SFH 7741-Z

2010-02-04 Proximity Sensor Näherungssensor Version 1.0 SFH 7741 Features: Besondere Merkmale: • Typ. working distance: 30 mm • Opto hybrid with Schmitt trigger output, open drain • • • • • Typ. Arbeitsabstand: 30 mm • Optohybrid mit Schmitt-Trigger Ausgang, open drain • Extrem niedriger Stromverbrauch • Sehr kleines SMD Gehäuse • Hohe Umgebungslicht Unterdrückung • Ohne externe Linse ist der SFH 7741 augensicher entsprechend der IEC 62471 Norm Extremly low power consumption Very small SMD package High ambient light suppression Without external lenses the SFH 7741 is Eye Safe according to the IEC 62471 standard Applications Anwendungen • Short range proximity sensor • Näherungssensor für kurze Entfernungen Ordering Information Bestellinformation Type: Ordering Code Typ: Bestellnummer SFH 7741 Q65110A7073 Note: An application note is available for this product. Please contact your appropriate OSRAM sales partner. Anm.: Für dieses Produkt ist ein Anwendungshinweis verfügbar. Bitte kontaktieren Sie Ihren zuständigen OSRAM Vertriebspartner. 2010-02-04 1 Version 1.0 SFH 7741 Maximum Ratings Grenzwerte Parameter Symbol Values Unit Bezeichnung Symbol Werte Einheit Storage temperature range Lagertemperatur Tst Tst Supply voltage Versorgungsspannung External voltage at pin Externe Spannung an Pin -40 85 °C °C 6 VOUT Out: 4.5 V Prog: 4.5 Test: 4.5 Anode LED: 1.5 Sink current through output transistor Sink current durch Ausgangstransistor (Fig.: Block Diagram) Isink 10 mA Forward current 1) page 16 Vorwärtsstrom 1) Seite 16 (Fig.: Block Diagram) If 60 mA Electrostatic discharge Elektrostatische Entladung (human body model, according to: JESD22-A114E, Class 2) VESD 2 kV Electrostatic discharge Elektrostatische Entladung (machine model, according to: JESD22-A115a, Class B) VESD 200 V 20 mA Latch-up protection Latch-up-Schutz (according to: EIA/JESD78; Class 1) 2010-02-04 2 Version 1.0 SFH 7741 Operating Conditions Betriebsbedingungen Parameter Symbol Values Unit Bezeichnung Symbol Werte Einheit Operating temperature range Betriebstemperatur Top -20 85 °C Supply voltage Betriebsspannung Vdd 2.4 3.6 V Output voltage Ausgangsspannung (Fig.: Block Diagram) DVdd 1.7 3.6 V Supply voltage ripple 2) page 16 Rauschen der Versorgungsspannung 2) Seite 16 (frequency range 0 ... 20 kHz) dVdd 200 mV Pull-up resistance Pull-up Widerstand (Fig.: Block Diagram) Rpull-up 100 0 kΩ Bypass capacitor Abblock Kondensator (Fig.: Block Diagram) Cstabilisation Bypass capacitor Abblock Kondensator (Fig.: Block Diagram) CHF Ambient light Umgebungslicht (Standard light A / Normlicht A, Vdd < 3 V) EV 100 0 lx Ambient light Umgebungslicht (Standard light A / Normlicht A, Vdd > 3 V) EV 200 0 lx min 2010-02-04 3 typ 10 max 1 μF 10 100 nF Version 1.0 SFH 7741 Characteristics (TA = 25 °C) Kennwerte Parameter Symbol Values Unit Bezeichnung Symbol Werte Einheit Minimum required supply voltage for start-up Minimale Betriebsspannung für Startphase (Fig.: Start-up Sequence) (min) (max) Vdd, start Vdd, start 0.8 2 V V Start-up time Länge der Startphase (Fig.: Start-up Sequence) (min) (typ) (max) tstart tstart tstart 60 90 120 ms ms ms Measurement refresh time Mess-Wiederholzeit (Fig.: Timing Diagram) (min) (typ) (max) trefresh trefresh trefresh 60 90 120 ms ms ms LED "ON" time LED „An” Zeit (Fig.: Timing Diagram) (min) (typ) (max) tpulse tpulse tpulse 30 45 60 μs μs μs (typ) Operating distance Schaltabstand (RProg = 470 Ω, Vdd = 3 V, KODAK White Paper R = 90 %) d 30 mm Mean current consumption 3) page 16 Mittlere Stromaufnahme 3) Seite 16 (RProg = ∞, Vdd = 3 V) (typ) (max) Idd, mean Idd, mean 25 50 μA μA Maximum current consumption