ورقة بيانات الصمام الثنائي الباعث للأشعة تحت الحمراء 3 مم HIR204C/H0 - الأبعاد 3.0 مم - الطول الموجي القياسي 850 نانومتر - جهد التشغيل الأمامي 1.45 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد HIR204C/H0 صمامًا ثنائيًا عالي الشدة للأشعة تحت الحمراء، مُحاطًا بغلاف بلاستيكي شفاف تمامًا مقاس 3.0 مم. تم تصميمه للتطبيقات التي تتطلب انبعاثًا موثوقًا للأشعة تحت الحمراء بخصائص طيفية محددة.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

يقدم الجهاز عدة مزايا رئيسية لتصميم أنظمة الأشعة تحت الحمراء:

• الموثوقية العالية:مُصمم لأداء ثابت وعمر تشغيلي طويل.
• شدة الإشعاع العالية:يوفر ناتجًا قويًا للأشعة تحت الحمراء، مناسبًا للتطبيقات متوسطة المدى.
• الطول الموجي القياسي:يتركز الانبعاث عند طول موجي نموذجي (λp) يبلغ 850 نانومتر، وهو معيار شائع للعديد من مستقبلات وأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء.
• جهد التشغيل الأمامي المنخفض:يبلغ عادةً 1.45 فولت عند 20 مللي أمبير، مما يساهم في تقليل استهلاك الطاقة في دائرة التشغيل.
• الامتثال البيئي:المنتج خالي من الرصاص، ومتوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي REACH، ويُلبي متطلبات الخلو من الهالوجين (Br < 900 جزء في المليون، Cl < 900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). يظل المنتج نفسه ضمن المواصفات المتوافقة مع RoHS.
• تباعد الأطراف القياسي:يتميز بتباعد أطراف يبلغ 2.54 مم (0.1 بوصة)، متوافق مع لوحات النماذج الأولية القياسية وتخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

يتطابق هذا الصمام الثنائي للأشعة تحت الحمراء طيفيًا مع الترانزستورات الضوئية والثنائيات الضوئية ووحدات استقبال الأشعة تحت الحمراء الشائعة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من الأنظمة بما في ذلك:

• أنظمة الإرسال في الهواء الطلق للاتصالات السلكية أو اللاسلكية للبيانات أو الإشارات.
• وحدات التحكم عن بُعد بالأشعة تحت الحمراء التي تتطلب طاقة إخراج أعلى لمدى أطول أو عبر العوائق.
• كاشفات الدخان، حيث تُستخدم حزم الأشعة تحت الحمراء للكشف عن الجسيمات.
• أنظمة الأشعة تحت الحمراء التطبيقية العامة الأخرى مثل استشعار الأجسام، والكشف عن القرب، والأتمتة الصناعية.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تيار التشغيل الأمامي المستمر (IF):100 مللي أمبير
• تيار التشغيل الأمامي الذروي (IFP):1.0 أمبير. ينطبق هذا التصنيف تحت ظروف النبض بعرض نبضة ≤ 100 ميكروثانية ودورة عمل ≤ 1%.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260°C كحد أقصى لمدة لا تتجاوز 5 ثوانٍ.
• تبديد الطاقة (Pd):150 ملي واط عند أو أقل من درجة حرارة محيطة تبلغ 25°C في الهواء الطلق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C وتحدد الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإشعاع (Ie):مقياس لقوة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة لكل زاوية صلبة.
  • القيمة النموذجية هي 20 ملي واط/ستراديان عند تشغيله بتيار أمامي (IF) يبلغ 20 مللي أمبير.
  • تحت ظروف النبض (IF=100 مللي أمبير، عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة العمل ≤1%)، تكون شدة الإشعاع النموذجية 40 ملي واط/ستراديان.
• الطول الموجي القياسي (λp):850 نانومتر (نموذجي) عند IF=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الانبعاث أعلى.
• عرض النطاق الطيفي (Δλ):45 نانومتر (نموذجي) عند IF=20 مللي أمبير. يحدد هذا نطاق الأطوال الموجية المنبعثة، المتمركزة حول الذروة.
• جهد التشغيل الأمامي (VF):
  • 1.45 فولت (نموذجي)، 1.65 فولت (أقصى) عند IF=20 مللي أمبير.
  • 1.80 فولت (نموذجي)، 2.40 فولت (أقصى) عند IF=100 مللي أمبير تحت ظروف النبض.
• التيار العكسي (IR):بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) يبلغ 5 فولت.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):40 درجة (نموذجي) عند IF=20 مللي أمبير. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإشعاع إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور).

