IR383 5.0mm赤外線LEDデータシート - 外形5mm - ピーク波長940nm - 順方向電圧1.2V - 技術文書

1. 製品概要

IR383は、標準的なT-1（5mm）青色プラスチックパッケージに収められた高強度赤外線発光ダイオードです。赤外線伝送システムにおいて信頼性の高い性能を発揮するように設計されています。本デバイスの主な機能は、ピーク波長940nmの赤外線を放射することで、一般的なフォトトランジスタ、フォトダイオード、および赤外線受信モジュールとスペクトル的に互換性があります。その中核的な利点は、高い放射強度、低い順方向電圧、そしてRoHS、REACH、ハロゲンフリー規格に準拠した設計であり、現代の電子機器製造要件への適合性を保証しています。

2. 詳細技術パラメータ分析

2.1 絶対最大定格

本デバイスは、長寿命と信頼性を確保するために厳格な制限内で動作するように設計されています。連続順方向電流（IF）は100mA定格であり、パルス条件下（パルス幅≤100μs、デューティサイクル≤1%）ではピーク順方向電流（IFP）1.0Aが許容されます。最大逆電圧（VR）は5Vです。動作温度範囲は-40°Cから+85°Cで、保管温度は最大+100°Cまで可能です。はんだ付け温度260°Cで最大10秒間耐えることができます。周囲温度が25°C以下の場合、最大許容損失（Pd）は120mWです。

2.2 電気・光学特性

主要な性能パラメータは、標準温度25°Cで測定されます。放射強度（Ie）は、順方向電流20mA時に最小15.0 mW/sr、標準値は20.0 mW/srです。パルス動作時（IF=50mA、パルス幅≤100μs、デューティ≤1%）では、標準放射強度は80.0 mW/srに達します。ピーク発光波長（λp）は940nmを中心とし、標準的なスペクトル帯域幅（Δλ）は45nmです。順方向電圧（VF）は、20mA時に標準1.2V、最大1.5Vです。パルス条件下での50mA時には、VFは標準1.4V（最大1.8V）です。逆電流（IR）は、5V逆バイアス時に最大10μAです。指向角（2θ1/2）は標準20度です。

3. ビニングシステムの説明

IR383は、出力パワーに基づいてデバイスを分類する放射強度ビニングシステムを採用しています。ビンは以下のように定義されます：ビンP（15.0-24.0 mW/sr）、ビンQ（21.0-34.0 mW/sr）、ビンR（30.0-48.0 mW/sr）、ビンS（42.0-67.0 mW/sr）。このビニングにより、設計者はアプリケーションの特定の強度要件を満たす部品を選択でき、システム性能の一貫性を確保できます。測定誤差は、順方向電圧で±0.1V、光度で±10%、主波長で±1.0nmとされています。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのデバイスの挙動を示すいくつかの特性曲線が含まれています。図1は順方向電流と周囲温度の関係を示しています。図2はスペクトル分布を描き、940nmのピークを確認します。図3は周囲温度に対するピーク発光波長のシフトをグラフ化しています。図4は順方向電流と順方向電圧の関係を示しています。図5は相対強度が順方向電流に応じてどのように変化するかを示しています。図6は中心軸からの角度変位の関数としての相対放射強度を示しています。図7は相対強度と周囲温度の関係をプロットし、図8は相対順方向電圧が周囲温度とともにどのように変化するかを示しています。これらの曲線は、実際の動作環境での性能を予測するために不可欠です。

5. 機械的仕様およびパッケージ情報

IR383は、標準的なT-1（直径5mm）青色プラスチックパッケージを使用しています。リード間隔は2.54mmで、標準的なブレッドボードやPCBと互換性があります。データシートには詳細なパッケージ寸法図が提供されており、すべての寸法はミリメートルで指定されています。未指定寸法の公差は±0.25mmです。青色のレンズ材料は、本デバイスが赤外線エミッタであることを識別するのに役立ちます。

6. はんだ付けおよび実装ガイドライン

本デバイスは、最大温度260°Cで10秒を超えない時間での波はんだ付けまたはリフローはんだ付けに適しています。プラスチックパッケージや半導体チップへの損傷を防ぐため、これらの制限を遵守することが極めて重要です。本デバイスは鉛フリーであり、ハロゲンフリー規格（Br<900ppm、Cl<900ppm、Br+Cl<1500ppm）に準拠しています。取り扱いおよび実装時には、標準的なESD（静電気放電）対策を講じる必要があります。

