LTE-1252 红外发射器与探测器规格书 - 940nm波长 - 100mA正向电流 - 1.53V典型正向电压 - 5.0x3.8x3.5mm封装 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTE-1252是一款分立式红外（IR）发射器元件，专为广泛的光电应用而设计。其峰值发射波长为940nm，适用于不希望出现可见光的环境。该器件采用透明塑料封装，具有宽视角特性，并以高辐射强度以及适合大电流、低正向电压工作而著称。

1.1 主要特性

• 无铅且符合RoHS标准的构造。
• 针对大电流和低正向电压工作进行了优化。
• 低成本微型塑料端视封装。
• 宽视角，覆盖范围广。
• 高辐射强度输出。
• 透明封装。

1.2 目标应用

• 遥控器单元的红外发射器。
• 用于接近或物体检测的传感器系统。
• 安防系统中的夜视照明。
• 红外无线数据传输链路。
• 安全报警系统。

2. 技术参数深度解析

本节对LTE-1252红外发射器规定的关键电气和光学参数提供详细、客观的解读。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。不保证在此极限下或超过此极限的操作。

• 功耗（Pd）：150 mW。这是在环境温度（TA）为25°C时，器件能够以热量形式耗散的最大功率。超过此限制有热损坏风险。
• 峰值正向电流（IFP）：1 A。这是在特定条件下（每秒300个脉冲，10μs脉冲宽度）允许的最大脉冲电流。它远高于连续电流额定值，允许短暂的高强度脉冲。
• 连续正向电流（IF）：100 mA。可连续施加而不损坏器件的最大直流电流。
• 反向电压（VR）：5 V。可施加在反向方向的最大电压。规格书明确指出此条件仅用于测试，该器件并非为反向工作而设计。
• 工作温度范围（Topr）：-40°C 至 +85°C。器件规定可工作的环境温度范围。
• 储存温度范围（Tstg）：-55°C 至 +100°C。非工作状态下的储存温度范围。
• 引脚焊接温度：260°C，持续5秒，测量点距本体2.0mm。这定义了手工焊接的热分布极限。

2.2 电气与光学特性

这些是在TA=25°C及规定测试条件下测得的典型和保证性能参数。

• 辐射强度（Ie）：40 mW/sr（最小值），70 mW/sr（典型值），条件为IF=100mA，θ=0°。这测量了沿中心轴每单位立体角发射的光功率，指示亮度。
• 峰值发射波长（λPeak）：940 nm（典型值），条件为IF=100mA。发射光功率达到最大值时的波长。
• 光谱线半宽（Δλ）：54 nm（典型值），条件为IF=100mA。此参数定义了光谱带宽；54nm的值表明发射光不是单色光，而是跨越峰值波长附近的一个波长范围。
• 正向电压（VF）：1.30V（最小值），1.53V（典型值），1.83V（最大值），条件为IF=100mA。当流过规定的正向电流时，器件两端的电压降。较低的VF通常带来更高的效率。
• 反向电流（IR）：100 μA（最大值），条件为VR=5V。施加规定反向电压时流过的小漏电流。
• 半值角（θ0.5）：40°（典型值）。辐射强度降至其在0°时值一半的视角。40°的角度提供了相当宽的发射模式。

3. 性能曲线分析

典型特性曲线直观地展示了器件在不同条件下的行为。

3.1 光谱分布（图1）

该曲线显示了相对辐射强度随波长的变化。它确认了940nm处的峰值和光谱半宽，说明发射器主要在880nm至1000nm范围内输出红外光。

3.2 正向电流与环境温度关系（图2）

此图描绘了最大允许正向电流随环境温度升高而降额的情况。这对于热管理设计至关重要，以确保器件在其安全工作区（SOA）内运行。

3.3 正向电流与正向电压关系（图3）

该IV曲线显示了电流与电压之间的指数关系，这是二极管的典型特性。设计者可以利用该曲线确定所需工作电流对应的驱动电压。

3.4 相对辐射强度与环境温度关系（图4）及与正向电流关系（图5）

图4显示了在固定电流下，光输出如何随温度升高而降低。图5显示了输出随正向电流增加而近乎线性增加，突出了LED的电流控制特性。

3.5 辐射方向图（图6）

此极坐标图直观地表示了发射光的空间分布，确认了40°的半值角并显示了强度模式，这对于将发射器与探测器对准非常重要。

4. 机械与封装信息

4.1 外形尺寸

该器件采用通孔封装，关键尺寸如下（单位：mm，标称值）：

• 总长度：24.0 最小值
• 本体宽度：5.0 ±0.3
• 本体高度：3.8 ±0.3
• 透镜直径/高度：3.5 ±0.3
• 引脚间距：2.54 标称值（标准0.1英寸间距）
• 引脚直径：0.5（凸缘下树脂突出部分最大值）

极性识别：较长的引脚是阳极（+），较短的引脚是阴极（-）。图中还显示了透镜上的一个平面，可作为额外的视觉标记。

4.2 关键注释

• 除非另有说明，公差为±0.25mm。
• 引脚间距在引脚从封装本体伸出处测量。
• 标明了制造地点。

5. 组装、焊接与操作指南

5.1 引脚成型与PCB组装

• 在距离LED透镜基座至少3mm处弯曲引脚。
• 弯曲时请勿以封装基座作为支点。
• 在常温下，焊接前进行引脚成型。
• PCB组装时使用最小的压接力，以避免机械应力。