تفاوتات القياس:جهد التشغيل الأمامي: ±0.1 فولت؛ شدة الإشعاع: ±10%؛ الطول الموجي القياسي: ±1.0 نانومتر.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتوفر HIR204C/H0 في درجات أداء مختلفة، أو "تصنيفات"، تعتمد بشكل أساسي على شدة الإشعاع. وهذا يسمح للمصممين باختيار جهاز يلبي متطلبات الإخراج المحددة لتطبيقهم.

3.1 تصنيف شدة الإشعاع

يتم تعريف التصنيف عند حالة اختبار قياسية IF = 20 مللي أمبير. وحدة شدة الإشعاع هي ملي واط/ستراديان.

• التصنيف N:الحد الأدنى 11.0، الحد الأقصى 17.6
• التصنيف P:الحد الأدنى 15.0، الحد الأقصى 24.0
• التصنيف Q:الحد الأدنى 21.0، الحد الأقصى 34.0
• التصنيف R:الحد الأدنى 30.0، الحد الأقصى 48.0

يضمن اختيار تصنيف أعلى (مثل R مقابل N) ناتج إشعاعي مضمون أعلى كحد أدنى، مما يمكن أن يترجم إلى مدى أطول أو قوة إشارة أقوى في التطبيق.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف متغيرة. فهم هذه المنحنيات أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة قوي.

4.1 تيار التشغيل الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة

يُظهر هذا المنحنى تخفيض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي المستمر مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. عند 25°C، الحد الأقصى هو 100 مللي أمبير. مع ارتفاع درجة الحرارة، يجب تقليل هذا التيار الأقصى لمنع تجاوز حد تبديد طاقة الجهاز والتسبب في تلف حراري. يُظهر المنحنى عادةً انخفاضًا خطيًا من 100 مللي أمبير عند 25°C إلى قيمة أقل عند 85°C.

4.2 التوزيع الطيفي

يرسم هذا الرسم البياني شدة الإشعاع النسبية مقابل الطول الموجي. يؤكد بصريًا الطول الموجي القياسي (λp) البالغ 850 نانومتر وعرض النطاق الطيفي (Δλ) البالغ حوالي 45 نانومتر. يكون شكل المنحنى عادةً غاوسيًا، متمركزًا حول 850 نانومتر.

4.3 شدة الإشعاع مقابل تيار التشغيل الأمامي

هذا منحنى تصميم رئيسي. يُظهر أن شدة الإشعاع (Ie) تزداد مع تيار التشغيل الأمامي (IF)، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. هناك نقطة تناقص العوائد حيث يؤدي زيادة التيار إلى إنتاج ضوئي إضافي أقل ويولد حرارة أكبر بشكل ملحوظ. غالبًا ما يعمل المصممون على تشغيل الصمام الثنائي عند أو أقل من التيار المستمر الموصى به (20 مللي أمبير أو 100 مللي أمبير نبضي) بناءً على هذا المنحنى والاعتبارات الحرارية.

4.4 شدة الإشعاع النسبية مقابل الإزاحة الزاوية

يوضح هذا الرسم البياني القطبي نمط الانبعاث المكاني للصمام الثنائي. يُظهر كيف تنخفض الشدة عند الابتعاد عن المحور المركزي (0°). يتم تعريف "زاوية الرؤية" البالغة 40° حيث تنخفض الشدة إلى 50% من قيمتها على المحور. هذه المعلومات حيوية للتصميم البصري، وتحديد تغطية الحزمة، ومحاذاة الصمام الثنائي مع المستقبل.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتم وضع الصمام الثنائي في عبوة دائرية قياسية مقاس 3.0 مم. يوفر الرسم الميكانيكي التفصيلي في ورقة البيانات جميع الأبعاد الحرجة بما في ذلك:

• القطر والارتفاع الكلي للعدسة الإيبوكسية.
• قطر وطول الأطراف.
• المسافة من قاعدة العدسة إلى الانحناء في الأطراف.
• مستوى الجلوس.

