مواصفات الصمام الثنائي الباعث للأشعة تحت الحمراء 850 نانومتر - حجم 2.8x3.5x2.6 مم - جهد 1.4 فولت - قدرة 80 ملي واط - REFOND RF-P28Q3-IRJ-FT

1. نظرة عامة على المنتج

الصمام RF-P28Q3-IRJ-FT هو صمام ثنائي باعث للأشعة تحت الحمراء عالي الموثوقية في حزمة PPA (بولي فثلاميد)، بأبعاد 2.80 مم × 3.50 مم × 2.60 مم. يُصدر ضوءًا بطول موجي ذروة 850 نانومتر، مما يجعله مثاليًا للمراقبة الأمنية، والإضاءة تحت الحمراء للكاميرات، وأنظمة الرؤية الآلية. يتميز هذا الصمام بجهد أمامي منخفض (نموذجي 1.4 فولت عند 50 مللي أمبير)، وتوافق مع اللحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص، ومتوافق مع RoHS ومستوى حساسية للرطوبة 5.

2. تحليل المعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

عند درجة حرارة اختبار 25 درجة مئوية وتيار أمامي 50 مللي أمبير، يُظهر الصمام جهدًا أماميًا نموذجيًا قدره 1.4 فولت (الحد الأقصى 1.6 فولت). الطول الموجي الذروة هو 850 نانومتر مع عرض نطاق طيفي (Δλ) 30 نانومتر. يتراوح التدفق الإشعاعي الكلي (Φe) من 14 ملي واط (الحد الأدنى) إلى 28 ملي واط (النموذجي)، مما يضمن خرجًا بصريًا كافيًا لتطبيقات الأشعة تحت الحمراء القريبة. التيار العكسي مهمل (الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي 5 فولت). زاوية الرؤية (2θ1/2) هي 17 درجة، مما يوفر شعاعًا ضيقًا مناسبًا للإضاءة المركزة.

2.2 المقاومة الحرارية والحدود القصوى

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (RTHJ-S) هي 50 درجة مئوية/واط، مما يشير إلى تبديد حرارة معتدل. تشمل التصنيفات القصوى المطلقة تبديد طاقة 80 ملي واط، وتيار أمامي 50 مللي أمبير، ودرجة حرارة وصلة تصل إلى 105 درجة مئوية. يمكن للصمود التفريغ الكهروستاتيكي حتى 2000 فولت (HBM). تتراوح درجات حرارة التشغيل والتخزين من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.

3. نظام التصنيف (Binning)

وفقًا لمواصفات الملصق، يتم تصنيف كل بكرة وفقًا للتدفق الإشعاعي الكلي (Φe)، وطول الموجة الذروة (WLP)، والجهد الأمامي (VF). يرمز رمز التصنيف (BIN CODE) إلى هذه المعلمات لضمان الاتساق داخل الشحنة. على سبيل المثال، قد يقوم حاوية Φe بتجميع الصمامات ذات الخرج الضوئي المتشابه، بينما تضمن حاوية الطول الموجي تفاوتًا طيفيًا ضيقًا للتطبيقات التي تتطلب انبعاثًا موحدًا.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي

يزداد الجهد الأمامي مع التيار، عادةً من 1.3 فولت عند 10 مللي أمبير إلى 1.6 فولت عند 60 مللي أمبير. يجب مراعاة هذه العلاقة غير الخطية عند تصميم مشغلات التيار الثابت لتجنب الهروب الحراري.

4.2 خصائص درجة الحرارة

تنخفض الشدة النسبية مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وتفقد حوالي 25% عند 105 درجة مئوية مقارنة بـ 25 درجة مئوية. يوضح منحنى خفض التصنيف للتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة أنه يجب تقليل التيار الأقصى عند درجات الحرارة المحيطة المرتفعة للحفاظ على الوصلة أقل من 105 درجة مئوية.