7. 梱包および発注情報

標準梱包仕様は、1袋あたり500個、1箱あたり5袋、1カートンあたり10箱で、カートンあたり合計25,000個です。ラベルフォームには、顧客部品番号（CPN）、製造部品番号（P/N）、梱包数量（QTY）、強度ランク（AT）、ピーク波長（HUE）、参照（REF）、ロット番号（LOT No）の各フィールドが含まれます。

8. アプリケーション推奨事項

8.1 代表的なアプリケーションシナリオ

IR383は、自由空間赤外線伝送システム、例えば高出力パワーにより動作範囲を拡張する民生用電子機器（テレビ、オーディオシステム、セットトップボックス）のリモコン装置に理想的に適しています。また、受信機と組み合わせて粒子状物質を検出する煙感知器や、その他の様々な赤外線ベースのセンシングおよび通信システムにも適用可能です。

8.2 設計上の考慮点

駆動回路を設計する際には、直列抵抗または定電流源を使用して、順方向電流を最大連続定格またはパルス定格以内に制限する必要があります。低い順方向電圧は消費電力を削減します。狭い20度の指向角はより指向性の高いビームを提供し、ポイントツーポイント通信には有益ですが、注意深い位置合わせが必要です。特に高い周囲温度では、最大許容損失に近い状態で動作する場合、放熱対策が必要になる可能性があります。

9. 技術比較および差別化

一般的な5mm赤外線LEDと比較して、IR383は保証された最小放射強度を提供し、包括的な性能曲線セットと正式なビニング構造で特性評価されています。現代の環境規制（RoHS、REACH、ハロゲンフリー）への準拠は、材料制限が厳しい市場における重要な差別化要因です。指定された940nm波長は一般的な標準であり、受信ICとの幅広い互換性を保証します。

10. よくあるご質問 (FAQ)

Q: 連続定格とパルス定格の順方向電流の違いは何ですか？

A: 連続定格（100mA）は定常状態の動作のためのものです。パルス定格（1.0A）は、より明るい光のバーストを実現するためにはるかに高い瞬間電流を可能にしますが、過熱を避けるために非常に短いパルス（≤100μs）と低いデューティサイクル（≤1%）でのみです。

Q: 周囲温度は性能にどのように影響しますか？

A: 特性曲線に示されているように、温度が上昇すると、通常、放射出力が減少し、順方向電圧がわずかに増加します。設計者は、25°Cを超えて動作する場合、性能パラメータをディレーティングする必要があります。

Q: このLEDはデータ伝送に使用できますか？

A: はい、その高速応答時間（LEDに固有）と高出力により、リモコンや短距離通信リンクにおける変調データ伝送に適していますが、データシートでは変調帯域幅は指定されていません。

11. 実践的設計および使用事例

事例：長距離IRリモコンの設計

長距離を必要とするリモコンの場合、設計者は最高の放射強度を得るためにビンSのIR383を選択します。駆動回路は、マイクロコントローラを使用して変調信号（例：38kHzキャリア）を生成します。トランジスタスイッチは、プロトコルで使用されるパルス幅に対して1%のデューティサイクル制限内に留まりながら、LEDを50mA以上でパルス駆動します。狭い指向角は、エネルギーを受信機に向けて集中させるのに役立ちます。単純な直列抵抗は、R = (Vcc - Vf) / If として計算され、ここでVfはパルス電流時の標準値から取られます。

12. 原理紹介

赤外線発光ダイオード（IR LED）は、順方向バイアスをかけると可視光ではない赤外線を放射する半導体p-n接合ダイオードです。デバイス内で電子が正孔と再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。特定の材料（IR383の場合はGaAlAs）と半導体の構造が、この場合940nmである発光の波長を決定します。プラスチックパッケージはチップを封止し、機械的保護を提供し、レンズは放射パターンを形成します。

13. 技術トレンド

赤外線LEDのトレンドは、より高い効率（電気ワットあたりのより多くの放射出力）に向かって続いており、これにより消費電力と発熱が削減されます。信頼性と寿命の向上への取り組みもあります。パッケージングは、より優れた熱管理とより精密な光学制御を可能にするように進化しています。さらに、駆動回路やセンサーとの統合をコンパクトなモジュールにすることは、エンドユーザーの設計を簡素化するためにますます一般的になっています。進化する世界的な環境および材料規制への準拠は、依然として業界の重要な焦点です。