SIR234 3mm 적외선 LED 데이터시트 - 직경 3.0mm - 순방향 전압 1.6V - 파장 875nm - 소비 전력 150mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

SIR234는 3mm(T-1) 청색 투명 플라스틱 패키지에 장착된 고강도 적외선 발광 다이오드입니다. 실리콘 포토디텍터, 포토트랜지스터 및 적외선 수신 모듈과의 우수한 스펙트럼 정합을 요구하는 신뢰할 수 있는 적외선 방출이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 이 장치는 낮은 순방향 전압을 특징으로 하며, 무연, RoHS 준수, 무할로겐 재료를 사용하여 제작되었으며 EU REACH 규정도 준수합니다.

1.1 핵심 장점

• 높은 신뢰성과 긴 작동 수명.
• 표준 2.54mm 리드 간격을 가진 컴팩트한 폼 팩터로 PCB 통합이 용이합니다.
• 낮은 순방향 전압으로 에너지 효율적인 작동에 기여합니다.
• 일반적인 실리콘 기반 포토디텍터와의 우수한 스펙트럼 정합으로 신호 수신을 최적화합니다.
• 환경 친화적인 구조(무연, 무할로겐, RoHS, REACH 준수).

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 적외선 LED는 다양한 광전자 시스템에 적합합니다. 주요 응용 분야에는 리모컨용 자유 공간 전송 시스템, 물체 감지 및 계수를 위한 광전자 스위치, 연기 감지기, 다양한 적외선 기반 감지 시스템 및 플로피 디스크 드라이브와 같은 레거시 저장 장치 통합이 포함됩니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 이러한 조건에서의 작동은 보장되지 않습니다.

• 연속 순방향 전류 (I_F): 100 mA
• 피크 순방향 전류 (I_FP): 1.0 A (펄스 폭 ≤ 100μs, 듀티 사이클 ≤ 1%)
• 역방향 전압 (V_R): 5 V
• 작동 온도 (T_opr): -40°C ~ +85°C
• 보관 온도 (T_stg): -40°C ~ +85°C
• 솔더링 온도 (T_sol): 260°C (≤ 5초 동안)
• 소비 전력 (P_d): 150 mW (주변 온도 25°C 이하에서)

2.2 전기-광학 특성

주변 온도 (T_a) 25°C에서 측정된 이 파라미터들은 정상 작동 조건에서 장치의 성능을 정의합니다.

• 복사 강도 (E_e):
  • I_F= 20mA에서: 전형값 9.3 mW/sr (최소값 5.6 mW/sr).
  • I_F= 100mA (펄스)에서: 전형값 35 mW/sr.
  • I_F= 1A (펄스)에서: 전형값 350 mW/sr.
• 피크 파장 (λ_p): 875 nm (I_F=20mA에서 전형값).
• 스펙트럼 대역폭 (Δλ): 80 nm (I_F=20mA에서 전형값).
• 순방향 전압 (V_F):
  • I_F= 20mA에서: 1.3V (최소), 1.6V (전형).
  • I_F= 100mA (펄스)에서: 1.4V (전형), 1.8V (최대).
  • I_F= 1A (펄스)에서: 2.6V (전형), 4.0V (최대).
• 역방향 전류 (I_R): V_R= 5V에서 ≤ 10 μA.
• 시야각 (2θ_1/2): 30도 (전형값).

3. 빈닝 시스템 설명

SIR234는 복사 강도에 따라 다른 성능 등급 또는 "빈"으로 제공됩니다. 이를 통해 설계자는 응용 분야의 특정 출력 요구 사항을 충족하는 장치를 선택할 수 있습니다.

측정 조건: I_F= 20mA, T_a= 25°C.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 주변 온도

디레이팅 곡선은 소비 전력 한계를 초과하지 않도록 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류가 어떻게 감소하는지 보여줍니다.

4.2 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 그래프는 875nm에서 피크 방출과 전형적인 80nm 대역폭을 확인시켜 주며, 근적외선 영역에서 최대 감도를 갖는 실리콘 포토디텍터와의 호환성을 보장합니다.