4.3 التوزيع الطيفي

يبلغ ذروة الطيف الانبعاثي عند 850 نانومتر بعرض نصف أقصى كامل يبلغ 30 نانومتر. يضمن الانبعاث الأدنى خارج نطاق 800-900 نانومتر التوافق مع مستشعرات CMOS القائمة على السيليكون المستخدمة بشكل شائع في كاميرات المراقبة.

4.4 نمط الإشعاع

زاوية نصف القدرة هي 17 درجة، مع شعاع ضيق نسبيًا. يُظهر مخطط الإشعاع توزيعًا سلسًا يشبه التوزيع الغوسي، مما يتيح توصيل الضوء بكفاءة في التطبيقات التي تتطلب إضاءة مضبوطة.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد الحزمة

الحزمة بأبعاد 2.80 مم (طول) × 3.50 مم (عرض) × 2.60 مم (ارتفاع). جميع الأبعاد لها تفاوت ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يوضح المنظر السفلي علامة القطبية (شق الكاثود)، ويتم تحديد وسادات الأنود/الكاثود بوضوح. يضمن نمط اللحام الموصى به في الرسم (وسادات 1.85 مم × 1.25 مم بمسافة 1.80 مم) التوصيل الحراري والكهربائي المناسب.

5.2 القطبية والتعامل

يحتوي الصمام على علامة قطبية مرئية في المنظر العلوي (الشكل 1-2). الاتجاه الصحيح أمر بالغ الأهمية؛ يمكن أن يؤدي الانحياز العكسي إلى عطل فوري أو تدهور طويل الأمد.

6. دليل اللحام والتجميع

6.1 ملف اللحام بإعادة التدفق

يجب إجراء اللحام بإعادة التدفق وفقًا للملف المحدد: التسخين المسبق من 160 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية، والارتفاع بمعدل أقصى 3 درجات مئوية/ثانية إلى درجة حرارة ذروة 260 درجة مئوية (بحد أقصى 5 ثوانٍ فوق 255 درجة مئوية)، ثم التبريد بمعدل أقصى 6 درجات مئوية/ثانية. يُسمح بدورتين فقط من إعادة التدفق، وإذا مر أكثر من 24 ساعة بين الدورتين، يجب إعادة خبز الصمامات.

6.2 اللحام اليدوي والإصلاح

بالنسبة للحام اليدوي، استخدم مكواة مضبوطة على أقل من 300 درجة مئوية لمدة أقل من 3 ثوانٍ. يجب تجنب الإصلاح؛ إذا لزم الأمر، استخدم مكواة لحام مزدوجة الرأس وتأكد من عدم تدهور خصائص الصمام.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم تعبئة الصمام في شريط وبكرة بمعدل 3000 قطعة لكل بكرة. أبعاد البكرة: قطر 330.2 مم، محور 79.5 مم، عرض 12.7 مم. تُغلق كل بكرة في كيس حاجز للرطوبة مع مادة مجففة وبطاقة مؤشر الرطوبة. شروط التخزين: قبل فتح الكيس، يُخزن عند ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤75% لمدة تصل إلى سنة واحدة؛ بعد الفتح، يُستخدم خلال 48 ساعة عند ≤30 درجة مئوية ورطوبة نسبية ≤60%. إذا تم فتح الكيس بعد هذه المدة، يُخبز عند 60±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.

8. توصيات التطبيق

يجعل الشعاع الضيق بزاوية 17 درجة وطول الموجة الذروة 850 نانومتر هذا الصمام مثاليًا للإضاءة تحت الحمراء بعيدة المدى في كاميرات المراقبة، والتعرف على لوحات الأرقام، وأنظمة الرؤية الليلية. يمكن ترتيبه في تكوينات متسلسلة/متوازية، ولكن يلزم توازن تيار دقيق وإدارة حرارية للبقاء ضمن التصنيفات القصوى. يُوصى بشدة باستخدام مقاومة متسلسلة لكل سلسلة من الصمامات لمنع انهيار التيار.

