Hoja de Datos del LED Infrarrojo SIR333-A de 5mm - Paquete de 5.0mm - Voltaje Directo de 1.65V - Longitud de Onda de 875nm - Disipación de Potencia de 150mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El SIR333-A es un Diodo Emisor de Infrarrojos (IR) de alta intensidad de 5mm. Está encapsulado en plástico azul y está diseñado para aplicaciones que requieren una emisión infrarroja fiable. Su salida espectral es compatible con fototransistores, fotodiodos y módulos receptores de infrarrojos comunes, lo que lo hace idóneo para diversos sistemas de detección y transmisión.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Alta Fiabilidad:Diseñado para un rendimiento constante a largo plazo.
• Alta Intensidad Radiante:Proporciona una salida infrarroja potente para una transmisión de señal eficaz.
• Longitud de Onda Específica:Longitud de onda de emisión pico (λp) de 875nm.
• Espaciado de Pines Estándar:Espaciado de pines de 2.54mm para un montaje fácil en PCB.
• Bajo Voltaje Directo:Contribuye a un funcionamiento energéticamente eficiente.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo (Pb-Free), cumple con las normas RoHS, REACH de la UE y está libre de halógenos (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Sistemas de transmisión en aire libre.
• Unidades de control remoto por infrarrojos con altos requisitos de potencia.
• Detectores de humo.
• Sistemas generales de aplicación infrarroja.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

Tolerancias de Medición:Voltaje Directo: ±0.1V, Intensidad Radiante: ±10%, Longitud de Onda Pico: ±1.0nm.

2.3 Consideraciones Térmicas

El rendimiento del dispositivo depende de la temperatura. La disipación de potencia máxima de 150mW se especifica a una temperatura ambiente de 25°C o inferior. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la disipación de potencia permitida disminuye, lo que debe tenerse en cuenta en el diseño térmico para garantizar la fiabilidad y evitar el sobrecalentamiento.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El SIR333-A está disponible en diferentes grados de rendimiento, o "bins", basados en su Intensidad Radiante medida a una corriente directa (IF) de 20mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar un componente que se ajuste con precisión a los requisitos de sensibilidad de su aplicación.

No se indica una clasificación separada para el voltaje directo o la longitud de onda pico en los datos proporcionados; se utilizan valores típicos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Esta curva muestra la reducción de la corriente directa continua máxima permitida a medida que la temperatura ambiente supera los 25°C. Los diseñadores deben consultar este gráfico para evitar exceder los límites de funcionamiento seguro en entornos de alta temperatura.

4.2 Distribución Espectral

El gráfico representa la intensidad radiante relativa frente a la longitud de onda. Confirma la longitud de onda pico típica de 875nm y el ancho de banda espectral de aproximadamente 80nm (Ancho a Media Altura). Este ancho de banda estrecho es beneficioso para minimizar la interferencia de la luz ambiental y para emparejarse con filtros ópticos en los receptores.

3.3 Longitud de Onda de Emisión Pico vs. Temperatura Ambiente

Esta característica muestra cómo se desplaza la longitud de onda pico con la temperatura. Comprender este desplazamiento es crucial para aplicaciones donde el receptor está sintonizado a una longitud de onda específica, ya que el rendimiento del sistema puede variar a lo largo del rango de temperatura de operación.

4.4 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva IV)

La curva IV es fundamental para el diseño de circuitos. Muestra la relación no lineal entre corriente y voltaje. El voltaje directo típico es de 1.3V a 20mA, pero aumenta con la corriente y puede variar entre unidades. Es esencial una resistencia limitadora de corriente o un controlador de corriente constante.

4.5 Intensidad Radiante vs. Corriente Directo

Este gráfico demuestra que la salida radiante aumenta con la corriente directa, pero no de forma lineal. Destaca la ganancia significativa en la salida cuando se impulsa el LED a su corriente de pico máxima (100mA) en comparación con los 20mA estándar, lo que es útil para aplicaciones que requieren mayor alcance o mayor potencia de señal.

