Diodo Emisor de Infrarrojos LED 940nm Paquete T-1 3/4 - 5.0mm Diámetro x 8.6mm Altura - Voltaje Directo 1.6V - Intensidad Radiante 40mW/sr - Hoja de Datos en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de infrarrojos (IR) de alta potencia. El dispositivo está diseñado para emitir luz en una longitud de onda pico de 940 nanómetros (nm), que se encuentra en el espectro no visible, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren iluminación invisible. El componente está alojado en un paquete estándar de orificio pasante T-1 3/4 con una lente transparente al agua, proporcionando un patrón de radiación amplio.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las principales ventajas de este emisor IR incluyen su alta intensidad radiante de salida, un amplio ángulo de visión de 45 grados para una cobertura extensa y un diseño optimizado para operación a alta corriente con características de bajo voltaje directo. Estas características lo convierten en una solución rentable y fiable. Las aplicaciones objetivo se encuentran predominantemente en la electrónica de consumo y la detección, específicamente para unidades de control remoto por infrarrojos para televisores, decodificadores y equipos de audio, así como para sensores de detección de proximidad o presencia en diversos dispositivos.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

El rendimiento del dispositivo se define bajo condiciones ambientales estándar (25°C). Comprender estos parámetros es fundamental para un diseño de circuito adecuado y una operación fiable.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza la operación en o por encima de estos límites. Los límites clave incluyen una corriente directa continua (I_F) de 100 mA, una corriente directa pico de 1 A en condiciones pulsadas (300 pps, ancho de pulso de 10μs) y una disipación de potencia máxima de 160 mW. El dispositivo puede soportar un voltaje inverso (V_R) de hasta 5V, aunque se señala explícitamente que esto es solo para fines de prueba y el dispositivo no está diseñado para operar bajo polarización inversa. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba especificadas. La intensidad radiante (I_E), una medida de la potencia óptica de salida por ángulo sólido, es típicamente de 40 milivatios por estereorradián (mW/sr) cuando se alimenta a 100 mA. El voltaje directo (V_F) es típicamente de 1.6 voltios a una corriente de accionamiento de 50 mA, lo que indica una pérdida de potencia eléctrica relativamente baja. Las características espectrales están centradas en 940 nm con un ancho medio espectral (Δλ) de aproximadamente 50 nm, definiendo el ancho de banda de la luz infrarroja emitida.

3. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varios gráficos que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables, los cuales son esenciales para comprender las no linealidades y las dependencias de la temperatura.

3.1 Distribución Espectral

La curva de distribución espectral (Fig.1) muestra la intensidad radiante relativa en función de la longitud de onda. Confirma la emisión pico en 940 nm y el ancho medio de 50 nm, indicando la dispersión de las longitudes de onda emitidas. Esto es importante para emparejarlo con la sensibilidad de los sensores receptores o fotodiodos.

3.2 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

La curva I-V (Fig.3) representa la relación entre la corriente que fluye a través del diodo y el voltaje a través del mismo. Es no lineal, característica de un diodo semiconductor. Esta curva es vital para determinar el voltaje de accionamiento necesario para una corriente de operación deseada y para calcular la disipación de potencia (P_D = V_F × I_F).

3.3 Características Térmicas

La Figura 2 muestra la reducción de la corriente directa máxima permitida a medida que aumenta la temperatura ambiente. Al aumentar la temperatura, la capacidad del dispositivo para disipar calor disminuye, por lo que la corriente máxima de operación segura debe reducirse para evitar superar el límite de temperatura de la unión. La Figura 4 muestra cómo la intensidad radiante relativa disminuye al aumentar la temperatura ambiente para una corriente de accionamiento fija, un fenómeno conocido como caída térmica. Esto debe tenerse en cuenta en diseños que requieran una salida estable en un amplio rango de temperaturas.

3.4 Intensidad Radiante Relativa vs. Corriente Directa

La Figura 5 ilustra que la salida de luz no es linealmente proporcional a la corriente, especialmente a corrientes más altas donde la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento y otros efectos. Este gráfico ayuda a seleccionar un punto de operación apropiado para equilibrar el brillo, la eficiencia y la vida útil del dispositivo.

