LTE-1650的關鍵差異化優勢在於其結合了高電流能力（1A脈衝，60mA連續）和低順向電壓（典型值1.6V）。許多紅外線發射器會犧牲其中一項以換取另一項。這種結合使其效率更高，且更容易由常見的電源驅動。寬廣的60度視角是相對於窄角發射器的另一個顯著優勢，降低了組裝和最終產品使用中對準精度的要求。透明封裝不提供固有的波長過濾，這根據應用可能是優點也可能是缺點；它提供了晶片的完整光譜輸出，而有色封裝可能會吸收一些所需的紅外光或某些晶片發射的可見紅光。
10. 常見問題解答（基於技術參數）
問：我可以直接從5V微控制器引腳驅動這個LED嗎？
答：可以，但必須使用限流電阻。使用公式 R = (V電源- VF) / IF計算電阻值。例如，當V電源=5V，VF=1.6V，且期望的IF=20mA時，R = (5 - 1.6) / 0.02 = 170歐姆。使用下一個標準值，例如180歐姆。
問：孔徑輻射照度（Ee）和輻射強度（IE）有什麼區別？
答：輻射強度（IE，單位為mW/sr）量測每單位立體角（球面度）發射的光功率，描述光束的聚焦程度。孔徑輻射照度（Ee，單位為mW/cm²）是在指定距離處入射到表面（如偵測器）上的功率密度，這取決於強度和距離/幾何形狀。IE是光源的特性；Ee是偵測器接收到的量。
問：溫度如何影響性能？
答：如曲線所示，環境溫度升高會降低最大允許連續順向電流（圖2），並且通常會降低給定電流下的輻射輸出（圖4）。順向電壓也具有負溫度係數（隨溫度升高而降低），在恆流驅動設計中應考慮這一點。
問：為什麼元件要分級？
答：製造變異會導致個別LED之間的光輸出效率略有不同。分級將它們分類到性能組別（A、B、C、D）中，以便設計師可以為其電路選擇一致的性能水平，確保系統行為可預測。
11. 實際應用案例研究
案例：簡易物體偵測感測器。一個常見用途是在調變紅外線偵測系統中，以避免環境光干擾。LTE-1650通過電晶體開關由38kHz方波（紅外線接收器的常見頻率）驅動，允許脈衝電流高達1A額定值以進行強信號傳輸。它與相應的38kHz調諧紅外線光電偵測器配對使用。LTE-1650的60度廣視角允許發射器和偵測器並排放置在PCB上，它們的視野在感測器前方重疊。當物體進入此重疊區域時，它會將調變的紅外光從發射器反射到偵測器。系統電子設備隨後偵測此反射信號。在這種反射式感測模式下，會選擇C級或D級LED的高輸出，以確保足夠的信號返回偵測器。低順向電壓允許整個電路（包括LED驅動器）由單一的3.3V或5V電源軌供電。
12. 操作原理
LTE-1650是一種半導體發光二極體。其操作基於半導體p-n接面的電致發光。當施加順向電壓時，來自n型區域的電子和來自p型區域的電洞被注入接面區域。當這些電荷載子復合時，它們會釋放能量。在此特定元件中，半導體材料（通常基於砷化鋁鎵，AlGaAs）經過設計，使得此能量主要以峰值波長約940 nm的紅外光光子形式釋放。透明的環氧樹脂封裝保護半導體晶片，提供機械保護，並作為透鏡將發射光塑造成指定的60度視角模式。
13. 技術趨勢與背景
像LTE-1650這樣的紅外線發射器代表了一種成熟可靠的技術。該領域當前的趨勢集中在提高效率（每單位電輸入功率有更多的光輸出）、實現更高的調變速度以進行更快的資料傳輸，以及進一步小型化封裝。還有一個趨勢是將發射器與驅動電路甚至偵測器整合到單一模組中，以簡化系統設計。940nm波長仍然非常受歡迎，因為它在矽偵測器靈敏度（峰值約在900-1000nm）和大氣低吸收之間提供了良好的平衡。雖然新材料可能提供略有不同的波長選擇或更高的效率，但像LTE-1650這樣的元件的基本原理和應用領域仍然穩定，並廣泛應用於消費電子、工業控制和汽車系統中。
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。 |