Fiche technique de la diode IR IR26-61C/L746/R/TR8 - 1.6mm rond - 1.25V - 940nm - 100mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La IR26-61C/L746/R/TR8 est une diode émettrice infrarouge (IR) latérale subminiature conçue pour les applications à montage en surface. Ce composant est logé dans un boîtier compact à deux extrémités moulé en plastique transparent avec une lentille sphérique, optimisé pour une émission infrarouge efficace. Sa sortie spectrale est spécifiquement adaptée aux photodiodes et phototransistors au silicium, ce qui en fait une source idéale pour la détection de proximité, la détection d'objets et autres systèmes basés sur l'IR nécessitant un émetteur fiable et compact.

Les principaux avantages de ce composant incluent son facteur de forme très réduit, sa faible tension de seuil de fonctionnement et son excellente compatibilité avec les détecteurs au silicium standard. Le dispositif est fourni sur bande de 8mm enroulée sur des bobines de 7 pouces de diamètre, facilitant les processus d'assemblage automatisés. Il est conforme aux normes environnementales RoHS, REACH de l'UE et est exempt d'halogènes.

1.1 Guide de sélection du dispositif

Le dispositif est identifié par la référence IR26-61C/L746/R/TR8. Il utilise un matériau de puce GaAlAs (Arséniure de Gallium Aluminium), un semi-conducteur courant pour produire de la lumière infrarouge. La lentille est transparente, permettant une transmission maximale du rayonnement infrarouge émis sans aucun filtrage ou teinte qui pourrait atténuer le signal.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Courant direct continu (IF) :65 mA. C'est le courant continu maximal qui peut traverser la LED en continu.
• Tension inverse (VR) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut entraîner la rupture de la jonction de la LED.
• Température de fonctionnement et de stockage (Topr, Tstg) :-40°C à +100°C. Le dispositif est conçu pour une large plage de températures industrielles.
• Température de soudure (Tsol) :260°C pendant un maximum de 5 secondes. Ceci définit la tolérance de profil de refusion maximale.
• Dissipation de puissance (Pc) :100 mW à une température ambiante de 25°C ou moins. Cela limite la puissance électrique totale pouvant être convertie en chaleur à l'intérieur du boîtier.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C et définissent les performances typiques du dispositif dans des conditions de fonctionnement normales.

• Intensité rayonnante (IE) :La puissance optique émise par unité d'angle solide. Les valeurs typiques sont de 8,0 mW/sr à 20mA et peuvent atteindre 40,0 mW/sr en fonctionnement pulsé à 100mA (largeur d'impulsion ≤100μs, rapport cyclique ≤1%).
• Longueur d'onde de crête (λp) :940 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la LED émet le plus de puissance optique, parfaitement alignée avec la sensibilité maximale de nombreux détecteurs au silicium.
• Largeur de bande spectrale (Δλ) :30 nm (typique). Cela indique la plage de longueurs d'onde émises, centrée autour du pic.
• Tension directe (VF) :Typiquement 1,25V avec un maximum de 1,50V à 20mA. À 100mA (pulsé), elle atteint typiquement 1,40V avec un maximum de 1,90V. La faible VF contribue à une efficacité système plus élevée.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA sous une polarisation inverse de 5V, indiquant une bonne qualité de jonction.
• Angle de vision (2θ1/2) :20 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité rayonnante chute à la moitié de sa valeur maximale (sur l'axe), définissant un faisceau relativement étroit et directionnel.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs courbes caractéristiques qui fournissent une compréhension plus approfondie du comportement du dispositif dans différentes conditions.

3.1 Courant direct en fonction de la température ambiante

Ce graphique montre la dégradation du courant direct maximal autorisé lorsque la température ambiante augmente. Pour éviter la surchauffe et garantir la fiabilité, le courant direct doit être réduit lors d'un fonctionnement au-dessus de 25°C. La courbe montre généralement une diminution linéaire depuis les 65mA nominales à 25°C jusqu'à zéro à la température de jonction maximale.

3.2 Distribution spectrale

La courbe de sortie spectrale illustre l'intensité rayonnante relative en fonction des longueurs d'onde. Elle confirme le pic à 940nm et la largeur de bande d'environ 30nm, montrant une distribution de type Gaussienne courante pour les sources LED.

3.3 Intensité rayonnante en fonction du courant direct

Ce tracé démontre la relation entre le courant d'attaque et la sortie optique. Elle est généralement linéaire dans la plage de courant inférieure mais peut montrer des signes de saturation ou de chute d'efficacité à des courants très élevés en raison d'effets thermiques et autres non linéaires au sein du semi-conducteur.

3.4 Courant direct en fonction de la tension directe

La courbe caractéristique IV est essentielle pour la conception de circuits. Elle montre la relation exponentielle typique d'une diode. Les valeurs VF spécifiées à 20mA et 100mA sont des points sur cette courbe. Les concepteurs l'utilisent pour calculer la valeur nécessaire de la résistance de limitation de courant pour une tension d'alimentation donnée.