التسامح العام:ما لم يُذكر خلاف ذلك، فإن الأبعاد لها تسامح ±0.25 مم. من الضروري الرجوع إلى الرسم الدقيق لوضع فتحات لوحة الدوائر المطبوعة والملاءمة الميكانيكية.

5.2 تحديد القطبية

<>تستخدم العبوة عادةً جانبًا مسطحًا على الحافة أو طرفًا أطول للإشارة إلى الكاثود (الجانب السالب). سيُظهر رسم ورقة البيانات الأنود والكاثود بوضوح. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تجميع الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة أمر بالغ الأهمية للحفاظ على موثوقية وأداء الجهاز.

6.1 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناء عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم دائمًا بتشكيل الأطرافقبللحام المكون.
• تجنب تطبيق إجهاد على عبوة الصمام الثنائي أو قاعدته أثناء التشكيل، لأن ذلك قد يتلف الوصلات الداخلية أو يتسبب في تشقق الإيبوكسي.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة. قد يتسبب القطع في درجات حرارة عالية في حدوث أعطال.
• تأكد من محاذاة فتحات لوحة الدوائر المطبوعة تمامًا مع أطراف الصمام الثنائي لتجنب إجهاد التركيب.

6.2 ظروف التخزين

• التخزين الموصى به بعد الاستلام: ≤ 30°C و ≤ 70% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي تحت هذه الظروف هو 3 أشهر.
• للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، ضع في حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومادة مجففة.
• بمجرد فتح العبوة الأصلية، استخدم المكونات في غضون 24 ساعة.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 توصيات اللحام

يجب أن تكون نقطة اللحام على بعد 3 مم على الأقل من لمبة الإيبوكسي.

• اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة ≤ 300°C (لمكواة بحد أقصى 30 واط). وقت اللحام ≤ 3 ثوانٍ لكل طرف.
• اللحام بالموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق ≤ 100°C لمدة ≤ 60 ثانية. درجة حرارة حمام اللحام ≤ 260°C لمدة ≤ 5 ثوانٍ.
• القواعد العامة:
  • تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء اللحام وبعده مباشرة بينما يكون الجهاز ساخنًا.
  • لا تقم بإجراء لحام الغمس/اليدوي أكثر من مرة واحدة.
  • احمِ الصمام الثنائي من الصدمات/الاهتزازات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
  • تجنب عمليات التبريد السريع.
  • استخدم دائمًا أقل درجة حرارة ووقت لحام فعالين.

6.4 التنظيف

• إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية.إذا كان ذلك مطلوبًا تمامًا، فإن التأهيل المسبق الشامل ضروري لضمان أن قوة الموجات فوق الصوتية المحددة وظروف التجميع لا تتلف شريحة الصمام الثنائي أو وصلات الأسلاك.

6.5 إدارة الحرارة

على الرغم من عدم تفصيل قيم المقاومة الحرارية المحددة في ورقة البيانات هذه، إلا أن إدارة الحرارة مؤكدة. تصنيف تبديد الطاقة (Pd) البالغ 150 ملي واط هو للهواء الطلق عند 25°C. في التطبيقات الحقيقية، خاصة عند التشغيل بتيارات أعلى أو في مساحات مغلقة، سترتفع درجة حرارة تقاطع الصمام الثنائي. يمكن أن يقلل ذلك من الفعالية الضوئية وعمر التشغيل. يجب على المصممين مراعاة تبديد الحرارة، ومساحة النحاس في لوحة الدوائر المطبوعة، وظروف البيئة المحيطة خلال مرحلة تصميم التطبيق لضمان عمل الصمام الثنائي ضمن حدود درجة الحرارة الآمنة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الملصق

