2012-08-17 1
201 2- 08- 1 7
GaAlAs-Infrared-Emitter (880 nm) and Si-Phototransistor
GaAlAs-IR-Lumineszenzdiode (880 nm) und Si-Fototransistor
Version 1.0 (not for new design)
SFH 7221
Ordering Information
Bestellinformation
Features: Besondere Merkmale:
• Available on tape and reel • Gegurtet lieferbar
• SMT package with IR emitter (880 nm) and
Si-phototransistor
• SMT-Gehäuse mit IR-Sender (880 nm) und
Si-Fototransistor
• Suitable for SMT assembly • Geeignet für SMT-Bestückung
• Emitter und detector can be controlled separately • Sender und Empfänger getrennt ansteuerbar
• Replacement: SFH 7250 • Ersatz: SFH 7250
Applications Anwendungen
• Data transmission • Datenübertragung
• Lock bar • Wegfahrsperre
• Infrared interface • Infrarotschnittstelle
Type: Package: Ordering Code
Typ: Gehäuse: Bestellnummer
SFH 7221 SMT Multi TOPLED®Q65110A2741
2012-08-17 2
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
Maximum Ratings
Grenzwerte
Parameter Symbol Values Unit
Bezeichnung Symbol Werte Einheit
Operating and storage temperature range
Betriebs- und Lagertemperatur
Top; Tstg -40 ... 100 °C
Junction temperature
Sperrschichttemperatur
Tj(max) 100 °C
IRED
Forward current
Durchlassstrom
IF100 mA
Surge current
Stoßstrom
(tp ≤ 10 μs, D = 0.005)
IFSM 2.5 A
Reverse voltage
Sperrspannung
VR5V
Total power dissipation
Verlustleistung
Ptot 180 mW
Thermal resistance junction - ambient 1) page 15
Wärmewiderstand Sperrschicht - Umgebung
1) Seite 15
RthJA 500 K / W
Thermal resistance junction - solder point
Wärmewiderstand Sperrschicht - Lötpad
RthJS 400 K / W
Phototransistor
Fototransistor
Collector current
Kollektorstrom
IC15 mA
Surge current
Stoßstrom
(tp ≤ 10 μs, D = 0.005)
IFSM 0.075 A
Collector-emitter voltage
Kollektor-Emitter-Spannung
VCE 35 V
Total power dissipation
Verlustleistung
Ptot 165 mW
Thermal resistance 1) page 15
Wärmewiderstand 1) Seite 15
RthJA 450 K / W
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 3
Characteristics
Kennwerte
Note: The stated maximum ratings refer to one chip.
Anm: Die angegebenen Grenzdaten gelten für einen Chip.
Parameter Symbol Values Unit
Bezeichnung Symbol Werte Einheit
IRED
(TA = 25 °C)
Emission wavelength
Zentrale Emissionswellenlänge
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
λpeak 880 nm
Spectral bandwidth at 50% of Imax
Spektrale Bandbreite bei 50% von Imax
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
Δλ 80 nm
Half angle
Halbwinkel
ϕ± 60 °
Active chip area
Aktive Chipfläche
A0.09mm
2
Dimensions of active chip area
Abmessungen der aktiven Chipfläche
L x W 0.3 x 0.3 mm x
mm
Rise and fall time of Ie ( 10% and 90% of Ie max)
Schaltzeit von Ie ( 10% und 90% von Ie max)
(IF = 100 mA, RL = 50 Ω)
tr, tf500 ns
Capacitance
Kapazität
(VR = 0 V, f = 1 MHz)
C015 pF
Forward voltage
Durchlassspannung
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
VF1.5 (≤ 1.8) V
Forward voltage
Durchlassspannung
(IF = 1 A, tp = 100 μs)
VF3 (≤ 3.8) V
Reverse current
Sperrstrom
(VR = 5 V)
IR0.01 (≤ 1) µA
2012-08-17 4
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
Total radiant flux
Gesamtstrahlungsfluss
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
Φe23 mW
Temperature coefficient of Ie or Φe
Temperaturkoeffizient von Ie bzw. Φe
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
TCI-0.5 % / K
Temperature coefficient of VF
Temperaturkoeffizient von VF
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
