Hoja de Datos del LED IR IR26-61C/L746/R/TR8 - Redondo 1.6mm - 1.25V - 940nm - 100mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El IR26-61C/L746/R/TR8 es un diodo emisor de infrarrojos (IR) subminiatura de visión lateral, diseñado para aplicaciones de montaje superficial. Este dispositivo está encapsulado en un paquete compacto de doble extremo moldeado en plástico transparente con una lente esférica, optimizado para una emisión infrarroja eficiente. Su salida espectral está específicamente adaptada a fotodiodos y fototransistores de silicio, lo que lo convierte en una fuente ideal para detección de proximidad, detección de objetos y otros sistemas basados en IR que requieren un emisor compacto y fiable.

Las ventajas clave de este componente incluyen su factor de forma muy reducido, su bajo voltaje de operación en directa y su excelente compatibilidad con detectores de silicio estándar. El dispositivo se suministra en cinta de 8mm enrollada en carretes de 7 pulgadas de diámetro, facilitando los procesos de montaje automatizado. Cumple con los estándares ambientales RoHS, REACH de la UE y está libre de halógenos.

1.1 Guía de Selección del Dispositivo

El dispositivo se identifica por el número de pieza IR26-61C/L746/R/TR8. Utiliza un material de chip GaAlAs (Arseniuro de Galio y Aluminio), un semiconductor común para producir luz infrarroja. La lente es transparente, permitiendo la máxima transmisión de la radiación infrarroja emitida sin ningún filtrado o tinte que pueda atenuar la señal.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Corriente Directa Continua (IF):65 mA. Esta es la corriente continua máxima que puede pasar de forma continua a través del LED.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa superior a este puede romper la unión del LED.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento (Topr, Tstg):-40°C a +100°C. El dispositivo está clasificado para un amplio rango de temperatura industrial.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante un máximo de 5 segundos. Esto define la tolerancia máxima del perfil de reflujo.
• Disipación de Potencia (Pc):100 mW a una temperatura ambiente de 25°C o inferior. Esto limita la potencia eléctrica total que puede convertirse en calor dentro del encapsulado.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo en condiciones normales de operación.

• Intensidad Radiante (IE):La potencia óptica emitida por unidad de ángulo sólido. Los valores típicos son 8.0 mW/sr a 20mA y pueden alcanzar 40.0 mW/sr en operación pulsada a 100mA (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1%).
• Longitud de Onda Pico (λp):940 nm. Esta es la longitud de onda a la que el LED emite la mayor potencia óptica, perfectamente alineada con la sensibilidad máxima de muchos detectores basados en silicio.
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):30 nm (típico). Esto indica el rango de longitudes de onda emitidas, centrado alrededor del pico.
• Voltaje Directo (VF):Típicamente 1.25V con un máximo de 1.50V a 20mA. A 100mA (pulsado), sube a un valor típico de 1.40V con un máximo de 1.90V. El bajo VF contribuye a una mayor eficiencia del sistema.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA con un voltaje inverso de 5V, lo que indica una buena calidad de la unión.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):20 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad radiante cae a la mitad de su valor máximo (en el eje), definiendo un haz relativamente estrecho y dirigido.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que proporcionan una visión más profunda del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

3.1 Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente

Este gráfico muestra la reducción de la corriente directa máxima permitida a medida que aumenta la temperatura ambiente. Para evitar el sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad, la corriente directa debe reducirse cuando se opera por encima de 25°C. La curva suele mostrar una disminución lineal desde los 65mA nominales a 25°C hasta cero en la temperatura máxima de la unión.

3.2 Distribución Espectral

La curva de salida espectral ilustra la intensidad radiante relativa a través de las longitudes de onda. Confirma el pico de 940nm y el ancho de banda aproximado de 30nm, mostrando una distribución similar a una Gaussiana común en fuentes LED.

3.3 Intensidad Radiante vs. Corriente Directa

Esta gráfica demuestra la relación entre la corriente de excitación y la salida óptica. Es generalmente lineal en el rango de corriente bajo, pero puede mostrar signos de saturación o caída de eficiencia a corrientes muy altas debido a efectos térmicos y otros no lineales dentro del semiconductor.

3.4 Corriente Directa vs. Voltaje Directo

La curva característica IV es esencial para el diseño del circuito. Muestra la relación exponencial típica de un diodo. Los valores especificados de VF a 20mA y 100mA son puntos en esta curva. Los diseñadores la utilizan para calcular el valor necesario de la resistencia limitadora de corriente para un voltaje de alimentación dado.

3.5 Intensidad Radiante Relativa vs. Desplazamiento Angular

Este gráfico polar define visualmente el patrón de radiación o perfil del haz del LED. Para este dispositivo de visión lateral con un ángulo de 20 grados, el gráfico mostrará un lóbulo de luz emitido perpendicularmente al plano de montaje, con una intensidad que cae bruscamente fuera del semiángulo de ±10 grados.

