Hoja de Datos del Emisor y Detector IR LTE-1252 - Longitud de Onda 940nm - Corriente Directa 100mA - Voltaje Directo Típico 1.53V - Paquete 5.0x3.8x3.5mm - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

El LTE-1252 es un componente emisor infrarrojo (IR) discreto diseñado para una amplia gama de aplicaciones optoelectrónicas. Opera en una longitud de onda de emisión pico de 940nm, lo que lo hace adecuado para entornos donde la luz visible no es deseable. El dispositivo está construido con un encapsulado plástico transparente, ofrece un amplio ángulo de visión y se caracteriza por su alta intensidad radiante y su idoneidad para operación con alta corriente y bajo voltaje directo.

1.1 Características Principales

• Construcción libre de plomo (Pb) y compatible con RoHS.
• Optimizado para operación con alta corriente y bajo voltaje directo.
• Paquete plástico miniaturizado de bajo costo con vista frontal.
• Amplio ángulo de visión para una cobertura extensa.
• Alta intensidad radiante de salida.
• Encapsulado transparente.

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Emisores infrarrojos para unidades de control remoto.
• Sistemas de sensores para detección de proximidad u objetos.
• Iluminación para visión nocturna en sistemas de seguridad.
• Enlaces de transmisión de datos inalámbricos por IR.
• Sistemas de alarma de seguridad.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos y ópticos especificados para el emisor IR LTE-1252.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación en o bajo estos límites.

• Disipación de Potencia (Pd):150 mW. Esta es la potencia máxima que el dispositivo puede disipar como calor a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. Exceder este límite conlleva riesgo de daño térmico.
• Corriente Directa Pico (IFP):1 A. Esta es la corriente pulsada máxima permitida bajo condiciones específicas (300 pulsos por segundo, ancho de pulso de 10μs). Es significativamente mayor que la corriente continua nominal, permitiendo ráfagas breves de alta intensidad.
• Corriente Directa Continua (IF):100 mA. La corriente DC máxima que se puede aplicar continuamente sin dañar el dispositivo.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. El voltaje máximo que se puede aplicar en dirección inversa. La hoja de datos señala explícitamente que esta condición es solo para pruebas, y el dispositivo no está diseñado para operación inversa.
• Rango de Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente en el que se especifica que opera el dispositivo.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-55°C a +100°C. El rango de temperatura para almacenamiento sin operación.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo. Esto define el límite del perfil térmico para soldadura manual.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos y garantizados medidos a TA=25°C y bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Radiante (Ie):40 mW/sr (Mín), 70 mW/sr (Típ) a IF=100mA, θ=0°. Mide la potencia óptica emitida por unidad de ángulo sólido a lo largo del eje central, indicando el brillo.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λPeak):940 nm (Típ) a IF=100mA. La longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):54 nm (Típ) a IF=100mA. Este parámetro define el ancho de banda espectral; un valor de 54nm indica que la luz emitida no es monocromática, sino que abarca un rango de longitudes de onda alrededor del pico.
• Voltaje Directo (VF):1.30V (Mín), 1.53V (Típ), 1.83V (Máx) a IF=100mA. La caída de voltaje a través del dispositivo cuando conduce la corriente directa especificada. Un VF más bajo generalmente conduce a una mayor eficiencia.
• Corriente Inversa (IR):100 μA (Máx) a VR=5V. La pequeña corriente de fuga que fluye cuando se aplica el voltaje inverso especificado.
• Ángulo de Valor (θ0.5):40° (Típ). El ángulo de visión donde la intensidad radiante cae a la mitad de su valor a 0°. Un ángulo de 40° proporciona un patrón de emisión razonablemente amplio.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan una visión visual del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

3.1 Distribución Espectral (Fig.1)

La curva muestra la intensidad radiante relativa en función de la longitud de onda. Confirma el pico en 940nm y el ancho medio espectral, ilustrando que el emisor emite luz infrarroja principalmente dentro del rango de 880nm a 1000nm.

3.2 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente (Fig.2)

Este gráfico representa la reducción de la corriente directa máxima permitida a medida que aumenta la temperatura ambiente. Es crucial para el diseño de gestión térmica para asegurar que el dispositivo opere dentro de su área de operación segura (SOA).

3.3 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Fig.3)

La curva IV muestra la relación exponencial entre corriente y voltaje, típica de un diodo. La curva permite a los diseñadores determinar el voltaje de excitación requerido para una corriente de operación deseada.