4.6 Intensidad Radiante Relativa vs. Desplazamiento Angular

Este gráfico polar ilustra el ángulo de visión o patrón de emisión. El ángulo medio típico es de 20 grados, lo que significa que la intensidad cae al 50% de su valor en el eje a ±20 grados del centro. Esto define el ancho del haz del LED y es crítico para alinearlo con un receptor o sensor.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo está alojado en un paquete estándar redondo de LED de 5mm. Las dimensiones clave incluyen el diámetro total (5.0mm), el espaciado de pines (2.54mm) y el diámetro de los pines. En la hoja de datos se proporciona un dibujo detallado con cotas para el diseño preciso de la huella en la PCB. Todas las tolerancias no especificadas son de ±0.25mm.

5.2 Identificación de Polaridad

El LED tiene un lado plano en el borde del encapsulado, que normalmente indica el pin del cátodo (negativo). El pin más largo suele ser el ánodo (positivo). Debe observarse la polaridad correcta durante la instalación.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Formado de Pines

• Doble los pines en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Realice el formado de pinesantes soldering.
• Evite tensionar el encapsulado durante el doblado.
• Corte los pines a temperatura ambiente.
• Asegúrese de que los orificios de la PCB se alinean perfectamente con los pines del LED para evitar tensiones de montaje.

6.2 Parámetros de Soldadura

Soldadura Manual:Temperatura de la punta: Máx. 300°C (30W Máx.). Tiempo de soldadura: Máx. 3 seg. Mantenga una distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta la bombilla de epoxi.
Soldadura por Ola/Inmersión:Temperatura de precalentamiento: Máx. 100°C (Máx. 60 seg). Temperatura del baño de soldadura: Máx. 260°C, tiempo: Máx. 5 seg. Distancia desde la unión a la bombilla: Mín. 3mm.
Reglas Generales:Evite tensiones en los pines a alta temperatura. No suelde más de una vez. Proteja el LED de golpes mientras se enfría. Evite procesos de enfriamiento rápido.

6.3 Limpieza

Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante no más de un minuto. No utilice limpieza ultrasónica, ya que puede dañar la estructura interna. Si la limpieza ultrasónica es inevitable, se requiere extrema precaución con respecto a la potencia y la condición del montaje.

6.4 Condiciones de Almacenamiento

Almacene a 30°C o menos y al 70% de Humedad Relativa o menos. La vida útil de almacenamiento recomendada después del envío es de 3 meses. Para un almacenamiento más prolongado (hasta un año), utilice un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y material absorbente de humedad. Evite transiciones rápidas de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificación de la Etiqueta

La etiqueta del producto incluye varios códigos: CPN (Número de Producto del Cliente), P/N (Número de Producto), QTY (Cantidad de Embalaje), CAT (Rango/Clasificación de Intensidad Luminosa), HUE (Rango de Longitud de Onda Dominante), REF (Rango de Voltaje Directo), LOT No. (Número de Lote) y un código de fecha (Mes).

7.2 Cantidades de Embalaje

• De 200 a 500 piezas por bolsa.
• 5 bolsas por cartón interior.
• 10 cartones interiores por cartón maestro (exterior).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Para el funcionamiento básico, el LED debe ser impulsado con una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, donde VF es el voltaje directo de la hoja de datos (use el valor máximo por seguridad) e IF es la corriente directa deseada (ej., 20mA). Para operación pulsada de mayor alcance (ej., en controles remotos), se puede usar un interruptor de transistor controlado por un microcontrolador para proporcionar la alta corriente de pico (hasta 1A bajo el ciclo de trabajo especificado).