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones del Paquete y Polaridad

El LED es un paquete redondo de 1.6mm. Los dibujos mecánicos detallados proporcionan las dimensiones exactas del cuerpo, las patillas y la lente. El ánodo y el cátodo se identifican claramente en el diagrama. También se proporciona el patrón de soldadura recomendado (land pattern) para garantizar una conexión mecánica y térmica adecuada durante el montaje en PCB, minimizando el estrés en el componente.

4.2 Especificaciones de la Cinta Portadora y el Carrete

El dispositivo está empaquetado para colocación automatizada. Las dimensiones de la cinta portadora (tamaño del bolsillo, paso, etc.) y las especificaciones del carrete (diámetro de 7 pulgadas, 1500 piezas por carrete) se detallan para garantizar la compatibilidad con equipos pick-and-place estándar.

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Precauciones Críticas

• Protección contra Sobrecorriente:Una resistencia limitadora de corriente externa es obligatoria. La característica exponencial IV del LED significa que un pequeño aumento en el voltaje puede causar un gran aumento destructivo en la corriente.
• Almacenamiento:El dispositivo es sensible a la humedad (MSL). Las bolsas sin abrir deben almacenarse a ≤30°C y ≤90% HR y usarse dentro de un año. Después de abrir, las piezas deben usarse dentro de las 168 horas (7 días) cuando se almacenan a ≤30°C/≤70% HR. Exceder estos límites requiere un secado a 60±5°C durante al menos 24 horas antes de su uso.

5.2 Condiciones de Soldadura

• Soldadura por Reflujo:Se hace referencia a un perfil de temperatura sin plomo. No se debe realizar el reflujo más de dos veces para evitar daños térmicos en el encapsulado de plástico y las uniones de alambre.
• Soldadura Manual:Si es necesario, utilice una punta de soldador a una temperatura inferior a 350°C durante un máximo de 3 segundos por terminal. Use un soldador con una capacidad de 25W o menos y permita un intervalo de enfriamiento de al menos 2 segundos entre terminales.
• Reparación:Evite el retrabajo después de soldar. Si es inevitable, se debe usar un soldador de doble punta para calentar ambos terminales simultáneamente, evitando el estrés mecánico que levante una almohadilla mientras la otra aún está soldada.

6. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado final implica sellar los carretes en bolsas de aluminio a prueba de humedad con desecante. La etiqueta en la bolsa contiene información crítica para la trazabilidad y el uso: Número de Pieza del Cliente (CPN), Número de Pieza del Fabricante (P/N), Cantidad (QTY), rangos de rendimiento (CAT), longitud de onda pico (HUE), códigos de referencia, número de lote (LOT No.) y país de origen.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED IR está diseñado parasistemas aplicados de infrarrojos. Sus características clave lo hacen adecuado para:

• Detección de Proximidad y Presencia:Emparejado con un fototransistor o fotodiodo para detectar la presencia o ausencia de un objeto a corta distancia.
• Conteo de Objetos y Detección de Bordes:En equipos de automatización para contar artículos en una cinta transportadora o detectar bordes.
• Interruptores y Codificadores Ópticos:Donde un haz infrarrojo es interrumpido por una pieza en movimiento para generar una señal digital.
• Transmisión de Datos de Corto Alcance:En enlaces de comunicación IR simples (por ejemplo, controles remotos, IRDA), aunque su haz estrecho puede requerir un alineamiento cuidadoso.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Excitación:Siempre use una resistencia en serie para establecer la corriente directa. Calcule el valor de la resistencia como R = (Vcc - Vf) / If, donde Vcc es el voltaje de alimentación, Vf es el voltaje directo de la hoja de datos (use el valor máximo para un diseño seguro) e If es la corriente directa deseada (por ejemplo, 20mA).
• Gestión Térmica:Para operación continua cerca de la corriente máxima nominal, considere la capacidad del diseño de la PCB para disipar el calor desde las almohadillas del LED.
• Alineamiento Óptico:El ángulo de visión de 20 grados y la orientación de visión lateral requieren un diseño mecánico preciso para asegurar que el haz IR se dirija correctamente hacia el detector.
• Inmunidad a la Luz Ambiente:Para aplicaciones de detección, considere usar señales IR moduladas y detección síncrona en el receptor para rechazar el ruido de la luz ambiente, especialmente de fuentes como la luz solar o lámparas fluorescentes que contienen componentes IR.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED IR estándar de emisión superior, el paquete de visión lateral ofrece una ventaja mecánica distintiva. Permite que el haz IR se emita paralelo a la superficie de la PCB, lo que puede simplificar el diseño de la trayectoria óptica en aplicaciones con espacio limitado donde el emisor y el detector deben colocarse en el mismo plano, enfrentados a través de un espacio. Su diámetro de 1.6mm y su perfil bajo lo convierten en uno de los emisores IR SMD más pequeños disponibles, adecuado para dispositivos miniaturizados. La combinación de la tecnología de chip GaAlAs, la longitud de onda de 940nm y la lente transparente proporciona alta eficiencia y buena adaptación a los detectores de silicio sin la atenuación causada por las lentes de epoxi coloreadas (por ejemplo, azules o negras) que a veces se usan para bloquear la luz visible.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es el propósito de la lente "transparente"?

