Scheda Tecnica LED Infrarosso IR383 5.0mm - Dimensioni 5mm - Lunghezza d'Onda di Picco 940nm - Tensione Diretta 1.2V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'IR383 è un diodo emettitore infrarosso ad alta intensità, alloggiato in un package plastico blu standard T-1 (5mm). È progettato per garantire prestazioni affidabili nei sistemi di trasmissione a infrarossi. La sua funzione principale è emettere luce infrarossa con una lunghezza d'onda di picco di 940nm, rendendolo spettralmente compatibile con fototransistor, fotodiodi e moduli ricevitori IR comuni. I suoi vantaggi principali includono un'elevata intensità radiante, una bassa tensione diretta e una progettazione conforme agli standard RoHS, REACH e senza alogeni, garantendo l'idoneità per i requisiti della moderna produzione elettronica.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è progettato per operare entro limiti rigorosi per garantire longevità e affidabilità. La corrente diretta continua (IF) è nominalmente di 100mA, mentre è ammessa una corrente diretta di picco (IFP) di 1.0A in condizioni pulsate (larghezza impulso ≤100μs, duty cycle ≤1%). La tensione inversa massima (VR) è di 5V. L'intervallo di temperatura operativa va da -40°C a +85°C, con una temperatura di stoccaggio massima di +100°C. Il dispositivo può resistere a una temperatura di saldatura di 260°C per un massimo di 10 secondi. La dissipazione di potenza massima (Pd) è di 120mW quando la temperatura ambiente è pari o inferiore a 25°C.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a una temperatura standard di 25°C. L'intensità radiante (Ie) è minima 15.0 mW/sr con una corrente diretta di 20mA, con un valore tipico di 20.0 mW/sr. In funzionamento pulsato (IF=50mA, larghezza impulso ≤100μs, duty ≤1%), l'intensità radiante tipica raggiunge 80.0 mW/sr. La lunghezza d'onda di emissione di picco (λp) è centrata a 940nm con una larghezza di banda spettrale tipica (Δλ) di 45nm. La tensione diretta (VF) è tipicamente di 1.2V a 20mA, con un massimo di 1.5V. A 50mA in condizioni pulsate, VF è tipicamente 1.4V (max 1.8V). La corrente inversa (IR) è massimo 10μA con una polarizzazione inversa di 5V. L'angolo di visione (2θ1/2) è tipicamente di 20 gradi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

L'IR383 utilizza un sistema di binning basato sull'intensità radiante per classificare i dispositivi in base alla loro potenza di uscita. I bin sono definiti come segue: Bin P (15.0-24.0 mW/sr), Bin Q (21.0-34.0 mW/sr), Bin R (30.0-48.0 mW/sr) e Bin S (42.0-67.0 mW/sr). Questo sistema di binning consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino specifici requisiti di intensità per la loro applicazione, garantendo prestazioni di sistema coerenti. Le incertezze di misura sono indicate come ±0.1V per la tensione diretta, ±10% per l'intensità luminosa e ±1.0nm per la lunghezza d'onda dominante.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diverse curve caratteristiche che illustrano il comportamento del dispositivo in condizioni variabili. La Figura 1 mostra la relazione tra corrente diretta e temperatura ambiente. La Figura 2 descrive la distribuzione spettrale, confermando il picco a 940nm. La Figura 3 grafica lo spostamento della lunghezza d'onda di emissione di picco in funzione della temperatura ambiente. La Figura 4 illustra la relazione tra corrente diretta e tensione diretta. La Figura 5 mostra come l'intensità relativa varia con la corrente diretta. La Figura 6 presenta l'intensità radiante relativa in funzione dello spostamento angolare dall'asse centrale. La Figura 7 traccia l'intensità relativa rispetto alla temperatura ambiente, e la Figura 8 mostra come la tensione diretta relativa cambi con la temperatura ambiente. Queste curve sono essenziali per prevedere le prestazioni in ambienti operativi reali.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

L'IR383 utilizza un package plastico blu standard T-1 (diametro 5mm). La spaziatura dei terminali è di 2.54mm, compatibile con breadboard e PCB standard. Nella scheda tecnica è fornito un disegno dettagliato delle dimensioni del package, con tutte le dimensioni specificate in millimetri. La tolleranza per le dimensioni non specificate è di ±0.25mm. Il materiale della lente blu aiuta a identificare il dispositivo come un emettitore a infrarossi.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Il dispositivo è valutato per la saldatura a onda o a rifusione a una temperatura massima di 260°C per una durata non superiore a 10 secondi. È fondamentale rispettare questi limiti per prevenire danni al package plastico o al die del semiconduttore. Il dispositivo è privo di piombo e conforme agli standard senza alogeni (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Durante la manipolazione e il montaggio devono essere osservate le normali precauzioni contro le scariche elettrostatiche (ESD).

