Hoja de Datos del LED Infrarrojo IR383 de 5.0mm - Dimensiones 5mm - Longitud de Onda Pico 940nm - Voltaje Directo 1.2V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El IR383 es un diodo emisor de infrarrojos de alta intensidad encapsulado en un paquete de plástico azul estándar T-1 (5mm). Está diseñado para ofrecer un rendimiento fiable en sistemas de transmisión por infrarrojos. Su función principal es emitir luz infrarroja con una longitud de onda pico de 940nm, lo que lo hace espectralmente compatible con fototransistores, fotodiodos y módulos receptores de infrarrojos comunes. Sus ventajas principales incluyen una alta intensidad radiante, un bajo voltaje directo y un diseño conforme con los estándares RoHS, REACH y libre de halógenos, garantizando su idoneidad para los requisitos de la fabricación electrónica moderna.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo está diseñado para operar dentro de límites estrictos que aseguran su longevidad y fiabilidad. La corriente directa continua (IF) está clasificada en 100mA, mientras que se permite una corriente directa pico (IFP) de 1.0A en condiciones de pulso (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1%). El voltaje inverso máximo (VR) es de 5V. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, permitiéndose un almacenamiento de hasta +100°C. El dispositivo puede soportar una temperatura de soldadura de 260°C durante un máximo de 10 segundos. La disipación de potencia máxima (Pd) es de 120mW cuando la temperatura ambiente es igual o inferior a 25°C.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a una temperatura estándar de 25°C. La intensidad radiante (Ie) es un mínimo de 15.0 mW/sr a una corriente directa de 20mA, con un valor típico de 20.0 mW/sr. En operación pulsada (IF=50mA, ancho de pulso ≤100μs, ciclo ≤1%), la intensidad radiante típica alcanza los 80.0 mW/sr. La longitud de onda de emisión pico (λp) está centrada en 940nm con un ancho de banda espectral típico (Δλ) de 45nm. El voltaje directo (VF) es típicamente de 1.2V a 20mA, con un máximo de 1.5V. A 50mA en condiciones pulsadas, VF es típicamente 1.4V (máx. 1.8V). La corriente inversa (IR) es un máximo de 10μA con un voltaje inverso de 5V. El ángulo de visión (2θ1/2) es típicamente de 20 grados.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El IR383 utiliza un sistema de clasificación por intensidad radiante para categorizar los dispositivos según su potencia de salida. Las categorías se definen de la siguiente manera: Categoría P (15.0-24.0 mW/sr), Categoría Q (21.0-34.0 mW/sr), Categoría R (30.0-48.0 mW/sr) y Categoría S (42.0-67.0 mW/sr). Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos de intensidad específicos para su aplicación, asegurando un rendimiento del sistema consistente. Las incertidumbres de medición se indican como ±0.1V para el voltaje directo, ±10% para la intensidad luminosa y ±1.0nm para la longitud de onda dominante.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que ilustran el comportamiento del dispositivo en condiciones variables. La Figura 1 muestra la relación entre la corriente directa y la temperatura ambiente. La Figura 2 representa la distribución espectral, confirmando el pico de 940nm. La Figura 3 grafica el desplazamiento de la longitud de onda de emisión pico frente a la temperatura ambiente. La Figura 4 ilustra la relación entre la corriente directa y el voltaje directo. La Figura 5 muestra cómo varía la intensidad relativa con la corriente directa. La Figura 6 presenta la intensidad radiante relativa en función del desplazamiento angular desde el eje central. La Figura 7 traza la intensidad relativa frente a la temperatura ambiente, y la Figura 8 muestra cómo cambia el voltaje directo relativo con la temperatura ambiente. Estas curvas son esenciales para predecir el rendimiento en entornos operativos reales.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El IR383 utiliza un encapsulado estándar de plástico azul T-1 (diámetro de 5mm). El espaciado de los terminales es de 2.54mm, compatible con placas de pruebas y PCBs estándar. En la hoja de datos se proporciona un dibujo detallado de las dimensiones del encapsulado, con todas las dimensiones especificadas en milímetros. La tolerancia para dimensiones no especificadas es de ±0.25mm. El material de la lente azul ayuda a identificar el dispositivo como un emisor de infrarrojos.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El dispositivo está clasificado para soldadura por ola o de reflujo a una temperatura máxima de 260°C durante un tiempo que no exceda los 10 segundos. Es crucial respetar estos límites para evitar daños en el encapsulado de plástico o en el chip semiconductor. El dispositivo está libre de plomo y cumple con los estándares libres de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Se deben observar las precauciones estándar contra descargas electrostáticas (ESD) durante el manejo y montaje.

