Diode Émettrice Infrarouge LED 940nm Boîtier T-1 3/4 - 5.0mm Dia x 8.6mm H - Tension Directe 1.6V - Intensité Rayonnante 40mW/sr - Fiche Technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente infrarouge (IR) de haute puissance. Le composant est conçu pour émettre de la lumière à une longueur d'onde pic de 940 nanomètres (nm), située dans le spectre non visible, ce qui le rend idéal pour les applications nécessitant un éclairage invisible. Il est logé dans un boîtier traversant standard T-1 3/4 avec une lentille transparente, offrant un diagramme de rayonnement large.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cet émetteur IR incluent sa haute intensité rayonnante, un angle de vision large de 45 degrés pour une couverture étendue, et une conception optimisée pour un fonctionnement à fort courant avec une faible tension directe. Ces caractéristiques en font une solution économique et fiable. Les applications cibles se situent principalement dans l'électronique grand public et la détection, spécifiquement pour les télécommandes infrarouges de téléviseurs, décodeurs et équipements audio, ainsi que pour les capteurs de proximité ou de présence dans divers appareils.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Les performances du composant sont définies dans des conditions ambiantes standard (25°C). La compréhension de ces paramètres est cruciale pour une conception de circuit appropriée et un fonctionnement fiable.

2.1 Limites absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement à ces limites n'est pas garanti. Les limites clés incluent un courant direct continu (I_F) de 100 mA, un courant direct crête de 1 A en conditions pulsées (300 pps, largeur d'impulsion 10μs), et une dissipation de puissance maximale de 160 mW. Le composant peut supporter une tension inverse (V_R) allant jusqu'à 5V, bien qu'il soit explicitement noté que ceci est uniquement à des fins de test et que le composant n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test spécifiées. L'intensité rayonnante (I_E), une mesure de la puissance optique par angle solide, est typiquement de 40 milliwatts par stéradian (mW/sr) lorsqu'elle est pilotée à 100 mA. La tension directe (V_F) est typiquement de 1,6 volts à un courant de pilotage de 50 mA, indiquant une perte de puissance électrique relativement faible. Les caractéristiques spectrales sont centrées sur 940 nm avec une demi-largeur spectrale (Δλ) d'environ 50 nm, définissant la bande passante de la lumière infrarouge émise.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs graphiques illustrant le comportement du composant dans différentes conditions, essentiels pour comprendre les non-linéarités et les dépendances à la température.

3.1 Distribution spectrale

La courbe de distribution spectrale (Fig.1) montre l'intensité rayonnante relative en fonction de la longueur d'onde. Elle confirme l'émission pic à 940 nm et la demi-largeur de 50 nm, indiquant l'étalement des longueurs d'onde émises. Ceci est important pour l'adaptation avec la sensibilité des capteurs ou photodiodes récepteurs.

3.2 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

La courbe I-V (Fig.3) représente la relation entre le courant traversant la diode et la tension à ses bornes. Elle est non linéaire, caractéristique d'une diode semi-conductrice. Cette courbe est vitale pour déterminer la tension de pilotage nécessaire pour un courant de fonctionnement souhaité et pour calculer la dissipation de puissance (P_D = V_F × I_F).

3.3 Caractéristiques thermiques

La figure 2 montre la dégradation du courant direct maximal autorisé lorsque la température ambiante augmente. Lorsque la température monte, la capacité du composant à dissiper la chaleur diminue, donc le courant de fonctionnement maximal sûr doit être réduit pour éviter de dépasser la limite de température de jonction. La figure 4 montre comment l'intensité rayonnante relative diminue avec l'augmentation de la température ambiante pour un courant de pilotage fixe, un phénomène appelé "thermal droop". Ceci doit être pris en compte dans les conceptions nécessitant une sortie stable sur une large plage de température.

3.4 Intensité Rayonnante Relative vs Courant Direct

La figure 5 illustre que la sortie lumineuse n'est pas proportionnelle au courant, surtout aux courants élevés où l'efficacité peut chuter à cause de l'échauffement et d'autres effets. Ce graphique aide à sélectionner un point de fonctionnement approprié pour équilibrer luminosité, efficacité et durée de vie du composant.