4.3 순방향 전류 대 순방향 전압 (I-V 곡선)

이 곡선은 전류와 전압 사이의 비선형 관계를 설명합니다. 20mA에서 1.6V의 낮은 전형 V_F는 효율적인 작동을 나타내지만, 고전류 펄스(예: 1A) 하에서는 전압이 크게 증가합니다.

4.4 상대 복사 강도 대 각도 변위

이 플롯은 공간 방출 패턴을 정의하며, 강도가 피크 값의 50%로 떨어지는 30도 반각을 보여줍니다. 이는 광학 커플링 및 정렬 설계에 매우 중요합니다.

4.5 파장 및 강도의 온도 의존성

곡선은 접합 온도가 상승함에 따라 피크 파장이 약간 이동하고 복사 강도가 일반적으로 감소함을 보여주며, 정밀 응용 분야의 열 관리에 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

SIR234는 표준 T-1(직경 3mm) 원형 패키지를 사용합니다. 주요 치수에는 본체 직경 3.0mm, 전형적인 리드 간격 2.54mm(0.1인치) 및 전체 길이가 포함됩니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수 공차는 ±0.25mm입니다. 캐소드는 일반적으로 패키지 림의 평평한 부분 및/또는 짧은 리드로 식별됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

• 핸드 솔더링: 온도 제어 납땜 인두를 사용하십시오. 리드당 솔더링 시간은 350°C를 초과하지 않는 온도에서 최대 3초로 제한하십시오.
• 웨이브/리플로우 솔더링: 이 장치는 절대 최대 정격에 따라 최대 5초 동안 260°C의 피크 솔더링 온도를 견딜 수 있습니다.
• 클리닝: 청색 투명 플라스틱 에폭시와 호환되는 적절한 용매를 사용하십시오.
• 보관 조건: 지정된 온도 범위인 -40°C ~ +85°C 내의 건조한 정전기 방지 환경에 보관하십시오. 과도한 습기에 노출되지 않도록 하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 포장 사양

단위는 일반적으로 백에 포장됩니다: 백당 200~1000개. 5개의 백이 하나의 박스에 포장되고, 10개의 박스가 하나의 마스터 카톤에 포장됩니다.

7.2 라벨 정보

제품 라벨에는 주요 식별자가 포함됩니다: 고객 부품 번호(CPN), 제조사 부품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 성능 등급(CAT), 피크 파장(HUE) 및 로트 번호(LOT No).

8. 응용 설계 제안

8.1 전형적인 응용 회로

연속 작동의 경우 간단한 직렬 전류 제한 저항이 필요합니다. 저항 값은 R = (V_supply- V_F) / I_F로 계산됩니다. 더 높은 피크 강도를 달성하기 위한 펄스 작동의 경우, 드라이버 회로가 지정된 폭 및 듀티 사이클 한계(≤100μs, ≤1%) 내에서 필요한 전류 펄스를 제공할 수 있는지 확인하십시오.

8.2 설계 고려 사항

• 전류 구동: 절대 최대 연속 또는 펄스 전류 정격을 절대 초과하지 마십시오. 안정적인 작동을 위해 안정적인 전류원 또는 잘 계산된 직렬 저항을 사용하십시오.
• 방열: 패키지는 작지만, 고전류에서의 연속 작동 또는 높은 주변 온도에서는 PCB 레이아웃 기술(열 완화 패드, 구리 영역)을 고려하여 방열을 돕고 성능을 유지하십시오.
• 광학 설계역방향 극성 보호
• 5V를 초과하는 역방향 전압은 LED를 손상시킬 수 있습니다. 공급 극성이 반전될 수 있는 경우 보호 회로를 포함시키십시오.9. 기술 비교 및 차별화

SIR234는 표준 3mm 패키지, 상대적으로 높은 복사 강도(P 빈에서 최대 24 mW/sr), 낮은 순방향 전압의 조합을 통해 차별화됩니다. 일부 오래되거나 일반적인 IR LED와 비교하여, 펄스 작동(1A 피크)에 대한 보장된 사양 및 현대적인 환경 표준(RoHS, 무할로겐, REACH)에 대한 명시적인 준수는 현대 설계 요구 사항에 적합하게 만듭니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

10.1 청색 투명 패키지의 목적은 무엇입니까?