يحتوي الملصق على العبوة على معلومات رئيسية للتتبع والتعريف:

• CPN:رقم منتج العميل
• P/N:رقم المنتج (مثل HIR204C/H0)
• QTY:الكمية في العبوة
• CAT:رتبة الشدة الضوئية (رمز التصنيف، مثل N، P، Q، R)
• HUE:رتبة الطول الموجي السائد
• REF:رتبة جهد التشغيل الأمامي
• LOT No:رقم دفعة التصنيع
• X:شهر الإنتاج
• REF:رقم مرجع الملصق

7.2 مواصفات التعبئة

• التعبئة الأولية:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية:صناديق داخلية.
• التعبئة الثالثية:صناديق رئيسية خارجية.
• كمية التعبئة القياسية:
  • 200 إلى 1000 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
  • يتم تعبئة 5 أكياس في صندوق داخلي واحد.
  • يتم تعبئة 10 صناديق داخلية في صندوق خارجي واحد.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة التشغيل

لتشغيل الصمام الثنائي، تكون دائرة تحديد التيار إلزامية. غالبًا ما يكون المقاوم المتسلسل البسيط كافيًا للتطبيقات الأساسية. يمكن حساب قيمة المقاوم (R) باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - Vf) / If. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت، و Vf بقيمة 1.45 فولت، و If مطلوب بقيمة 20 مللي أمبير: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 أوم. سيكون المقاوم القياسي 180 أوم مناسبًا. للتشغيل النبضي عند تيارات أعلى (مثل 100 مللي أمبير)، يوصى باستخدام ترانزستور أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة الصمام الثنائي لتوفير نبضة التيار اللازمة.

8.2 التصميم البصري والمحاذاة

توفر زاوية الرؤية البالغة 40 درجة حزمة عريضة بشكل معقول. للتطبيقات طويلة المدى أو المركزة، يمكن إضافة عدسة أمام الصمام الثنائي. على العكس من ذلك، للتغطية الواسعة جدًا، قد تكون هناك حاجة إلى عدة صمامات ثنائية. المحاذاة الميكانيكية الدقيقة مع مستشعر الاستقبال (الترانزستور الضوئي، وحدة استقبال الأشعة تحت الحمراء) أمر بالغ الأهمية للحصول على أداء نظام أمثل. يجب الرجوع إلى منحنى نمط الانبعاث المكاني لفهم قوة الإشارة عند الزوايا خارج المحور.

8.3 التداخل والحصانة من الضوضاء

يمكن أن تكون أنظمة الأشعة تحت الحمراء عرضة لضوضاء الضوء المحيط، خاصة من ضوء الشمس والمصابيح المتوهجة التي تحتوي على مكونات للأشعة تحت الحمراء. تشمل الاستراتيجيات للتخفيف من ذلك:

• استخدام إشارات الأشعة تحت الحمراء المضمنة (على سبيل المثال، ناقل 38 كيلو هرتز) ومستقبل مضبوط على نفس التردد.
• إضافة مرشح بصري يحجب الضوء المرئي ولكن يسمح بمرور الأشعة تحت الحمراء 850 نانومتر على جانب المستقبل.
• حماية الصمام الثنائي وزوج المستقبل فيزيائيًا من مصادر الضوء المحيط المباشرة.

9. المقارنة الفنية والتحديد الموضعي

يحتل HIR204C/H0 موقعًا محددًا في سوق صمامات الأشعة تحت الحمراء الثنائية. مقارنة بصمامات الأشعة تحت الحمراء الثنائية السطحية الأصغر، فإنه يوفر ناتج إشعاعي محتمل أعلى بسبب حجم شريحته وعبوته الأكبر، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تحتاج إلى مزيد من الطاقة. مقارنةً بباعثات الأشعة تحت الحمراء عالية الطاقة الأكبر حجمًا والمخصصة، فهو أكثر إحكاما وأسهل في التشغيل بدوائر بسيطة. يعد طوله الموجي البالغ 850 نانومتر هو الأكثر شيوعًا، مما يضمن توافقًا واسعًا مع المستقبلات. تشمل المميزات الرئيسية عبوته الشفافة (بدون صبغة)، وتباعد الأطراف القياسي 2.54 مم لتسهيل النماذج الأولية، وهيكل التصنيف المحدد جيدًا لاتساق الإخراج.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