TCV-2 mV / K
Temperature coefficient of wavelength
Temperaturkoeffizient der Wellenlänge
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
TCλ0.25 nm / K
Min Radiant Intensity
Min Strahlstärke
(IF = 100 mA, tp = 20 ms)
Ie, min 4mW / sr
Typ Radiant Intensity
Typ Strahlstärke
(IF = 1 A, tp = 100 µs)
Ie, typ 48 mW / sr
Phototransistor
Fototransistor
(TA = 25 °C, λ = 880 nm)
Wavelength of max. sensitivity
Wellenlänge der max. Fotoempfindlichkeit
λS max 990 nm
Spectral range of sensitivity
Spektraler Bereich der Fotoempfindlichkeit
(S = 10% of Smax)
λ440 ... 1150 nm
Radiant sensitive area
Bestrahlungsempfindliche Fläche
(∅ = 240 μm)
A 0.038 mm2
Dimensions of chip area
Abmessung der Chipfläche
L x W 0.45 x 0.45 mm x
mm
Distance chip front to case surface
Abstand Chipoberfläche bis Gehäusevorderseite
H 0.5 ... 0.7 mm
Half angle
Halbwinkel
ϕ± 60 °
Capacitance
Kapazität
CCE 5pF
Parameter Symbol Values Unit
Bezeichnung Symbol Werte Einheit
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 5
Dark current
Dunkelstrom
(VCE = 25 V, E = 0)
ICE0 1 (≤ 200) nA
Photocurrent
Fotostrom
(λ = 880 nm, Ee = 0.1 mW/cm2, VCE = 5 V)
IPCE ≥ 16 µA
Rise and fall time
Anstiegs- und Abfallzeit
(IC = 1 mA, VCC = 5 V, RL = 1 kΩ)
tr, tf7µs
Collector-emitter saturation voltage
Kollektor-Emitter Sättigungsspannung
(IC = 5 μA, Ee = 0.1 mW/cm2)
VCEsat 150 mV
Parameter Symbol Values Unit
Bezeichnung Symbol Werte Einheit
2012-08-17 6
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
Diagrams IRED
Diagramme IRED
Forward Current
Durchlassstrom
IF = f(VF), TA = 25 °C
Relative Luminous Intensity
Relative Lichtstärke
Iv / Iv(10 mA)= f(IF), TA = 25 °C
10
OHR00881
F
V
-3
-2
10
-1
10
0
10
1
10
0123456V8
A
Ι
F
10
OHR00878
Ιe
F
Ι
-3
-2
10
-1
10
0
10
1
10
2
10
0
10 10 110 210 4
mA
e
Ι
(100mA)
3
10
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 7
Permissible Pulse Handling Capability
Zulässige Pulsbelastbarkeit
IF = f(tp), TA = 25 °C, duty cycle D = parameter
Permissible Pulse Handling Capability
Zulässige Pulsbelastbarkeit
IF = f(tp), TA = 85 °C, duty cycle D = parameter
Relative Spectral Emission
Relative spektrale Emission
Irel = f(λ), TA = 25°C
Max. Permissible Forward Current
Max. zulässiger Durchlassstrom
IF, max = f(TA)
10
Ι
F
OHR00886
1
2
10
3
10
4
10
mA
-5
10 s
=D
F
Ι
T
DC
0.005=
D
p
t
T
t
p
p
t
0.5
0.2
0.1
0.01
0.02
0.05
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
10
1
10
2
1010
-2-3-4-5
1010 10
F
I
P
t
=
DT
210-1
10
t
p
10 s 10
OHF02621
T
t
P
I
F
0.02
0.05
0.1
D
=
0.005
0.01
1
10
10
2
10
3
10
4
mA
0.5
1
0.2
0
750
Ι
rel
OHR00877
800 850 900 950 nm 1000
20
40
60
80
%
100
λ
OHR00883
0
F
Ι
0
20
40
60
80
100
120
20 40 60 80 100 120
mA
˚C
T
A
R
thjA
= 450 K/W
2012-08-17 8
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
Diagrams Phototransistor
Diagramme Fototransistor
Relative Spectral Sensitivity
Relative spektrale Empfindlichkeit
Srel = f(λ), TA = 25°C
Photocurrent
Fotostrom
IPCE = f(Ee), VCE = 5 V, TA = 25°C
0
OHF00207
400
S
rel
λ
nm
%
500 600 700 800 900 1100
10
20
30
40
50
60
70
80
100
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 9
Photocurrent
Fotostrom
IPCE = f(VCE), Ee = Parameter, TA = 25°C
Photocurrent
Fotostrom
IPCE / IPCE(25°C)= f(TA), VCE = 5 V
Dark Current
Dunkelstrom
ICEO = f(VCE), E = 0, TA = 25°C
Dark Current
Dunkelstrom
ICEO = f(TA), VCE = 5 V, E = 0
V
OHF01529
CE
PCE
Ι
0
0
10
10
-2
10
-1
mA
V
5 10 15 20 25 30 35
mW
cm
2
0.1
0.25
2
cm
