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LTR-5888DH 光电晶体管数据手册 - 深绿色封装 - 30V集电极-发射极电压 - 简体中文技术文档

LTR-5888DH 数据手册,这是一款采用深绿色封装的高灵敏度红外光电晶体管,旨在滤除可见光以提升红外探测性能。
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PDF文档封面 - LTR-5888DH 光电晶体管数据手册 - 深绿色封装 - 30V集电极-发射极电压 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

LTR-5888DH 是一款高性能红外光电晶体管,专为需要可靠探测红外光的传感应用而设计。其主要功能是将入射的红外辐射转换为电流。该器件采用特殊的深绿色塑料封装,这一关键特性显著降低了对可见光的敏感性。这种滤光效果最大限度地减少了环境可见光源的干扰,从而提升了专用红外传感系统的信噪比和可靠性。该元件具有宽泛的集电极电流工作范围、对红外光的高灵敏度以及快速的开关时间,使其适用于需要快速响应的应用。

2. 深入技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

为确保可靠性并防止损坏,该器件规定了特定的最大工作条件。最大功耗为 100 mW。集电极-发射极电压 (VCEO) 最高可承受 30V,而发射极-集电极电压 (VECO) 限制为 5V。工作温度范围为 -40°C 至 +85°C,存储温度范围为 -55°C 至 +100°C。焊接时,在距离器件本体 1.6mm 处测量,引脚可耐受 260°C 温度长达 5 秒。

2.2 电气与光学特性

详细性能参数在环境温度 (TA) 为 25°C 时规定。集电极-发射极击穿电压 (V(BR)CEO) 在集电极电流 (IC) 为 1mA 且无辐照时,典型值为 30V。集电极-发射极饱和电压 (VCE(SAT)) 在辐照度为 1 mW/cm²、集电极电流为 100μA 时,范围为 0.1V 至 0.4V。开关速度由上升时间 (Tr) 和下降时间 (Tf) 定义,在测试条件 VCC=5V、IC=1mA、负载电阻 (RL) 为 1 kΩ 下,分别规定为 15 μs 和 18 μs。集电极暗电流 (ICEO),即无光照时的漏电流,在 VCE=10V 时,介于 0.1 nA 至 100 nA 之间。

3. 分档系统说明

LTR-5888DH 采用分档系统,根据其导通状态集电极电流 (IC(ON)) 对器件进行分类。此参数是光电晶体管在标准化条件 (VCE= 5V, Ee= 1 mW/cm²) 下产生的平均电流。数据手册提供了两组分档表:一组是“生产设定值”,另一组是保证的“导通状态集电极电流范围”。

每个档位(A 到 H)对应一个特定的 IC(ON)范围,并通过元件上的颜色标记进行识别。例如,在生产设定中,A 档(标记为红色)的 IC(ON)范围为 0.20 mA 至 0.26 mA,而其保证范围为 0.16 mA 至 0.31 mA。这种分档允许设计人员根据其特定电路需求选择灵敏度一致的元件,确保批量生产中的性能可预测。档位从较低灵敏度(A 档)到较高灵敏度(H 档)递增。

4. 性能曲线分析

数据手册包含多条特性曲线,说明了器件在不同条件下的行为。

4.1 集电极暗电流与环境温度关系

图 1 显示,集电极暗电流 (ICEO) 随环境温度升高呈指数增长。这对于高温应用至关重要,因为增加的漏电流会影响传感电路的关断态信号电平和本底噪声。

4.2 集电极功耗与环境温度关系

图 2 描绘了最大允许集电极功耗 (PC) 的降额曲线。随着环境温度升高,最大安全工作功耗线性下降。此图对于热管理和确保器件在其安全工作区 (SOA) 内运行至关重要。

4.3 上升/下降时间与负载电阻关系

图 3 展示了开关速度(上升时间 Tr和下降时间 Tf)与负载电阻 (RL) 之间的关系。Tr和 Tf均随负载电阻增大而增加。设计人员可以利用此曲线,通过选择合适的 RL value.

值来优化开关速度与输出电压摆幅之间的权衡。

4.4 相对集电极电流与辐照度关系e图 4 绘制了相对集电极电流与红外辐照度 (E

) 的关系曲线。该曲线呈亚线性关系,即在较高辐照度水平下,集电极电流的增长率会降低。此特性定义了光电晶体管的灵敏度和动态范围。

5. 机械与封装信息

该元件采用标准光电晶体管封装。关键尺寸说明包括:所有尺寸均以毫米为单位,除非另有说明,一般公差为 ±0.25mm。法兰下方的树脂最大凸出量为 1.5mm。引脚间距在引脚伸出封装本体的位置测量。深绿色塑料材料因其光学滤光特性而被特别选用。

6. 焊接与组装指南

引脚可在最高 260°C 的温度下焊接,持续时间不超过 5 秒。此测量应在距离封装本体 1.6mm (0.063 英寸) 处进行,以防止内部半导体芯片受到热损伤。可使用符合此热分布曲线的标准波峰焊或回流焊工艺。在处理和放置过程中应注意避免对引脚施加过大的机械应力。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

LTR-5888DH 适用于各种红外探测应用,包括物体检测与计数、槽型传感器(例如在打印机或自动售货机中)、接近感应以及采用光束中断原理的工业自动化。其深绿色封装使其特别适用于环境可见光较强的环境,例如日光下或明亮的室内照明下。

7.2 设计考量L设计电路时,负载电阻 (RL) 的值至关重要。较小的 RL值可提供更快的开关速度(如图 3 所示),但对于给定的光电流,会导致输出电压摆幅较小。较大的 R