8.2 Consideraciones de Diseño

• Alineación Óptica:Utilice el ángulo de visión de 20 grados para alinear correctamente el LED con el campo de visión del receptor.
• Control de Corriente:Utilice siempre una corriente constante o una resistencia limitadora de corriente. Conectar directamente a una fuente de voltaje destruirá el LED.
• Gestión Térmica:Asegúrese de que la PCB y el entorno permitan una disipación de calor adecuada, especialmente si opera cerca de los valores máximos.
• Compatibilidad del Receptor:Elija un fotodetector o módulo receptor cuya sensibilidad pico coincida con la emisión de 875nm de este LED.
• Inmunidad a la Luz Ambiental:Para sistemas utilizados en entornos con luz variable, considere modular la señal IR y usar un receptor con una frecuencia de modulación coincidente para rechazar el ruido ambiental.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El SIR333-A se diferencia por su combinación dealta intensidad radiante(hasta 90 mW/sr pulsada) y unángulo de visión relativamente estrecho de 20 grados. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones que requieren haces IR dirigidos y de alta potencia, como controles remotos de largo alcance o aplicaciones de sensores específicas. Su cumplimiento con los estándares ambientales modernos (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) también es una ventaja clave para productos dirigidos a mercados globales. La disponibilidad en clasificaciones de intensidad permite la optimización de costes según las necesidades de rendimiento.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre las especificaciones de corriente directa continua y pulsada?

La corriente directa continua (100mA) es la corriente máxima que el LED puede soportar indefinidamente a 25°C. La corriente directa de pico (1.0A) es una corriente mucho más alta que solo puede tolerar en pulsos muy cortos (≤100μs) con un ciclo de trabajo muy bajo (≤1%). Esto permite ráfagas breves de luz de alta intensidad para transmisión de largo alcance sin sobrecalentamiento.

10.2 ¿Cómo selecciono la resistencia limitadora de corriente correcta?

Use la fórmula R = (Vsupply - VF) / IF. Para una fuente de 5V y una corriente de 20mA, usando el VF máximo de 1.65V: R = (5 - 1.65) / 0.02 = 167.5 Ohmios. Una resistencia estándar de 180 Ohmios o 150 Ohmios sería una elección segura. Calcule siempre usando el VF máximo para asegurar que la corriente no exceda el límite deseado.

10.3 ¿Puedo usar este LED para transmisión de datos?

Sí, su material de chip GaAlAs de alta velocidad le permite modularse a altas velocidades, siendo adecuado para enlaces de datos IR. La alta intensidad radiante también soporta distancias de enlace más largas. El diseño debe utilizar circuitos de control apropiados para lograr la velocidad de modulación requerida.

10.4 ¿Por qué es importante la condición de almacenamiento?

El encapsulado de epoxi puede absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando grietas internas o delaminación ("efecto palomita de maíz"), lo que puede provocar fallos inmediatos o latentes. Un almacenamiento adecuado minimiza este riesgo.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

11.1 Estudio de Caso: Control Remoto IR de Largo Alcance

Objetivo:Diseñar un control remoto que funcione de manera fiable hasta 15 metros en un entorno típico de sala de estar.
Solución:Utilice el SIR333-A impulsado en modo pulsado. Un microcontrolador genera una señal portadora de 38kHz modulada con los datos de comando. Un interruptor de transistor impulsa el LED con pulsos a la corriente de pico de 1A (con ciclo de trabajo ≤1%). Esta salida pulsada de alta intensidad proporciona la potencia de señal necesaria para el mayor alcance. El módulo receptor en el televisor está sintonizado a 38kHz, proporcionando un excelente rechazo a la luz ambiental y al ruido.

12. Introducción al Principio

Un Diodo Emisor de Luz Infrarroja (IR LED) es un diodo semiconductor de unión p-n que emite luz infrarroja no visible cuando se polariza eléctricamente en la dirección directa. Los electrones se recombinan con huecos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda de la luz emitida está determinada por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. El SIR333-A utiliza Arseniuro de Galio y Aluminio (GaAlAs), que proporciona una emisión eficiente en el espectro del infrarrojo cercano alrededor de 875nm.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en la tecnología de LED IR es haciamayor eficiencia(más salida radiante por vatio eléctrico de entrada),mayor densidad de potenciapara aplicaciones de mayor alcance, ytamaños de paquete más pequeñospara la integración en dispositivos compactos. También hay un enfoque en desarrollar LED con picos de longitud de onda específicos y estrechos para aplicaciones de detección avanzada (como detección de gases) y mejorar la velocidad de modulación para comunicación óptica de alto ancho de banda (Li-Fi). El impulso hacia la sostenibilidad ambiental continúa promoviendo la adopción más amplia de estándares de fabricación libres de halógenos y otros estándares ecológicos.