Maximale Stromaufnahme (RProg = ∞, Vdd = 3 V) (typ) (max) Idd, max Idd, max 10 20 mA mA Mean current consumption 3) page 16 Mittlere Stromaufnahme 3) Seite 16 (RProg = 470 Ω, Vdd = 3 V) (typ) (max) Idd, mean Idd, mean 45 75 μA μA Maximum current consumption Maximale Stromaufnahme (RProg = 470 Ω, Vdd = 3 V) (typ) (max) Idd, max Idd, max 50 65 mA mA Output leakage current "high" Ausgangsleckstrom „high” (DVdd = 2.2 V) (typ) (max) IOUT high IOUT high 5 400 nA nA Output voltage "low" Ausgangsspannung „low” (DVdd = 2.2 V, Rpullup = 270 Ω) (typ) (max) VOUT low VOUT low 0.1 0.5 V V Wavelength of max. sensitivity Wellenlänge der max. Fotoempfindlichkeit (typ) λS, max 880 nm 2010-02-04 4 Version 1.0 SFH 7741 Parameter Symbol Values Unit Bezeichnung Symbol Werte Einheit Spectral range of sensitivity Spektraler Bereich der Fotoempfindlichkeit (S = 10% of Smax) (min) (max) λ λ 730 1080 nm nm Wavelength at peak emission Max. der spektralen Emission (IF = 10 mA) (typ) λpeak 850 nm Spectral width (FWHM) Spektrale Breite (Halbwertsbreite) (IF = 10 mA) (typ) Δλ 30 nm Block Diagram 4) page 16 Blockschaltbild 4) Seite 16 CHF R Prog Prog Cstabilisation Vdd Test DVdd R pull up ASIC LED Anode (must not be connected) LED Phototransistor Isink Out VOut Device boundaries IF GND GND GND GND 2010-02-04 5 OHF03409 Version 1.0 SFH 7741 Start-up Sequence 5) page 16 Startverhalten 5) Seite 16 Vdd Vdd_start max Vdd_start min t Out For reflector High Default Low Low For absorber or no reflector t1 t 60 ms - t1 120 ms + t1 Undefined high or low output impedance OHF03836 Timing Diagram Zeitdiagramm Ιf t Out For reflector High For absorber or no reflector Low tpulse t trefresh 2010-02-04 OHF03835 6 Version 1.0 SFH 7741 Relative Spectral Sensitivity Relative spektrale Empfindlichkeit Phototransistor Srel = f(λ), TA = 25 °C Relative Spectral Emission Relative spektrale Emission LED Irel = f(λ), TA = 25 °C OHL01714 100 % Srel % I rel 80 80 60 60 40 40 20 20 0 700 750 800 0 700 nm 950 850 OHF04011 100 800 1000 nm 1100 900 λ λ Switching distance Schaltabstand d = f(T A), Vdd = 3 V, R = 90 % Current Consumption Stromaufnahme IDD = f(VDD), Rprog, TA = 25 °C I dd OHF04012 60 µA OHF04013 40 mm d 35 330 Ω 50 30 330 Ω 470 Ω 470 Ω 25 40 20 2 kΩ 2 kΩ 30 15 inf. 20 2.4 2.7 inf. 3 3.3 10 -25 V 3.6 Vdd 2010-02-04 0 25 50 75 ˚C 100 TA 7 Version 1.0 SFH 7741 Switching distance Schaltabstand If = f(d), Areflector = 50 x 50 mm2, TA = 25 °C IF OHF04014 60 mA 50 reflectivity = 50% 40 30 20 reflectivity = 90% 10 0 0 10 30 mm 40 20 Switching Distance Directional Characteristics Winkeldiagramm Srel = f(ϕ) 40˚ 30˚ 20˚ 10˚ ϕ 0˚ OHF04402 Detector 1.0 50˚ 0.8 60˚ 0.6 70˚ 0.4 80˚ 0.2 0 90˚ 100˚ 2010-02-04 1.0 0.8 0.6 0.4 0˚ 8 20˚ 40˚ 60˚ 80˚ 100˚ 120˚ Version 1.0 SFH 7741 Radiation Characteristics Abstrahlcharakteristik Irel = f(ϕ) 40˚ 30˚ 20˚ 10˚ ϕ 0˚ OHF04403 Emitter 1.0 50˚ 0.8 60˚ 0.6 70˚ 0.4 80˚ 0.2 0 90˚ 100˚ 1.0 0.8 0.6 0.4 0˚ Package Outline Maßzeichnung Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch). 2010-02-04 9 20˚ 40˚ 60˚ 80˚ 100˚ 120˚ Version 1.0 SFH 7741 Package Outline Maßzeichnung Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch). Pinning Anschlussbelegung Pin Description Anschluss Beschreibung 1 Anode LED (must not be connected) 2 GND 3 Out 4 Test (must be connected to GND) 5 Vdd 6 Prog Device pickup Laminar vacuum pickup nozzle should use the rectangular outer wall of the device for handling. Bauteilaufnahme Vakuum Pipette sollte das Bauteil am rechteckigen Außenrahmen fassen. 