3.5 Intensité rayonnante relative en fonction du déplacement angulaire

Ce diagramme polaire définit visuellement le diagramme de rayonnement ou le profil du faisceau de la LED. Pour ce dispositif latéral avec un angle de vision de 20 degrés, le diagramme montrera un lobe de lumière émis perpendiculairement au plan de montage, avec une intensité chutant brusquement en dehors du demi-angle de ±10 degrés.

4. Informations mécaniques et de conditionnement

4.1 Dimensions du boîtier et polarité

La LED est un boîtier rond de 1,6mm. Des dessins mécaniques détaillés fournissent les dimensions exactes du corps, des broches et de la lentille. L'anode et la cathode sont clairement identifiées sur le diagramme. Le motif de pastille de soudure recommandé (land pattern) est également fourni pour assurer une connexion mécanique et thermique correcte lors de l'assemblage sur PCB, minimisant les contraintes sur le composant.

4.2 Spécifications de la bande porteuse et de la bobine

Le dispositif est conditionné pour un placement automatisé. Les dimensions de la bande porteuse (taille de la poche, pas, etc.) et les spécifications de la bobine (diamètre de 7 pouces, 1500 pièces par bobine) sont détaillées pour garantir la compatibilité avec les équipements standard de pick-and-place.

5. Directives de soudure et d'assemblage

5.1 Précautions critiques

• Protection contre les surintensités :Une résistance de limitation de courant externe est obligatoire. La caractéristique IV exponentielle de la LED signifie qu'une faible augmentation de tension peut provoquer une augmentation importante et destructrice du courant.
• Stockage :Le dispositif est sensible à l'humidité (MSL). Les sachets non ouverts doivent être stockés à ≤30°C et ≤90% HR et utilisés dans l'année. Après ouverture, les pièces doivent être utilisées dans les 168 heures (7 jours) lorsqu'elles sont stockées à ≤30°C/≤70% HR. Dépasser ces limites nécessite un séchage à 60±5°C pendant au moins 24 heures avant utilisation.

5.2 Conditions de soudure

• Soudure par refusion :Un profil de température sans plomb est référencé. La refusion ne doit pas être effectuée plus de deux fois pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et aux liaisons par fil.
• Soudure manuelle :Si nécessaire, utilisez une température de pointe de fer à souder inférieure à 350°C pendant un maximum de 3 secondes par borne. Utilisez un fer d'une capacité de 25W ou moins et laissez un intervalle de refroidissement d'au moins 2 secondes entre les bornes.
• Réparation :Évitez la retouche après soudure. Si cela est inévitable, un fer à souder à double tête doit être utilisé pour chauffer simultanément les deux bornes, empêchant les contraintes mécaniques de soulever une pastille pendant que l'autre est encore soudée.

6. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement final implique de sceller les bobines dans des sachets étanches à l'humidité en aluminium avec un dessiccant. L'étiquette sur le sachet contient des informations critiques pour la traçabilité et l'utilisation : Référence client (CPN), Référence fabricant (P/N), Quantité (QTY), catégories de performance (CAT), longueur d'onde de crête (HUE), codes de référence, numéro de lot (LOT No.) et pays d'origine.

7. Suggestions d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED IR est conçue pourles systèmes appliqués infrarouges. Ses caractéristiques clés la rendent adaptée à :

• Détection de proximité et de présence :Couplée avec un phototransistor ou une photodiode pour détecter la présence ou l'absence d'un objet à courte distance.
• Comptage d'objets et détection de bord :Dans les équipements d'automatisation pour compter des articles sur un convoyeur ou détecter des bords.
• Commutateurs et codeurs optiques :Lorsqu'un faisceau infrarouge est interrompu par une pièce mobile pour générer un signal numérique.
• Transmission de données à courte portée :Dans des liaisons de communication IR simples (ex. : télécommandes, IRDA), bien que son faisceau étroit puisse nécessiter un alignement minutieux.

7.2 Considérations de conception

• Circuit d'attaque :Utilisez toujours une résistance en série pour fixer le courant direct. Calculez la valeur de la résistance comme R = (Vcc - Vf) / If, où Vcc est la tension d'alimentation, Vf est la tension directe de la fiche technique (utilisez la valeur max pour une conception sûre) et If est le courant direct souhaité (ex. : 20mA).
• Gestion thermique :Pour un fonctionnement continu proche du courant nominal maximal, considérez la capacité du layout PCB à dissiper la chaleur des pastilles de la LED.
• Alignement optique :L'angle de vision de 20 degrés et l'orientation latérale nécessitent une conception mécanique précise pour garantir que le faisceau IR est correctement dirigé vers le détecteur.
• Immunité à la lumière ambiante :Pour les applications de détection, envisagez d'utiliser des signaux IR modulés et une détection synchrone dans le récepteur pour rejeter le bruit de la lumière ambiante, en particulier des sources comme la lumière du soleil ou les lampes fluorescentes qui contiennent des composantes IR.

8. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux LED IR standard à émission par le dessus, le boîtier latéral offre un avantage mécanique distinct. Il permet au faisceau IR d'être émis parallèlement à la surface du PCB, ce qui peut simplifier la conception du trajet optique dans les applications à espace restreint où l'émetteur et le détecteur doivent être placés sur le même plan, face à face de part et d'autre d'un espace. Son diamètre de 1,6mm et son faible profil en font l'un des plus petits émetteurs IR CMS disponibles, adapté aux appareils miniaturisés. La combinaison de la technologie de puce GaAlAs, de la longueur d'onde de 940nm et de la lentille transparente offre une haute efficacité et une bonne adaptation aux détecteurs au silicium sans l'atténuation causée par les lentilles en époxy colorées (ex. : bleues ou noires) parfois utilisées pour le blocage de la lumière visible.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

9.1 Quel est le but de la lentille "transparente" ?

La lentille transparente a une absorption minimale dans le spectre visible et infrarouge. Pour une LED IR, cela maximise la transmission de la lumière infrarouge à 940nm hors du boîtier. Elle ne filtre pas la lumière visible, mais comme la puce émet presque exclusivement dans l'IR, très peu de lumière visible est produite de toute façon.

9.2 Puis-je alimenter cette LED à 100mA en continu ?

Non. Le rating de 100mA pour l'intensité rayonnante est spécifié en conditions pulsées (largeur d'impulsion ≤100μs, rapport cyclique ≤1%) pour éviter un échauffement excessif. Le courant directcontinumaximal (IF) est de 65 mA à 25°C, et celui-ci doit être déclassé à des températures ambiantes plus élevées comme indiqué sur la courbe correspondante.

9.3 Pourquoi le temps de stockage est-il si court après ouverture du sachet ?

Le conditionnement plastique des composants CMS peut absorber l'humidité de l'air. Pendant la soudure à haute température (refusion), cette humidité piégée peut se vaporiser rapidement, provoquant un délaminage interne, des fissures ou l'effet "popcorn", ce qui détruit le dispositif. La durée de vie de 168 heures est la période pendant laquelle le composant est conçu pour résister après exposition à un niveau spécifique d'humidité ambiante avant de nécessiter un reséchage.

9.4 Comment identifier l'anode et la cathode ?

Le diagramme du boîtier dans la fiche technique montre l'identification physique. Typiquement, une broche peut être marquée (ex. : une encoche, un point vert ou une broche plus longue) ou la forme du réflecteur interne peut être asymétrique. Le diagramme indiquera clairement quel côté correspond à l'anode et à la cathode.

10. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un capteur de détection de papier pour une imprimante.

Mise en œuvre :La IR26-61C/L746/R/TR8 est montée d'un côté du chemin de papier, face à un phototransistor au silicium correspondant de l'autre côté. Les deux sont latéraux, donc leurs faisceaux traversent horizontalement l'espace. Lorsqu'il n'y a pas de papier, le faisceau IR atteint le détecteur, générant un signal haut. Lorsque le papier passe, il bloque le faisceau, provoquant la chute du signal du détecteur. Le faisceau étroit de 20 degrés aide à garantir que le capteur ne réagit qu'aux objets directement dans le chemin du papier et est moins affecté par les réflexions parasites. Un microcontrôleur alimente la LED avec un courant de 20mA (fixé par une résistance) et lit la tension analogique du collecteur du phototransistor pour déterminer la présence de papier.

Calculs clés :En utilisant une alimentation de 5V et en supposant une Vf max de 1,5V à 20mA, la valeur de la résistance série est R = (5V - 1,5V) / 0,02A = 175 Ohms. Une résistance standard de 180 Ohms serait utilisée, résultant en un courant d'environ 19,4mA.

11. Principe de fonctionnement

Une diode électroluminescente infrarouge (LED IR) fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons du matériau de type n et les trous du matériau de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie. Dans le matériau GaAlAs utilisé dans cette LED, cette énergie est libérée principalement sous forme de photons dans le spectre infrarouge, spécifiquement autour de 940 nanomètres. Le boîtier latéral intègre une lentille en époxy moulée qui façonne la lumière émise en un faisceau directionnel avec l'angle de vision spécifié, améliorant l'efficacité de couplage dans les systèmes alignés.

12. Tendances technologiques

Le domaine de l'optoélectronique infrarouge continue d'évoluer. Les tendances pertinentes pour des composants comme la IR26-61C/L746/R/TR8 incluent :

• Miniaturisation accrue :La demande continue de capteurs plus petits dans l'électronique grand public (smartphones, wearables) stimule le développement de boîtiers d'émetteurs IR encore plus compacts.
• Efficacité plus élevée :Les progrès dans l'épitaxie des semi-conducteurs et la conception des puces visent à produire plus de puissance optique (intensité rayonnante) pour la même entrée électrique, améliorant l'autonomie de la batterie du système et le rapport signal/bruit.
• Intégration :Il existe une tendance à intégrer l'émetteur IR, le détecteur et parfois la logique de contrôle dans un module ou un boîtier unique, simplifiant la conception et l'assemblage pour les clients finaux.
• Diversification des longueurs d'onde :Bien que 940nm reste la norme, d'autres longueurs d'onde comme 850nm (souvent visible comme une faible lueur rouge) ou 1050nm sont utilisées pour des applications spécifiques nécessitant une pénétration différente des matériaux ou des caractéristiques de rejet de la lumière ambiante.