3.5 Patrón de Radiación

El diagrama polar (Fig.6) representa visualmente el ángulo de visión. La especificación 2θ½ de 45 grados significa el ángulo en el que la intensidad radiante cae a la mitad de su valor a 0 grados (en el eje). Este patrón amplio es beneficioso para aplicaciones como mandos a distancia, donde no se garantiza la alineación exacta entre el transmisor y el receptor.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo se ajusta al estándar de paquete T-1 3/4 (5mm). Las dimensiones clave incluyen un diámetro del cuerpo de aproximadamente 5.0 mm, una altura total de unos 8.6 mm desde la parte inferior de las patillas hasta la parte superior de la lente, y una separación entre patillas de 2.54 mm (0.1 pulgadas) donde las patillas emergen del paquete. Se especifica una protuberancia máxima de resina bajo la brida de 1.0 mm. Se deben consultar los dibujos mecánicos detallados con tolerancias (típicamente ±0.25 mm) para el diseño de la huella en la PCB.

4.2 Identificación de Polaridad

Para los LED de orificio pasante, el ánodo (patilla positiva) suele ser la patilla más larga. Se debe hacer referencia al dibujo de contorno de la hoja de datos para confirmar el marcador de identificación física, que a menudo es un punto plano en el borde del paquete o una muesca, que indica el lado del cátodo (patilla negativa).

5. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crucial para prevenir daños durante la fabricación.

5.1 Formado de Patillas

Si es necesario doblar las patillas, debe hacerse en un punto al menos a 3 mm de la base de la lente de epoxi. El cuerpo del paquete no debe usarse como punto de apoyo durante el doblado. Esta operación debe realizarse a temperatura ambiente y antes del proceso de soldadura.

5.2 Parámetros de Soldadura

Se abordan dos métodos de soldadura:
Soldador de Estaño:Temperatura máxima de 360°C durante un máximo de 3 segundos. La punta del soldador no debe acercarse más de 1.6 mm a la base de la bombilla de epoxi.
Soldadura por Ola:La temperatura de precalentamiento no debe exceder los 100°C durante hasta 60 segundos. La temperatura de la ola de soldadura debe ser un máximo de 260°C con un tiempo de contacto inferior a 5 segundos. El dispositivo debe sumergirse no más bajo de 2.0 mm desde la base de la bombilla de epoxi.
Nota Crítica:Se declara explícitamente que la soldadura por reflujo infrarrojo (IR) no es adecuada para este tipo de paquete de orificio pasante. El calor o tiempo excesivo puede derretir la lente de plástico o causar una falla interna.

5.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza después de la soldadura, solo deben usarse disolventes a base de alcohol como el alcohol isopropílico (IPA).

6. Almacenamiento y Manipulación

Para el almacenamiento a largo plazo fuera de la bolsa original con barrera de humedad, se recomienda mantener los dispositivos en un entorno que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran del embalaje original, deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento prolongado, se aconseja colocarlos en un recipiente sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno.

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 Diseño del Circuito de Accionamiento

Un LED es un dispositivo accionado por corriente. La hoja de datos recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED cuando se conectan múltiples unidades en paralelo (Modelo de Circuito A). Esto se debe a que el voltaje directo (V_F) puede variar ligeramente de un dispositivo a otro. Conectar LED directamente en paralelo (Modelo de Circuito B) sin resistencias individuales puede causar un acaparamiento de corriente, donde el LED con el menorV_Fconsume una cantidad desproporcionadamente mayor de corriente, lo que lleva a un brillo desigual y a una posible sobrecarga y fallo de ese dispositivo.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas. Deben implementarse medidas preventivas en el entorno de manipulación y montaje:

• El personal debe usar pulseras conectadas a tierra o correas de talón/zapatos conductores en suelos conductores.
• Las estaciones de trabajo, el equipo y los estantes de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Usar ionizadores para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.
• Son esenciales las comprobaciones periódicas y la formación del personal que trabaja en áreas protegidas contra ESD.

7.3 Alcance de la Aplicación y Precauciones

El componente está destinado a la electrónica estándar de consumo e industrial. El fabricante especifica que se requiere consulta si el dispositivo se va a utilizar en aplicaciones críticas para la seguridad (por ejemplo, soporte vital médico, aviación, control de transporte) donde una falla podría poner en riesgo la vida o la salud.

8. Principio de Funcionamiento y Contexto Tecnológico

Este dispositivo es un diodo emisor de luz (LED) semiconductor que opera según el principio de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones. La composición material específica de las capas semiconductoras determina la longitud de onda de la luz emitida; en este caso, está sintonizada para la emisión infrarroja de 940 nm. Los LED infrarrojos de este tipo son componentes maduros y altamente fiables. Su desarrollo se ha centrado en aumentar la eficiencia (intensidad radiante por potencia de entrada), mejorar la gestión térmica para corrientes de accionamiento más altas y garantizar la compatibilidad con regulaciones ambientales como RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). El paquete de amplio ángulo de visión es una característica de diseño clave que mejora la usabilidad en aplicaciones que requieren una cobertura amplia en lugar de un haz enfocado.