3.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme polaire (Fig.6) représente visuellement l'angle de vision. La spécification 2θ½ de 45 degrés signifie l'angle auquel l'intensité rayonnante chute à la moitié de sa valeur à 0 degrés (sur l'axe). Ce diagramme large est bénéfique pour des applications comme les télécommandes, où l'alignement exact entre l'émetteur et le récepteur n'est pas garanti.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions de contour

Le composant est conforme au standard de boîtier T-1 3/4 (5mm). Les dimensions clés incluent un diamètre de corps d'environ 5,0 mm, une hauteur totale d'environ 8,6 mm du bas des broches au sommet de la lentille, et un espacement des broches de 2,54 mm (0,1 pouce) à la sortie du boîtier. Une protubérance maximale de résine sous la collerette est spécifiée à 1,0 mm. Des dessins mécaniques détaillés avec tolérances (typiquement ±0,25 mm) doivent être consultés pour la conception de l'empreinte PCB.

4.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, l'anode (broche positive) est typiquement la broche la plus longue. Le dessin de contour de la fiche technique doit être référencé pour confirmer le marqueur d'identification physique, qui est souvent un méplat sur le bord du boîtier ou une encoche, indiquant le côté cathode (broche négative).

5. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour éviter les dommages pendant la fabrication.

5.1 Formage des broches

Si les broches doivent être pliées, cela doit être fait à un point situé à au moins 3 mm de la base de la lentille en époxy. Le corps du boîtier ne doit pas être utilisé comme point d'appui pendant le pliage. Cette opération doit être effectuée à température ambiante et avant le processus de soudure.

5.2 Paramètres de soudure

Deux méthodes de soudure sont abordées :
Fer à souder :Température maximale de 360°C pendant un maximum de 3 secondes. La pointe du fer ne doit pas être plus proche que 1,6 mm de la base de la lentille en époxy.
Soudure à la vague :La température de préchauffage ne doit pas dépasser 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. La température de la vague de soudure doit être au maximum de 260°C avec un temps de contact inférieur à 5 secondes. Le composant doit être immergé à pas moins de 2,0 mm de la base de la lentille en époxy.
Note critique :La soudure par refusion infrarouge (IR) est explicitement indiquée comme inadaptée pour ce type de boîtier traversant. Une chaleur ou un temps excessif peut faire fondre la lentille plastique ou provoquer une défaillance interne.

5.3 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire après soudure, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique (IPA) doivent être utilisés.

6. Stockage et manipulation

Pour un stockage à long terme en dehors du sac barrière d'humidité d'origine, il est recommandé de conserver les composants dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. S'ils sont retirés de l'emballage d'origine, ils doivent être utilisés dans les trois mois. Pour un stockage prolongé, il est conseillé de les placer dans un conteneur scellé avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote.

7. Considérations de conception d'application

7.1 Conception du circuit de pilotage

Une LED est un dispositif piloté en courant. La fiche technique recommande fortement d'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED lorsque plusieurs unités sont connectées en parallèle (Modèle de circuit A). En effet, la tension directe (V_F) peut varier légèrement d'un composant à l'autre. Connecter des LED directement en parallèle (Modèle de circuit B) sans résistances individuelles peut provoquer une "captation de courant", où la LED avec la plus faibleV_Fabsorbe une quantité de courant disproportionnée, entraînant une luminosité inégale et une surcontrainte potentielle et une défaillance de ce composant.

7.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Le composant est sensible aux décharges électrostatiques. Des mesures préventives doivent être mises en œuvre dans l'environnement de manipulation et d'assemblage :

• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des talonnières/chaussures conductrices sur un sol conducteur.
• Les postes de travail, équipements et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille plastique.
• Des contrôles réguliers et une formation du personnel travaillant dans les zones protégées contre l'ESD sont essentiels.

7.3 Champ d'application et précautions

Le composant est destiné à l'électronique grand public et industrielle standard. Le fabricant spécifie qu'une consultation est requise si le dispositif doit être utilisé dans des applications critiques pour la sécurité (par exemple, assistance médicale à la vie, aviation, contrôle des transports) où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé.

8. Principe de fonctionnement et contexte technologique

Ce dispositif est une diode électroluminescente (LED) semi-conductrice qui fonctionne sur le principe de l'électroluminescence. Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition matérielle spécifique des couches semi-conductrices détermine la longueur d'onde de la lumière émise ; dans ce cas, elle est réglée pour une émission infrarouge à 940 nm. Les LED infrarouges de ce type sont des composants matures et très fiables. Leur développement s'est concentré sur l'augmentation de l'efficacité (intensité rayonnante par puissance d'entrée), l'amélioration de la gestion thermique pour des courants de pilotage plus élevés, et la garantie de la compatibilité avec les réglementations environnementales telles que RoHS (Restriction des substances dangereuses). Le boîtier à large angle de vision est une caractéristique de conception clé qui améliore l'utilisabilité dans les applications nécessitant une couverture large plutôt qu'un faisceau focalisé.