5.2 焊接工艺

手工焊接（烙铁）：

• 温度：最高350°C。
• 时间：最长3秒。（仅限一次）。
• 位置：距离环氧树脂透镜基座不小于2mm。

波峰焊：

• 预热：最高100°C，最长60秒。
• 焊锡波：最高260°C。
• 焊接时间：最长5秒。
• 浸入位置：距离环氧树脂透镜基座不低于2mm。

关键警告：过高的温度或时间会导致透镜变形或灾难性故障。红外回流焊不适用于此类通孔封装类型。

5.3 储存与清洁

• 储存：温度不超过30°C，相对湿度不超过70%。若从原包装中取出，请在3个月内使用。如需长期储存，请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。
• 清洁：必要时使用异丙醇等醇基溶剂。

6. 应用设计考量

6.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为确保并联驱动多个LED时亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻（电路模型A）。不建议为多个并联的LED使用单个电阻（电路模型B），因为各个器件的正向电压（I-V特性）存在差异，这将导致电流分布不均，从而亮度不均。

6.2 静电放电（ESD）防护

该器件易受静电损坏。预防措施包括：

• 使用导电腕带或防静电手套。
• 确保所有设备、工作站和储存架正确接地。
• 使用离子风机中和塑料透镜上的静电荷。
• 保持ESD认证人员和防静电工作区域（表面电位<100V）。

6.3 应用范围与可靠性

该器件适用于普通电子设备（办公、通信、家用）。对于需要极高可靠性且故障可能危及生命或健康的应用（航空、医疗、安全系统），使用前必须进行专门的咨询和认证。

7. 技术原理与趋势

7.1 工作原理

LTE-1252是一种红外发射二极管（IRED）。当施加超过其阈值电压的正向电压时，电子和空穴在半导体有源区（可能基于GaAs或AlGaAs材料）复合，以光子形式释放能量。特定的材料成分和器件结构经过设计，主要产生940nm红外波段的光子，该波段人眼不可见，但易于被硅光电二极管和许多相机传感器检测到。

7.2 行业背景与趋势

像LTE-1252这样的分立红外元件仍然是光电领域的基础构件。影响该领域的关键趋势包括持续的小型化需求、更高的效率（每mA产生更多辐射强度）以及与传感IC更紧密的集成。同时，越来越重视符合环保法规（RoHS、无铅）的器件。940nm波长特别受欢迎，因为它在硅探测器灵敏度和比850nm光源更低的可见性之间取得了良好平衡，使其成为安防和遥控器等消费类应用中隐蔽照明的理想选择。

8. 常见问题解答（FAQ）

8.1 我可以直接用微控制器引脚驱动这个红外LED吗？

不可以。微控制器GPIO引脚通常无法持续提供100mA电流。您必须使用一个晶体管（例如，NPN BJT或N沟道MOSFET）作为开关，由GPIO控制，从电源提供必要的电流。LED路径中仍需串联一个限流电阻。

8.2 如何计算串联电阻值？

使用欧姆定律：R = (Vcc - VF) / IF。例如，使用Vcc=5V电源，在100mA时典型VF=1.53V，电阻值应为 R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 欧姆。使用最接近的标准值（例如，33或39欧姆）并检查额定功率：P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W，因此建议使用0.5W或更高功率的电阻。

8.3 为什么反向电压额定值只有5V，如果超过会怎样？

红外LED并非设计用于阻挡显著的反向电压。超过5V额定值可能导致反向电流突然增加，引起雪崩击穿，并永久损坏半导体结。请务必确保电路中极性正确。在交流或极性不确定的情况下，应使用外部保护二极管进行双向保护。

8.4 规格书中提到"半值角"为40°。这如何影响我的设计？

40°的半值角意味着发射光强度在中心最强，在偏离中心轴±20°处降至50%。当将发射器与探测器（如光电晶体管）对准时，必须确保探测器位于此有效辐射锥角内。为了获得更宽的覆盖范围，可能需要多个发射器或漫射器。相反，对于远距离定向光束，可以添加透镜来准直光线。

9. 实用设计案例研究

9.1 简单物体检测/遮断式光束传感器

场景：检测物体何时通过红外发射器和探测器之间。

实现方案：

1. 发射器侧：使用第6.1节所述的电路，以50-100mA的恒定电流驱动LTE-1252。对于电池供电，考虑以特定频率（例如，1kHz，50%占空比）脉冲驱动LED以节省功耗。
2. 探测器侧：使用与发射器对准的匹配光电晶体管或光电二极管。将其放置在发射器的40°辐射锥角内。
3. 信号调理：探测器接收到红外光时输出为高电平，光束被遮挡时输出下降。使用比较器或微控制器的ADC输入将此信号数字化。如果发射器是脉冲驱动的，请在软件中添加滤波器或同步检测以抑制环境光噪声。

关键考量：由于光束的方向性，对准至关重要。环境阳光或其他红外源可能造成干扰，因此强烈建议使用调制/解调技术以确保可靠运行。确保外壳能阻挡杂散光不经过检测区域而直接照射到探测器。