청색 플라스틱은 단파장 통과 필터 역할을 하여 외부의 가시광선(디텍터에서 노이즈를 유발할 수 있음)을 차단하면서 칩의 875nm 적외선이 효율적으로 통과하도록 합니다. 또한 기계적 및 환경적 보호를 제공합니다.

10.2 이 LED를 5V 마이크로컨트롤러 핀에서 직접 구동할 수 있습니까?

아니요. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀은 일반적으로 위험 없이 20mA를 연속적으로 공급할 수 없으며, 100mA 또는 1A 펄스를 제공할 수도 없습니다. LED에 필요한 더 높은 전류를 스위칭하기 위해 MCU 핀으로 제어되는 트랜지스터(BJT 또는 MOSFET)와 같은 외부 드라이버 회로를 사용해야 합니다.

10.3 올바른 빈(L, M, N, P)을 어떻게 선택합니까?

응용 분야의 링크 버짓(거리, 디텍터 감도)에 필요한 복사 강도를 기준으로 선택하십시오. 더 긴 거리 또는 낮은 감도 디텍터의 경우 더 높은 빈(N 또는 P)이 바람직합니다. 단거리 응용 분야의 경우 더 낮은 빈(L 또는 M)이 충분하고 비용 효율적일 수 있습니다.

10.4 1A 펄스에서 순방향 전압이 20mA보다 높은 이유는 무엇입니까?

이는 반도체 칩 및 본드 와이어의 내부 직렬 저항 때문입니다. 전류가 증가함에 따라 이 저항에 걸친 전압 강하(V = I * R)가 크게 증가하여 총 순방향 전압이 높아집니다.

11. 실제 사용 사례 예시

시나리오: 자판기 내 물체 감지.

SIR234 LED와 일치하는 포토트랜지스터가 제품 슈트의 반대편에 배치됩니다. LED는 20mA 연속 전류로 구동됩니다(일관된 출력을 위해 빈 M 선택). 물체가 없을 때 포토트랜지스터는 IR 빔을 받아 전도합니다. 제품이 슈트를 통과할 때 빔을 차단하여 포토트랜지스터의 출력 상태를 변경시킵니다. 이 신호는 기기의 컨트롤러에 공급되어 제품 배출을 확인합니다. 30도 빔은 시간이 지남에 따른 약간의 기계적 오정렬에도 안정적인 감지를 보장합니다.12. 작동 원리

적외선 발광 다이오드(IR LED)는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 바이어스(애노드에 양의 전압이 캐소드에 비해 인가됨)가 걸리면 n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어들이 재결합할 때 에너지를 방출합니다. 갈륨 알루미늄 비소(GaAlAs)로 만들어진 이 특정 장치에서 이 에너지는 주로 875 나노미터의 피크 파장을 가진 적외선 광자로 방출되며, 이는 인간의 눈에는 보이지 않지만 실리콘 기반 센서로 감지할 수 있습니다.

13. 산업 동향

감지를 위한 적외선 방출기의 동향은 더 높은 효율, 더 낮은 전력 소비 및 증가된 통합을 지향하고 있습니다. 여기에는 내장 드라이버가 있는 장치, 노이즈 내성을 위한 변조 출력 및 자동화 조립을 위한 표면 실장 패키지(SMD)가 포함됩니다. 3mm T-1 패키지와 같은 스루홀 구성 요소는 프로토타이핑, 수리 및 특정 산업 응용 분야에 여전히 중요하지만, 새로운 설계는 더 작은 공간 점유율과 대량 생산 적합성으로 인해 점점 더 SMD 변형을 선호합니다. 환경 규정 준수(RoHS, 무할로겐)에 대한 강조는 이제 전자 산업 전반에 걸친 표준 요구 사항입니다.

The trend in infrared emitters for sensing continues toward higher efficiency, lower power consumption, and increased integration. This includes devices with built-in drivers, modulated output for noise immunity, and surface-mount packages (SMD) for automated assembly. While through-hole components like the 3mm T-1 package remain vital for prototyping, repairs, and certain industrial applications, new designs increasingly favor SMD variants for their smaller footprint and suitability for high-volume manufacturing. The emphasis on environmental compliance (RoHS, halogen-free) is now a standard requirement across the electronics industry.