3.4 Intensidad Radiante Relativa vs. Temperatura Ambiente (Fig.4) & vs. Corriente Directa (Fig.5)

La Figura 4 muestra cómo la salida óptica disminuye al aumentar la temperatura para una corriente fija. La Figura 5 muestra el aumento casi lineal de la salida con el aumento de la corriente directa, destacando la naturaleza controlada por corriente de los LEDs.

3.5 Diagrama de Radiación (Fig.6)

Este gráfico polar representa visualmente la distribución espacial de la luz emitida, confirmando el ángulo de medio valor de 40° y mostrando el patrón de intensidad, lo cual es importante para alinear el emisor con un detector.

4. Información Mecánica y del Paquete

4.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo utiliza un paquete de orificio pasante con las siguientes dimensiones clave (en mm, nominales):

• Longitud Total: 24.0 MÍN
• Ancho del Cuerpo: 5.0 ±0.3
• Altura del Cuerpo: 3.8 ±0.3
• Diámetro/Altura de la Lente: 3.5 ±0.3
• Separación de Terminales: 2.54 NOM (paso estándar de 0.1\")
• Diámetro del Terminal: 0.5 (resina protuberante bajo la brida máx.)

Identificación de Polaridad:El terminal más largo es el ánodo (+), y el terminal más corto es el cátodo (-). El diagrama también muestra un lado plano en la lente, que puede servir como un marcador visual adicional.

4.2 Notas Críticas

• La tolerancia es ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• La separación de terminales se mide donde los terminales emergen del cuerpo del paquete.
• Se indican los sitios de fabricación.

5. Guías de Montaje, Soldadura y Manipulación

5.1 Formado de Terminales y Montaje en PCB

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED.
• No utilice la base del paquete como punto de apoyo durante el doblado.
• Realice el formado de terminales antes de soldar, a temperatura ambiente.
• Use la fuerza mínima de sujeción durante el montaje en PCB para evitar estrés mecánico.

5.2 Proceso de Soldadura

Soldadura Manual (Con Cautín):

• Temperatura: 350°C Máx.
• Tiempo: 3 segundos Máx. (una sola vez).
• Posición: No más cerca de 2mm de la base de la lente de epoxi.

Soldadura por Ola:

• Precalentamiento: 100°C Máx. durante 60 segundos Máx.
• Ola de Soldadura: 260°C Máx.
• Tiempo de Soldadura: 5 segundos Máx.
• Posición de Inmersión: No más bajo que 2mm de la base de la lente de epoxi.

Advertencia Crítica:Una temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar una falla catastrófica. El reflujo IR NO es adecuado para este tipo de paquete de orificio pasante.

5.3 Almacenamiento y Limpieza

• Almacenamiento:No exceder 30°C o 70% de humedad relativa. Usar dentro de los 3 meses si se retira del embalaje original. Para almacenamiento prolongado, usar un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno.
• Limpieza:Usar solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario.

6. Consideraciones de Diseño de Aplicación

6.1 Diseño del Circuito de Excitación

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al excitar múltiples LEDs en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente individual en serie con cada LED (Modelo de Circuito A). Se desaconseja el uso de una sola resistencia para múltiples LEDs en paralelo (Modelo de Circuito B) debido a las variaciones en el voltaje directo (características I-V) de cada dispositivo, lo que conducirá a una distribución desigual de la corriente y, por lo tanto, a un brillo desigual.

6.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El dispositivo es susceptible a daños por electricidad estática. Las medidas preventivas incluyen:

• Usar pulseras conductoras o guanti antiestáticos.
• Asegurar que todo el equipo, estaciones de trabajo y estanterías estén correctamente conectados a tierra.
• Usar sopladores de iones para neutralizar la carga estática en la lente plástica.
• Mantener personal certificado en ESD y áreas de trabajo seguras contra estática (superficies <100V).

6.3 Alcance de la Aplicación y Fiabilidad

El dispositivo está destinado a equipos electrónicos ordinarios (oficina, comunicaciones, domésticos). Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde una falla podría poner en peligro vidas o la salud (aviación, médicos, sistemas de seguridad), es necesaria una consulta y calificación específica antes de su uso.

7. Principios Técnicos y Tendencias

7.1 Principio de Funcionamiento

El LTE-1252 es un Diodo Emisor de Infrarrojos (IRED). Cuando se aplica un voltaje directo que excede su umbral, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor (probablemente basada en material GaAs o AlGaAs), liberando energía en forma de fotones. La composición específica del material y la estructura del dispositivo están diseñadas para producir fotones principalmente en el rango infrarrojo de 940nm, que es invisible para el ojo humano pero fácilmente detectable por fotodiodos de silicio y muchos sensores de cámara.