10.1 ما الفرق بين التيار المستمر (IF) والتيار الذروي (IFP)؟

تيار التشغيل الأمامي المستمر (IF=100 مللي أمبير)هو أقصى تيار مستمر يمكن تمريره عبر الصمام الثنائي إلى أجل غير مسمى دون التسبب في تلف، بافتراض احترام الحدود الحرارية.تيار التشغيل الأمامي الذروي (IFP=1.0 أمبير)هو أقصى تيار مسموح به فقط تحت ظروف النبض القصير جدًا (عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة العمل ≤1%). وهذا يسمح باندفاعات ضوئية عالية الشدة لفترة وجيزة لتطبيقات مثل أجهزة التحكم عن بُعد طويلة المدى، ولكن يجب أن تظل الطاقة المتوسطة ضمن حدود تبديد الجهاز.

10.2 كيف أختار التصنيف الصحيح (N، P، Q، R)؟

اختر بناءً على الحد الأدنى لشدة الإشعاع التي يتطلبها تطبيقك عند مسافة التشغيل وتحت أسوأ الظروف (مثل انخفاض بطارية، درجة حرارة عالية). إذا أظهرت حسابات التصميم أنك تحتاج إلى 18 ملي واط/ستراديان على الأقل، فيجب عليك اختيار التصنيف Q (الحد الأدنى 21.0) أو التصنيف R (الحد الأدنى 30.0). لن يكون التصنيف N (الحد الأدنى 11.0) مضمونًا للعمل. يوفر اختيار تصنيف أعلى هامش تصميم أكبر.

10.3 لماذا مسافة اللحام (3 مم من اللمبة) مهمة جدًا؟

لدى راتنج الإيبوكسي الذي يشكل العدسة معامل تمدد حراري مختلف عن الأطراف المعدنية. يمكن أن يؤدي تطبيق حرارة اللحام العالية بالقرب من الإيبوكسي إلى إحداث إجهاد حراري، مما قد يؤدي إلى شقوق مجهرية في الإيبوكسي أو تلف التثبيت الداخلي للشريحة. يمكن أن تسمح هذه الشقوق لاحقًا بتسرب الرطوبة، مما يؤدي إلى فشل مبكر. تسمح مسافة 3 مم للحرارة بالتبدد على طول الطرف قبل الوصول إلى العبوة الحساسة.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

11.1 الحالة: تحسين مدى جهاز تحكم عن بُعد للأشعة تحت الحمراء للمستهلك

السيناريو:يقوم مصمم بإنشاء جهاز تحكم عن بُعد عالمي يحتاج إلى العمل بشكل موثوق من مسافة تصل إلى 10 أمتار، حتى بزوايا طفيفة، في غرفة معيشة نموذجية.

خيارات التصميم باستخدام HIR204C/H0:

1. تيار التشغيل:بدلاً من استخدام 20 مللي أمبير المستمر النموذجي، يستخدم المصمم دائرة تشغيل نبضية. يقوم بنبض الصمام الثنائي عند 100 مللي أمبير بدورة عمل قصيرة جدًا (مثل 0.5%) لتوليد اندفاعات عالية الشدة، مستفيدًا من تصنيف IFP. وهذا يعزز بشكل كبير الطاقة الضوئية الذروية وبالتالي المدى الفعال.
2. اختيار التصنيف:لضمان أداء ثابت عبر جميع الوحدات المصنعة ومراعاة انخفاض جهد البطارية، يحدد المصمم صمامات ثنائية من التصنيف R. وهذا يضمن ناتجًا عاليًا كحد أدنى حتى في نهاية عمر البطارية.
3. الموضع والعدسة:يتم وضع صمامين ثنائيين متباعدين قليلاً ومائلين بضع درجات عن بعضهما البعض لإنشاء نمط حزمة فعال أوسع، مما يحسن فرصة إصابة المستقبل من زوايا مختلفة. يتم استخدام غطاء عدسة بلاستيكي بسيط ومنخفض التكلفة فوق الصمامات الثنائية لتجميع الحزمة قليلاً للحصول على اتجاهية أفضل.
4. الاعتبار الحراري:نظرًا لأن دورة العمل منخفضة جدًا (0.5%)، فإن الطاقة المتوسطة صغيرة (100 مللي أمبير * 1.65 فولت * 0.005 = 0.825 ملي واط)، وهي أقل بكثير من تصنيف Pd البالغ 150 ملي واط. لا يلزم وجود تبديد حراري خاص على لوحة الدوائر المطبوعة.