7. Información de Embalaje y Pedido

La especificación de embalaje estándar es de 500 piezas por bolsa, 5 bolsas por caja y 10 cajas por cartón, totalizando 25,000 piezas por cartón. El formato de la etiqueta incluye campos para el número de pieza del cliente (CPN), número de pieza de producción (P/N), cantidad de embalaje (QTY), rango de intensidad (AT), longitud de onda pico (HUE), referencia (REF) y número de lote (LOT No).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El IR383 es ideal para sistemas de transmisión por infrarrojos en aire libre, como unidades de control remoto para electrónica de consumo (televisores, sistemas de audio, decodificadores) donde su alta potencia de salida extiende el alcance operativo. También es aplicable en detectores de humo, donde se empareja con un receptor para detectar partículas, y en diversos otros sistemas de comunicación y detección basados en infrarrojos.

8.2 Consideraciones de Diseño

Al diseñar un circuito de excitación, la corriente directa debe limitarse a los valores máximos continuos o pulsados utilizando una resistencia en serie o una fuente de corriente constante. El bajo voltaje directo reduce el consumo de energía. El estrecho ángulo de visión de 20 grados proporciona un haz más dirigido, lo que es beneficioso para la comunicación punto a punto pero requiere un alineamiento cuidadoso. Puede ser necesario un disipador de calor si se opera cerca de la disipación de potencia máxima, especialmente a altas temperaturas ambientales.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED IR genéricos de 5mm, el IR383 ofrece una intensidad radiante mínima garantizada y está caracterizado con un conjunto completo de curvas de rendimiento y una estructura formal de clasificación. Su cumplimiento con las regulaciones ambientales modernas (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es un diferenciador clave para mercados con restricciones estrictas de materiales. La longitud de onda especificada de 940nm es un estándar común, lo que garantiza una amplia compatibilidad con los circuitos integrados receptores.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Cuál es la diferencia entre las clasificaciones de corriente directa continua y pulsada?

R: La clasificación continua (100mA) es para operación en estado estable. La clasificación pulsada (1.0A) permite una corriente instantánea mucho mayor para lograr destellos de luz más brillantes, pero solo para pulsos muy cortos (≤100μs) con un ciclo de trabajo bajo (≤1%) para evitar el sobrecalentamiento.

P: ¿Cómo afecta la temperatura ambiente al rendimiento?

R: Como se muestra en las curvas características, el aumento de la temperatura generalmente provoca una disminución en la salida radiante y un ligero aumento en el voltaje directo. Los diseñadores deben reducir los parámetros de rendimiento cuando se opera por encima de 25°C.

P: ¿Se puede usar este LED para transmisión de datos?

R: Sí, su tiempo de respuesta rápido (inherente a los LED) y su alta salida lo hacen adecuado para la transmisión de datos modulados en mandos a distancia y enlaces de comunicación de corto alcance, aunque la hoja de datos no especifica un ancho de banda de modulación.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Mando a Distancia IR de Largo Alcance

Para un mando a distancia que requiera un alcance extendido, un diseñador seleccionaría un IR383 de la Categoría S para obtener la mayor intensidad radiante. El circuito de excitación utilizaría un microcontrolador para generar una señal modulada (por ejemplo, una portadora de 38kHz). Un interruptor de transistor pulsaría el LED a 50mA o más, manteniéndose dentro del límite del 1% de ciclo de trabajo para el ancho de pulso utilizado en el protocolo. El estrecho ángulo de visión ayuda a concentrar la energía hacia el receptor. Una resistencia en serie simple se calcula como R = (Vcc - Vf) / If, donde Vf se toma del valor típico a la corriente pulsada.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz Infrarroja (LED IR) es un diodo semiconductor de unión p-n que emite luz infrarroja no visible cuando se polariza en directa. Los electrones se recombinan con huecos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El material específico (GaAlAs para el IR383) y la estructura del semiconductor determinan la longitud de onda de la luz emitida, que en este caso es de 940nm. El encapsulado de plástico protege el chip mecánicamente, y la lente da forma al patrón de radiación.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en los LED infrarrojos continúa hacia una mayor eficiencia (más salida radiante por vatio eléctrico), lo que reduce el consumo de energía y la generación de calor. También existe un impulso para aumentar la fiabilidad y la longevidad. Los encapsulados están evolucionando para permitir una mejor gestión térmica y un control óptico más preciso. Además, la integración de circuitos de excitación y sensores en módulos compactos es cada vez más común para simplificar el diseño del usuario final. El cumplimiento de las regulaciones ambientales y de materiales globales en evolución sigue siendo un enfoque crítico de la industria.