La lente transparente tiene una absorción mínima en todo el espectro visible e infrarrojo. Para un LED IR, esto maximiza la transmisión de la luz infrarroja de 940nm fuera del paquete. No filtra la luz visible, pero dado que el chip emite casi exclusivamente en el IR, de todos modos se produce muy poca luz visible.

9.2 ¿Puedo excitar este LED a 100mA de forma continua?

No. La especificación de 100mA para la intensidad radiante se define bajo condiciones pulsadas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1%) para evitar un calentamiento excesivo. La corriente directacontinuamáxima (IF) es de 65 mA a 25°C, y esta debe reducirse a temperaturas ambiente más altas como se muestra en la curva relevante.

9.3 ¿Por qué el tiempo de almacenamiento es tan corto después de abrir la bolsa?

El empaquetado de plástico de los componentes SMD puede absorber humedad del aire. Durante la soldadura a alta temperatura (reflujo), esta humedad atrapada puede vaporizarse rápidamente, causando delaminación interna, grietas o "efecto palomita de maíz", lo que destruye el dispositivo. La vida útil de 168 horas es el período que se estima que el componente puede resistir después de la exposición a un nivel específico de humedad ambiente antes de requerir un re-secado.

9.4 ¿Cómo identifico el ánodo y el cátodo?

El diagrama del paquete en la hoja de datos muestra la identificación física. Típicamente, una patilla puede estar marcada (por ejemplo, una muesca, un punto verde o una patilla más larga) o la forma del reflector interno podría ser asimétrica. El diagrama indicará claramente qué lado corresponde al ánodo y al cátodo.

10. Caso de Estudio de Diseño Práctico

Escenario:Diseñar un sensor de detección de papel para una impresora.

Implementación:El IR26-61C/L746/R/TR8 se monta en un lado del camino del papel, enfrentado a un fototransistor de silicio coincidente en el lado opuesto. Ambos son de visión lateral, por lo que sus haces se disparan horizontalmente a través del espacio. Cuando no hay papel presente, el haz IR llega al detector, generando una señal alta. Cuando pasa el papel, bloquea el haz, haciendo que la señal del detector caiga. El haz estrecho de 20 grados ayuda a asegurar que el sensor solo responda a objetos directamente en el camino del papel y se vea menos afectado por reflexiones parásitas. Un microcontrolador excita el LED con una corriente de 20mA (establecida por una resistencia) y lee el voltaje analógico del colector del fototransistor para determinar la presencia de papel.

Cálculos Clave:Usando una fuente de alimentación de 5V y asumiendo un Vf máximo de 1.5V a 20mA, el valor de la resistencia en serie es R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175 Ohmios. Se usaría una resistencia estándar de 180 Ohmios, resultando en una corriente de aproximadamente 19.4mA.

11. Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz Infrarroja (LED IR) opera según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones del material tipo n y los huecos del material tipo p se inyectan en la región de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía. En el material GaAlAs utilizado en este LED, esta energía se libera principalmente como fotones en el espectro infrarrojo, específicamente alrededor de 940 nanómetros. El paquete de visión lateral incorpora una lente de epoxi moldeada que da forma a la luz emitida en un haz dirigido con el ángulo de visión especificado, mejorando la eficiencia de acoplamiento en sistemas alineados.

12. Tendencias Tecnológicas

El campo de la optoelectrónica infrarroja continúa evolucionando. Las tendencias relevantes para componentes como el IR26-61C/L746/R/TR8 incluyen:

• Mayor Miniaturización:La demanda continua de sensores más pequeños en electrónica de consumo (teléfonos inteligentes, wearables) impulsa el desarrollo de paquetes de emisores IR aún más compactos.
• Mayor Eficiencia:Los avances en la epitaxia de semiconductores y el diseño de chips apuntan a producir más potencia óptica (intensidad radiante) para la misma entrada eléctrica, mejorando la duración de la batería del sistema y la relación señal-ruido.
• Integración:Existe una tendencia hacia la integración del emisor IR, el detector y, a veces, la lógica de control en un solo módulo o paquete, simplificando el diseño y el montaje para los clientes finales.
• Diversificación de Longitudes de Onda:Si bien 940nm sigue siendo estándar, otras longitudes de onda como 850nm (a menudo visible como un tenue brillo rojo) o 1050nm se utilizan para aplicaciones específicas que requieren diferentes características de penetración de material o rechazo de luz ambiente.