mW
0.5
2
cm
mW
1
2
cm
mW
T
OHF01524
A
0
-25
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
025 50 75 100
Ι
PCE
PCE
Ι
25
C
V
OHF01527
CE
CEO
Ι
-3
10
10
-2
10
-1
10
0
10
1
0 5 10 15 20 25 30 35V
nA
T
OHF01530
A
CEO
Ι
-1
10
10
0
10
1
10
2
10
3
-25
nA
025 50 75 100
˚C
2012-08-17 10
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
Collector-Emitter Capacitance
Kollektor-Emitter Kapazität
CCE = f(VCE), f = 1 MHz, E = 0, TA = 25°C
Total Power Dissipation
Verlustleistung
Ptot = f(TA)
IRED Radiation Characteristics / Phototransistor Directional Characteristics
IRED Abstrahlcharakteristik / Phototransistor Winkeldiagramm
Irel = f(ϕ) / Srel = f(ϕ)
V
OHF01528
CE
-2
10
CE
C
10
-1
10
0
10
1
10
2
0
V
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
5.0
pF
OHF00871
tot
P
00
40
80
120
160
mW
200
20 40 60 80 ˚C 100
TA
0
0.2
0.4
1.0
0.8
0.6
ϕ
1.0 0.8 0.6 0.4
0˚10˚20˚40˚ 30˚
OHL01660
50˚
60˚
70˚
80˚
90˚
100˚
0˚ 20˚ 40˚ 60˚ 80˚ 100˚ 120˚
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 11
Package Outline
Maßzeichnung
Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch).
Package SMT Multi TOPLED
Gehäuse SMT Multi TOPLED
GPLY6965
CC
EA
32
41
0.4 (0.016)
0.6 (0.024)
0.18 (0.007)
0.12 (0.005)
0.1 (0.004) typ
0.5 (0.020)
1.1 (0.043)
3.7 (0.146)
3.3 (0.130)
0.7 (0.028)
0.9 (0.035)
1.7 (0.067)
2.1 (0.083)
0.6 (0.024)
0.8 (0.031)
2.3 (0.091)
2.1 (0.083)
2.6 (0.102)
3.0 (0.118)
3.0 (0.118)
3.4 (0.134)
(2.4 (0.094))
Package marking
2012-08-17 12
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
Recommended Solder Pad
Empfohlenes Lötpaddesign
Dimensions in mm (inch). / Maße in mm (inch).
Reflow Soldering Profile
Reflow-Lötprofil
Preconditioning: JEDEC Level 2 acc. to JEDEC J-STD-020D.01
OHLPY439
Padgeometrie für
verbesserte Wärmeableitung
improved heat dissipation
Paddesign for
Lötstoplack
Solder resist
1.1 (0.043)
4.5 (0.177)
1.5 (0.059)
2.6 (0.102)
3.3 (0.130)
0.5 (0.020)
7.5 (0.295)
0.4 (0.016)
Cathode marking
Kathoden Markierung / Cu Fläche / 12 mm per pad
2
Cu-area
_
<
3.3 (0.130)
0
0s
OHA04525
50
100
150
200
250
300
50 100 150 200 250 300
t
T
˚C
S
t
t
P
t
T
p
240 ˚C
217 ˚C
245 ˚C
25 ˚C
L
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 13
OHA04612
Profile Feature
Profil-Charakteristik
Ramp-up rate to preheat*
)
25 °C to 150 °C
23K/s
Time t
S
T
Smin
to T
Smax
t
S
t
L
t
P
T
L
T
P
100 12060
10 20 30
80 100
217
23
245 260
36
Time
25 °C to T
P
Time within 5 °C of the specified peak
temperature T
P
- 5 K
Ramp-down rate*
T
P
to 100 °C
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
Ramp-up rate to peak*
)
T
Smax
to T
P
Liquidus temperature
Peak temperature
Time above liquidus temperature
Symbol
Symbol
Unit
Einheit
Pb-Free (SnAgCu) Assembly
Minimum MaximumRecommendation
K/s
K/s
s
s
s
s
°C
°C
480
2012-08-17 14
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
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.
*) 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.
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.
*) 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.
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 15
Glossary Glossar
1) Thermal resistance: junction -ambient, mounted
on PC-board (FR4), padsize 16 mm2 each
1) Wärmewiderstand: Sperrschicht -Umgebung, bei
Montage auf FR4 Platine, Padgröße je 16 mm2
Version 1.0 (not for new design) SFH 7221
2012-08-17 16
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