2010-02-04 10 Version 1.0 SFH 7741 ø1.5 (0.059) Recommended Pickup Nozzle Empfohlene Pipette 3.6 (0.142) 3.8 (0.150) 13 (0.512) GPLY7058 Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch). Recommended Solder Pad Empfohlenes Lötpaddesign Dimensions in mm. / Maße in mm. 2010-02-04 11 Version 1.0 SFH 7741 Taping Gurtung 2010-02-04 12 Version 1.0 SFH 7741 Taping Gurtung Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch). Reflow Soldering Profile Reflow-Lötprofil Preconditioning: JEDEC Level 4 acc. to JEDEC J-STD-020D.01 OHA04525 300 ˚C T 250 Tp 245 ˚C 240 ˚C tP 217 ˚C 200 tL 150 tS 100 50 25 ˚C 0 0 50 100 150 200 250 s 300 t 2010-02-04 13 Version 1.0 SFH 7741 OHA04612 Profile Feature Profil-Charakteristik Symbol Symbol Pb-Free (SnAgCu) Assembly Minimum Ramp-up rate to preheat*) 25 °C to 150 °C Time tS TSmin to TSmax tS 60 Ramp-up rate to peak*) TSmax to TP Recommendation Maximum 2 3 100 120 2 3 Unit Einheit K/s s K/s Liquidus temperature TL 217 Time above liquidus temperature tL 80 100 s Peak temperature TP 245 260 °C Time within 5 °C of the specified peak temperature TP - 5 K tP 20 30 s 3 6 K/s 10 Ramp-down rate* TP to 100 °C 480 Time 25 °C to TP All temperatures refer to the center of the package, measured on the top of the component * slope calculation DT/Dt: Dt max. 5 s; fulfillment for the whole T-range 2010-02-04 °C 14 s Version 1.0 SFH 7741 Disclaimer Disclaimer Attention please! The information describes the type of component and shall not be considered as assured characteristics. Terms of delivery and rights to change design reserved. Due to technical requirements components may contain dangerous substances. For information on the types in question please contact our Sales Organization. If printed or downloaded, please find the latest version in the Internet. Packing Please use the recycling operators known to you. We can also help you – get in touch with your nearest sales office. By agreement we will take packing material back, if it is sorted. You must bear the costs of transport. For packing material that is returned to us unsorted or which we are not obliged to accept, we shall have to invoice you for any costs incurred. Components used in life-support devices or systems must be expressly authorized for such purpose! Critical components* may only be used in life-support devices** or systems with the express written approval of OSRAM OS. Bitte beachten! Lieferbedingungen und Änderungen im Design vorbehalten. Aufgrund technischer Anforderungen können die Bauteile Gefahrstoffe enthalten. Für weitere Informationen zu gewünschten Bauteilen, wenden Sie sich bitte an unseren Vertrieb. Falls Sie dieses Datenblatt ausgedruckt oder heruntergeladen haben, finden Sie die aktuellste Version im Internet. Verpackung Benutzen Sie bitte die Ihnen bekannten Recyclingwege. Wenn diese nicht bekannt sein sollten, wenden Sie sich bitte an das nächstgelegene Vertriebsbüro. Wir nehmen das Verpackungsmaterial zurück, falls dies vereinbart wurde und das Material sortiert ist. Sie tragen die Transportkosten. Für Verpackungsmaterial, das unsortiert an uns zurückgeschickt wird oder das wir nicht annehmen müssen, stellen wir Ihnen die anfallenden Kosten in Rechnung. Bauteile, die in lebenserhaltenden Apparaten und Systemen eingesetzt werden, müssen für diese Zwecke ausdrücklich zugelassen sein! Kritische Bauteile* dürfen in lebenserhaltenden Apparaten und Systemen** nur dann eingesetzt werden, wenn ein schriftliches Einverständnis von OSRAM OS vorliegt. *) A critical component is a component used in a life-support device or system whose failure can reasonably be expected to cause the failure of that life-support device or system, or to affect its safety or the effectiveness of that device or system. **) Life support devices or systems