值可提供较大的电压摆幅,但响应较慢。工作电压不应超过绝对最大额定值。分档选择应与应用预期红外信号强度所需的灵敏度相匹配。为确保稳定运行,尤其是在高温环境中,需考虑暗电流的温度依赖性。

8. 技术对比与差异化

LTR-5888DH 的主要差异化特征是其深绿色封装。与标准的透明或无色封装相比,此封装起到了内置可见光滤光片的作用。这消除或减少了对额外外部光学滤光片的需求,简化了组装,减少了元件数量,并可能降低成本。其高灵敏度、快速开关和宽集电极电流范围的结合,使其成为红外光电晶体管中一个多功能的选择。

9. 常见问题解答 (FAQ)
问:深绿色封装的目的是什么?

答:深绿色塑料滤除了大部分可见光,主要让红外光到达光电晶体管的敏感区域。这通过减少误触发或噪声,提升了在明亮环境光下的性能。
问:如何为我的应用选择合适的分档?

答:根据您应用中预期的红外信号强度选择分档。如果红外光源较弱或距离较远,可能需要更高灵敏度的档位(例如 H 档,橙色)。对于强信号,较低灵敏度的档位(例如 A 档,红色)可能就足够了,并且可能带来诸如更低暗电流等优势。务必参考保证电流范围,而不仅仅是生产设定范围。
问:为什么开关速度取决于负载电阻?

答:负载电阻和光电晶体管的内部电容构成了一个 RC 电路。较大的电阻会增加 RC 时间常数,从而在开关事件期间减慢该电容的充放电速度,因此增加了上升和下降时间。

10. 实际应用案例
案例:办公室打印机中的纸张检测

在打印机纸盘传感器中,一个红外 LED 放置在纸张路径的一侧,LTR-5888DH 则直接放置在对面。当有纸张存在时,它会阻挡红外光束,导致光电晶体管的电流下降。深绿色封装在此至关重要,因为打印机通常在光线充足的办公室中使用。它可以防止荧光灯或 LED 室内灯光被误判为来自 LED 的红外信号,从而确保可靠的缺纸检测。通常会选择中等灵敏度的档位(例如 C 或 D 档),并选择负载电阻值,以便为打印机的微控制器提供干净的数字输出信号,并具有适合纸张移动的响应时间。

11. 工作原理

光电晶体管的工作原理类似于标准双极结型晶体管 (BJT),但其基区对光敏感。当入射光子(光粒子)的能量足够时,它们会在基极-集电极结处产生电子-空穴对,而不是由基极电流驱动。这些光生载流子充当基极电流,然后被晶体管的电流增益(β)放大。这导致集电极电流远大于原始光电流,从而提供了高灵敏度。LTR-5888DH 经过优化,可响应红外波长范围内的光子。

12. 技术趋势

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语 单位/表示 通俗解释 为什么重要
光效(Luminous Efficacy) lm/W(流明/瓦) 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量(Luminous Flux) lm(流明) 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 决定灯具够不够亮。
发光角度(Viewing Angle) °(度),如120° 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 影响光照范围与均匀度。
色温(CCT) K(开尔文),如2700K/6500K 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 决定照明氛围与适用场景。
显色指数(CRI / Ra) 无单位,0–100 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差(SDCM) 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 保证同一批灯具颜色无差异。
主波长(Dominant Wavelength) nm(纳米),如620nm(红) 彩色LED颜色对应的波长值。 决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布(Spectral Distribution) 波长 vs. 强度曲线 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语 符号 通俗解释 设计注意事项
正向电压(Forward Voltage) Vf LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。
正向电流(Forward Current) If 使LED正常发光的电流值。 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流(Pulse Current) Ifp 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。
反向电压(Reverse Voltage) Vr LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 电路中需防止反接或电压冲击。
热阻(Thermal Resistance) Rth(°C/W) 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。
静电放电耐受(ESD Immunity) V(HBM),如1000V 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语 关键指标 通俗解释 影响
结温(Junction Temperature) Tj(°C) LED芯片内部的实际工作温度。 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。
光衰(Lumen Depreciation) L70 / L80(小时) 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率(Lumen Maintenance) %(如70%) 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移(Color Shift) Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 使用过程中颜色的变化程度。 影响照明场景的颜色一致性。
热老化(Thermal Aging) 材料性能下降 因长期高温导致的封装材料劣化。 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语 常见类型 通俗解释 特点与应用
封装类型 EMC、PPA、陶瓷 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构 正装、倒装(Flip Chip) 芯片电极布置方式。 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。
荧光粉涂层 YAG、硅酸盐、氮化物 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计 平面、微透镜、全反射 封装表面的光学结构,控制光线分布。 决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语 分档内容 通俗解释 目的
光通量分档 代码如 2G、2H 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 确保同一批产品亮度一致。
电压分档 代码如 6W、6X 按正向电压范围分组。 便于驱动电源匹配,提高系统效率。
色区分档 5-step MacAdam椭圆 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。
色温分档 2700K、3000K等 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语 标准/测试 通俗解释 意义
LM-80 流明维持测试 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 用于推算LED寿命(结合TM-21)。
TM-21 寿命推演标准 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 提供科学的寿命预测。
IESNA标准 照明工程学会标准 涵盖光学、电气、热学测试方法。 行业公认的测试依据。
RoHS / REACH 环保认证 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC 能效认证 针对照明产品的能效与性能认证。 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。