يوضح هذا النهج كيف يمكن لفهم تصنيفات النبض، والتصنيف، والمعلمات الحرارية في ورقة البيانات تمكين تصميم مُحسَّن وفعال من حيث التكلفة لتطبيق متطلب.

12. مبدأ التشغيل

يعمل الصمام الثنائي الباعث للضوء تحت الأحمر (IR LED) على نفس المبدأ الأساسي للصمام الثنائي الباعث للضوء المرئي القياسي ولكنه يستخدم مواد أشباه موصلات مختلفة لإنتاج الضوء في طيف الأشعة تحت الحمراء. يستخدم HIR204C/H0 شريحة زرنيخيد ألومنيوم الغاليوم (GaAlAs). عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع P-N للصمام الثنائي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات. تحدد طاقة فجوة النطاق المحددة لمادة GaAlAs الطول الموجي لهذه الفوتونات، والذي في هذه الحالة يتركز حول 850 نانومتر، مما يضعه في منطقة الأشعة تحت الحمراء القريبة، غير المرئية للعين البشرية. لا تقوم العبوة الإيبوكسية الشفافة تمامًا بتصفية أو تلوين الضوء، مما يسمح لأقصى قدر من الإشعاع تحت الأحمر المتولد بالهروب.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر مجال باعثات الأشعة تحت الحمراء في التطور. تشمل الاتجاهات العامة الملاحظة في الصناعة:

• زيادة الكفاءة:تطوير هياكل طبقات أشباه موصلات جديدة لتحقيق شدة إشعاع أعلى (ملي واط/ستراديان) لنفس تيار الإدخال (مللي أمبير)، مما يحسن كفاءة طاقة النظام بشكل عام.
• التصغير:بينما تظل العبوات المثقوبة مثل 3 مم شائعة للمتانة وسهولة الاستخدام، هناك اتجاه قوي نحو عبوات الأجهزة السطحية (SMD) (مثل 0805، 0603) للتجميع الآلي والتصاميم المقيدة بالمساحة مثل الهواتف الذكية (لمستشعرات القرب) وأجهزة إنترنت الأشياء الصغيرة.
• تنويع الطول الموجي:بينما يهيمن 850 نانومتر و 940 نانومتر، هناك استخدام متزايد لأطوال موجية أخرى لتطبيقات محددة، مثل 810 نانومتر للأجهزة الطبية أو نطاقات ضيقة محددة لاستشعار الغاز.
• التكامل:دمج صمام الأشعة تحت الحمراء الثنائي مع دائرة التشغيل، أو المضمن، أو حتى كاشف ضوئي في عبوة واحدة لإنشاء "وحدات استشعار" أكثر ذكاءً وسهولة في الاستخدام.
• بيانات موثوقية محسنة:توفر أوراق البيانات الحديثة بشكل متزايد بيانات عمر تشغيلي وموثوقية أكثر تفصيلاً (على سبيل المثال، أرقام L70، L50 تحت ظروف إجهاد مختلفة) لدعم التصاميم للتطبيقات السيارية والصناعية والطبية حيث يكون الأداء طويل الأجل أمرًا بالغ الأهمية.

يمثل HIR204C/H0 مكونًا ناضجًا وموثوقًا ومفهومًا جيدًا يستفيد من هذه التطورات المستمرة في المواد والتصنيع، مما يضمن استمرار ملاءمته في مجموعة واسعة من التصاميم الإلكترونية.