are intended (a) to be implanted in the human body, or (b) to support and/or maintain and sustain human life. If they fail, it is reasonable to assume that the health and the life of the user may be endangered. *) Ein kritisches Bauteil ist ein Bauteil, das in lebenserhaltenden Apparaten oder Systemen eingesetzt wird und dessen Defekt voraussichtlich zu einer Fehlfunktion dieses lebenserhaltenden Apparates oder Systems führen wird oder die Sicherheit oder Effektivität dieses Apparates oder Systems beeinträchtigt. **) Lebenserhaltende Apparate oder Systeme sind für (a) die Implantierung in den menschlichen Körper oder (b) für die Lebenserhaltung bestimmt. Falls Sie versagen, kann davon ausgegangen werden, dass die Gesundheit und das Leben des Patienten in Gefahr ist. 2010-02-04 15 Version 1.0 SFH 7741 Glossary Glossar 1) Forward current: The forward current If depends on Vdd and Rprog as in the following formula: If = 10 mA + ((Vdd x 6) / Rprog) 1) Vorwärtsstrom: Der Vorwärtsstrom If durch die LED ist abhängig von Vdd und Rprog wie folgt: If = 10 mA + ((Vdd x 6) / Rprog) 2) Supply voltage ripple: The emitter is driven with 10 mA to 60 mA in pulsed mode; this means, that any series resistance on the Vdd line causes a voltage drop at the power pin. It is recommended to keep the series resistance low, so that max dVdd is not exceeded. When testing the SFH 7741 sensor in the lab, please do not use regulated voltage supplies. The IR emitter pulse is a high, short load for the power supply. This load can influence the stability of the output voltage; this instability will influence the operation of the SFH 7741. This effect does not occur during normal operation of the sensor with batteries, storage batteries, or stabilized voltage supplies. 2) Rauschen der Versorgungsspannung: Der Emitter wird mit 10 mA bis 60 mA gepulst betrieben; das bedeutet, dass jeder Widerstand in Serie zu V dd einen Spannungsabfall in der Versorgungsleitung verursacht. Es wird empfohlen, diesen Serienwiderstand so klein zu halten, dass max dV dd nicht überschritten wird. Beim Betrieb des SFH 7741 im Labor ist vom Einsatz geregelter Spannungsversorgungen abzusehen. Durch das Einschalten der IRED wird die Quelle kurzzeitig belastet. Diese Belastung kann zu Spannungsschwankungen der Quelle führen, die wiederum die Funktion des SFH 7741 beeinträchtigen können. Im Normalbetrieb (Akku, Batterie, stabilisierte Netzteile) tritt dieser Effekt nicht auf. 3) Mean current consumption: pulsed operating mode: LED on time: ~ 44 µs / LED off time: ~ 90 ms 3) Mittlere Stromaufnahme: gepulster Betrieb: Dauer LED an: ~ 44 µs / Dauer LED aus: ~ 90 ms 4) Block diagram: recommended pull-up resistance Rpull-up = 10 kOhm ... 1 MOhm 4) Blockdiagramm: empfohlener pull-up-Widerstand Rpull-up = 10 kOhm ... 1 MOhm 5) Start-up Sequence: If the supply voltage at Vdd is not connected, the output is always high ohmic. When supply voltage reaches Vdd, start, the sensor output stays low for 60 ms < tstart < 120 ms. Subsequently approx. every 90 ms the reflected signal is measured and the output is set accordingly (Fig.: Timing Diagram). 5) Startverhalten: Der Ausgang ist immer hochohmig, wenn an Vdd keine Spannung angeschlossen ist. Wenn die Versorgungsspannung Vdd, start erreicht ist, bleibt der Ausgang für 60 ms < tstart < 120 ms auf „low“. Anschließend findet etwa alle 90 ms eine Messung des reflektierten Signals statt und der Ausgang wird entsprechend geschalten (Fig.: Timing Diagram). 2010-02-04 16 Version 1.0 SFH 7741 Published by OSRAM Opto Semiconductors GmbH Leibnizstraße 4, D-93055 Regensburg www.osram-os.com © All Rights Reserved. 2010-02-04 17