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

La specifica di imballaggio standard è di 500 pezzi per sacchetto, 5 sacchetti per scatola e 10 scatole per cartone, per un totale di 25.000 pezzi per cartone. Il modulo dell'etichetta include campi per il numero di parte del cliente (CPN), il numero di parte di produzione (P/N), la quantità di imballaggio (QTY), il grado di intensità (AT), la lunghezza d'onda di picco (HUE), il riferimento (REF) e il numero di lotto (LOT No).

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

L'IR383 è ideale per sistemi di trasmissione a infrarossi in aria libera, come le unità telecomando per l'elettronica di consumo (TV, impianti audio, decoder) dove l'elevata potenza di uscita estende la portata operativa. È anche applicabile nei rilevatori di fumo, dove si accoppia con un ricevitore per rilevare particolato, e in vari altri sistemi di comunicazione e rilevamento basati su infrarossi.

8.2 Considerazioni di Progettazione

Quando si progetta un circuito di pilotaggio, la corrente diretta deve essere limitata ai valori massimi continui o pulsati utilizzando una resistenza in serie o una sorgente di corrente costante. La bassa tensione diretta riduce il consumo energetico. Lo stretto angolo di visione di 20 gradi fornisce un fascio più diretto, il che è vantaggioso per la comunicazione punto-punto ma richiede un attento allineamento. Può essere necessario un dissipatore di calore se si opera vicino alla massima dissipazione di potenza, specialmente ad alte temperature ambientali.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED IR 5mm generici, l'IR383 offre un'intensità radiante minima garantita ed è caratterizzato da un set completo di curve di prestazione e da una struttura di binning formale. La sua conformità alle moderne normative ambientali (RoHS, REACH, Senza Alogeni) è un differenziatore chiave per i mercati con restrizioni materiali severe. La lunghezza d'onda specificata di 940nm è uno standard comune, garantendo un'ampia compatibilità con i circuiti integrati ricevitori.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza tra i valori nominali di corrente diretta continua e pulsata?

R: Il valore nominale continuo (100mA) è per il funzionamento in regime stazionario. Il valore nominale pulsato (1.0A) consente una corrente istantanea molto più elevata per ottenere lampi di luce più luminosi, ma solo per impulsi molto brevi (≤100μs) con un basso duty cycle (≤1%) per evitare il surriscaldamento.

D: In che modo la temperatura ambiente influisce sulle prestazioni?

R: Come mostrato nelle curve caratteristiche, l'aumento della temperatura provoca tipicamente una diminuzione dell'uscita radiante e un leggero aumento della tensione diretta. I progettisti devono derating dei parametri di prestazione quando si opera al di sopra dei 25°C.

D: Questo LED può essere utilizzato per la trasmissione dati?

R: Sì, il suo tempo di risposta rapido (intrinseco dei LED) e l'elevata potenza in uscita lo rendono adatto per la trasmissione dati modulata nei telecomandi e nei collegamenti di comunicazione a corto raggio, sebbene la scheda tecnica non specifichi una larghezza di banda di modulazione.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Telecomando IR a Lunga Distanza

Per un telecomando che richiede una portata estesa, un progettista selezionerebbe un IR383 del Bin S per la massima intensità radiante. Il circuito di pilotaggio utilizzerebbe un microcontrollore per generare un segnale modulato (es. portante a 38kHz). Un transistor di commutazione piloterebbe il LED in impulsi a 50mA o più, rimanendo entro il limite del duty cycle dell'1% per la larghezza dell'impulso utilizzata nel protocollo. Lo stretto angolo di visione aiuta a concentrare l'energia verso il ricevitore. Una semplice resistenza in serie si calcola come R = (Vcc - Vf) / If, dove Vf è preso dal valore tipico alla corrente pulsata.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un Diodo Emettitore di Luce Infrarossa (LED IR) è un diodo a giunzione p-n semiconduttore che emette luce infrarossa non visibile quando polarizzato direttamente. Gli elettroni si ricombinano con le lacune all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il materiale specifico (GaAlAs per l'IR383) e la struttura del semiconduttore determinano la lunghezza d'onda della luce emessa, che in questo caso è di 940nm. Il package plastico incapsula il chip, fornisce protezione meccanica e la lente modella il diagramma di radiazione.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza nei LED a infrarossi continua verso una maggiore efficienza (più potenza radiante per watt elettrico), il che riduce il consumo energetico e la generazione di calore. C'è anche una spinta verso una maggiore affidabilità e longevità. Il packaging si sta evolvendo per consentire una migliore gestione termica e un controllo ottico più preciso. Inoltre, l'integrazione con circuiti di pilotaggio e sensori in moduli compatti sta diventando più comune per semplificare la progettazione dell'utente finale. La conformità alle normative ambientali e sui materiali globali in evoluzione rimane un focus critico del settore.