9. المقارنة التقنية

مقارنةً بصمامات 850 نانومتر المماثلة في حزم 2835، يقدم الصمام RF-P28Q3-IRJ-FT جهدًا أماميًا منخفضًا تنافسيًا (1.4 فولت نموذجي) مما يقلل من تبديد الطاقة في مشغلات التيار الثابت. توفر زاوية الرؤية الضيقة البالغة 17 درجة شدة محورية أعلى من الباعثات ذات الزاوية الأوسع، مما يجعله مناسبًا للإضاءة الموضعية. توفر حزمة PPA استقرارًا حراريًا أفضل من بعض حزم الإيبوكسي الأقل تكلفة، على الرغم من أن المقاومة الحرارية البالغة 50 درجة مئوية/واط معتدلة.

10. الأسئلة الشائعة

س: هل يمكن تشغيل هذا الصمام بتيار 100 مللي أمبير بنبضات قصيرة؟
ج: الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي هو 50 مللي أمبير تيار مستمر. قد يسمح تشغيل النبضات (على سبيل المثال، دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية) بتيار ذروة أعلى، ولكن يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 105 درجة مئوية أبدًا.

س: ما هي حماية التفريغ الكهروستاتيكي الموصى بها أثناء التعامل؟
ج: يتمتع الصمام بتصنيف HBM يبلغ 2000 فولت، ولكن يُنصح بشدة باتخاذ احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي المناسبة (محطات عمل مؤرضة، صواني موصلة).

س: كيف يتصرف الصمام تحت الانحياز العكسي؟
ج: يجب ألا يتجاوز الجهد العكسي 5 فولت. عند جهد عكسي 5 فولت، يكون الحد الأقصى للتيار العكسي 10 ميكرو أمبير؛ يمكن أن يتسبب الانحياز العكسي المطول في الهجرة والفشل.

11. حالة تصميم عملي

في وحدة إضاءة تحت الحمراء نموذجية لكاميرات المراقبة، يتم ترتيب ثمانية صمامات في سلسلتين متوازيتين من أربع صمامات متسلسلة. يتم تشغيل كل سلسلة بتيار 50 مللي أمبير مع مصدر جهد 3.3 فولت ومقاومة 6.8 أوم للحد من التيار. يتطلب إجمالي تبديد الطاقة (~1.28 واط) لوحة دوائر مطبوعة من الألومنيوم صغيرة مع فتحات حرارية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 85 درجة مئوية في الظروف المحيطة. يتم تركيز الشعاع بزاوية 17 درجة باستخدام عدسة ضيقة الزاوية لتحقيق نطاق إضاءة فعال يزيد عن 100 متر.

12. مبدأ التشغيل

هذا الصمام هو صمام ثنائي شبه موصل يصدر ضوءًا عند 850 نانومتر عند انحيازه أماميًا. تتكون المنطقة النشطة من مواد مركبة من المجموعتين III-V (عادةً AlGaAs أو GaAs) التي تحول الطاقة الكهربائية إلى فوتونات تحت الحمراء القريبة. توفر حزمة PPA (بولي فثلاميد) الحماية الميكانيكية، وتبديد الحرارة، وتأثير العدسة لتشكيل نمط الإشعاع.

13. اتجاهات التطوير

تشمل الاتجاهات المستقبلية في صمامات LED للأشعة تحت الحمراء 850 نانومتر زيادة كفاءة تحويل الطاقة لتقليل توليد الحرارة، وحزم أصغر (على سبيل المثال، 1.6x1.6 مم) للمصفوفات عالية الكثافة، وتحسين متانة التفريغ الكهروستاتيكي. يؤدي الطلب على الإضاءة تحت الحمراء في المراقبة القائمة على الذكاء الاصطناعي، والمركبات ذاتية القيادة، والتعرف على الإيماءات إلى دفع المصنعين لزيادة التدفق الإشعاعي مع الحفاظ على عرض نطاق طيفي ضيق.