7.2 Contexto Industrial y Tendencias

Los componentes IR discretos como el LTE-1252 siguen siendo bloques de construcción fundamentales en la optoelectrónica. Las tendencias clave que influyen en este sector incluyen la demanda continua de miniaturización, mayor eficiencia (más intensidad radiante por mA) e integración más estrecha con circuitos integrados de detección. También hay un creciente énfasis en dispositivos compatibles con regulaciones ambientales (RoHS, sin plomo). La longitud de onda de 940nm es particularmente popular ya que ofrece un buen equilibrio entre la sensibilidad del detector de silicio y una menor visibilidad en comparación con las fuentes de 850nm, lo que la hace ideal para iluminación discreta en seguridad y aplicaciones de consumo como controles remotos.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

8.1 ¿Puedo excitar este LED IR directamente desde un pin de un microcontrolador?

No. Un pin GPIO de un microcontrolador típicamente no puede suministrar 100mA de forma continua. Debes usar un transistor (por ejemplo, BJT NPN o MOSFET de canal N) como interruptor, controlado por el GPIO, para proporcionar la corriente necesaria desde la fuente de alimentación. Todavía se requiere una resistencia limitadora de corriente en serie en la ruta del LED.

8.2 ¿Cómo calculo el valor de la resistencia en serie?

Usa la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Por ejemplo, con una fuente Vcc=5V, un VF típico=1.53V a 100mA, la resistencia sería R = (5 - 1.53) / 0.1 = 34.7 Ohmios. Usa el valor estándar más cercano (por ejemplo, 33 o 39 Ohmios) y verifica la potencia nominal: P = (IF)^2 * R = (0.1)^2 * 34.7 ≈ 0.347W, por lo que se recomienda una resistencia de 0.5W o superior.

8.3 ¿Por qué la tensión inversa nominal es solo de 5V, y qué sucede si la excedo?

Los LEDs IR no están diseñados para bloquear un voltaje inverso significativo. Exceder la clasificación de 5V puede causar un aumento repentino de la corriente inversa, llevando a una ruptura por avalancha y daño permanente a la unión semiconductor. Siempre asegúrese de la polaridad correcta en su circuito. Para protección bidireccional en situaciones de CA o polaridad incierta, se debe usar un diodo de protección externo.

8.4 La hoja de datos menciona un "ángulo de valor" de 40°. ¿Cómo afecta esto a mi diseño?

El ángulo de medio valor de 40° significa que la intensidad de la luz emitida es más fuerte en el centro y cae al 50% a ±20° del eje central. Al alinear el emisor con un detector (como un fototransistor), debes asegurarte de que el detector esté dentro de este cono efectivo de radiación. Para una cobertura más amplia, es posible que necesites múltiples emisores o un difusor. Por el contrario, para haces dirigidos de largo alcance, se puede agregar una lente para colimar la luz.

9. Estudio de Caso de Diseño Práctico

9.1 Sensor Simple de Detección de Objetos / Haz Interrumpido

Escenario:Detectar cuando un objeto pasa entre un emisor IR y un detector.

Implementación:

1. Lado del Emisor:Excitar el LTE-1252 con una corriente constante de 50-100mA usando un circuito como se describe en la sección 6.1. Para operación con batería, considere pulsar el LED a una frecuencia específica (por ejemplo, 1kHz, ciclo de trabajo del 50%) para ahorrar energía.
2. Lado del Detector:Usar un fototransistor o fotodiodo coincidente alineado con el emisor. Colóquelo dentro del cono de radiación de 40° del emisor.
3. Acondicionamiento de Señal:La salida del detector será alta cuando reciba luz IR y caerá cuando el haz sea bloqueado. Use un comparador o una entrada ADC de un microcontrolador para digitalizar esta señal. Si el emisor está pulsado, agregue un filtro o detección síncrona en el software para rechazar el ruido de la luz ambiente.

Consideraciones Clave:La alineación es crítica debido a la naturaleza direccional del haz. La luz solar ambiente u otras fuentes IR pueden causar interferencias, por lo que se recomiendan encarecidamente técnicas de modulación/demodulación para una operación confiable. Asegúrese de que la carcasa bloquee la luz dispersa para que no llegue directamente al detector sin pasar por la zona de detección.