5.0mm 적외선 LED IR323/H0-A 데이터시트 - 5mm 패키지 - 1.2V 순방향 전압 - 940nm 파장 - 150mW 소비 전력 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

IR323/H0-A는 5.0mm 블루 플라스틱 패키지에 장착된 고강도 적외선 발광 다이오드입니다. 940nm 스펙트럼에서 신뢰할 수 있는 적외선 방출이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 이 소자는 일반적인 실리콘 포토트랜지스터, 포토다이오드 및 적외선 수신 모듈과 스펙트럼적으로 정합되어 있어 다양한 광전자 시스템에 다용도 구성 요소로 사용됩니다.

주요 장점으로는 높은 신뢰성, 우수한 방사 강도, 그리고 에너지 효율적인 작동에 기여하는 낮은 순방향 전압이 포함됩니다. 본 제품은 RoHS, EU REACH 및 할로겐 프리 표준을 포함한 주요 환경 규정을 준수하여 현대 전자 제조에 적합함을 보장합니다.

2. 기술 사양 심층 분석

2.1 절대 최대 정격

본 소자는 장수명과 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 한도 내에서 작동하도록 설계되었습니다. 연속 순방향 전류(IF) 정격은 100 mA입니다. 펄스 동작의 경우, 특정 조건(펄스 폭 ≤100μs, 듀티 사이클 ≤1%) 하에서 1.0 A의 피크 순방향 전류(IFP)가 허용됩니다. 최대 역방향 전압(VR)은 5 V입니다. 작동 온도 범위(Topr)는 -40°C에서 +85°C이며, 저장은 -40°C에서 +100°C 사이에서 가능합니다. 주변 온도 25°C 이하에서의 최대 소비 전력(Pd)은 150 mW입니다. 납땜 온도는 5초 이내의 시간 동안 260°C를 초과해서는 안 됩니다.

2.2 전기-광학 특성

모든 특성은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다. 방사 강도(Ie)는 주요 성능 지표입니다. 순방향 전류(IF) 20mA에서 일반적인 방사 강도는 3.5 mW/sr이며, 최소값은 2.0 mW/sr입니다. 펄스 조건(IF=100mA, 펄스 폭 ≤100μs, 듀티 ≤1%) 하에서 일반적인 강도는 15 mW/sr에 도달합니다. 동일한 펄스 조건에서 피크 전류 1A일 때 일반적인 강도는 150 mW/sr입니다.

피크 방출 파장(λp)은 일반적으로 940nm이며, 스펙트럼 대역폭(Δλ)은 45nm입니다. 순방향 전압(VF)은 낮으며, 20mA에서 일반적으로 1.2V(최대 1.5V)입니다. 100mA(펄스)에서 VF는 일반적으로 1.3V(최대 1.6V)입니다. 1A(펄스)에서 VF는 일반적으로 2.6V(최대 4.0V)까지 상승합니다. 역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 10 μA입니다. 시야각(2θ1/2)은 일반적으로 60도로, 방출 원뿔을 정의합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

본 제품은 IF=20mA에서 측정된 방사 강도에 따라 다른 성능 등급 또는 빈으로 제공됩니다. 이를 통해 설계자는 수신 회로의 감도 요구 사항에 정확히 맞는 구성 요소를 선택할 수 있습니다.

• 빈 H:방사 강도 범위: 2.0 mW/sr (최소) ~ 3.2 mW/sr (최대).
• 빈 J:방사 강도 범위: 2.8 mW/sr (최소) ~ 4.5 mW/sr (최대).
• 빈 K:방사 강도 범위: 4.0 mW/sr (최소) ~ 6.4 mW/sr (최대).

측정 불확도는 다음과 같습니다: 순방향 전압 ±0.1V, 광도 ±10%, 주 파장 ±1.0nm.

4. 성능 곡선 분석

4.1 순방향 전류 대 주변 온도

디레이팅 곡선은 주변 온도가 25°C 이상으로 증가함에 따라 허용 가능한 최대 순방향 전류가 어떻게 감소하는지를 보여줍니다. 이 그래프는 열 관리 및 LED가 모든 환경 조건에서 안전 작동 영역(SOA) 내에서 작동하도록 보장하는 데 중요합니다.

4.2 스펙트럼 분포

스펙트럼 출력 그래프는 940nm를 중심으로 한 협대역 방출을 확인시켜 줍니다. 이 파장은 근적외선 영역에서 최대 감도를 갖는 실리콘 기반 검출기와의 호환성에 이상적이며, 더 짧은 IR 파장에 비해 인간의 눈에 덜 보입니다.

3.3 피크 방출 파장 대 주변 온도

이 곡선은 접합 온도 변화에 따른 피크 파장의 미세한 이동을 보여줍니다. 이 이동을 이해하는 것은 넓은 온도 범위에 걸쳐 정확한 스펙트럼 정합이 필요한 응용 분야에서 중요합니다.

4.4 순방향 전류 대 순방향 전압

IV 특성 곡선은 다이오드의 전형적인 비선형입니다. 이는 인가된 순방향 전압과 결과적인 전류 사이의 관계를 보여줍니다. 이 곡선은 정전류 또는 저항 제한 전압 소스를 사용하든 구동 회로 설계에 필수적입니다.

4.5 방사 강도 대 순방향 전류

이 그래프는 구동 전류와 광 출력 사이의 초선형 관계를 보여줍니다. 방사 강도는 전류, 특히 펄스 고전류 영역에서 현저히 증가하여, 본 소자의 고휘도 펄스 응용 능력을 강조합니다.

4.6 상대 방사 강도 대 각도 변위

극좌표 플롯은 시야각을 시각화하여, 중심축(0°)에서의 각도가 증가함에 따라 방출 강도가 어떻게 감소하는지를 보여줍니다. 일반적인 60도 시야각(강도가 절반으로 떨어지는 지점)은 이 곡선으로 확인되며, 이는 광학 정렬 및 커버리지 설계에 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 도면

기계 도면은 LED의 물리적 치수를 명시합니다. 주요 측정값에는 전체 직경 5.0mm, 리드 간격 2.54mm(스루홀 구성 요소 표준), 베이스에서 렌즈의 다양한 지점까지의 거리가 포함됩니다. 도면에는 중요한 공차(달리 명시되지 않는 한 일반적으로 ±0.25mm)가 표시된 상면도와 측면도가 포함됩니다. 애노드(양극) 리드는 일반적으로 더 긴 리드로 식별됩니다.

6. 납땜 및 조립 지침

6.1 리드 성형

리드는 에폭시 불브 베이스에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 구부려야 합니다. 성형은 납땜 전에 실온에서 수행되어 패키지에 스트레스를 주거나 내부 와이어 본드를 손상시키지 않도록 해야 합니다. PCB 홀은 LED 리드와 정확히 정렬되어 장착 스트레스를 방지해야 합니다.

6.2 저장

LED는 30°C 이하 및 상대 습도 70% 이하에서 보관해야 합니다. 권장되는 출고 후 저장 수명은 3개월입니다. 장기 저장(최대 1년)의 경우, 질소 분위기와 건조제가 있는 밀봉 용기를 사용하십시오. 습기 민감 백을 개봉한 후 구성 요소는 24시간 이내에 사용해야 합니다.

6.3 납땜 공정

납땜은 납땜 접합부가 에폭시 불브에서 최소 3mm 떨어진 상태에서 수행되어야 합니다. 권장 조건은 다음과 같습니다:

• 핸드 납땜:인두 팁 온도 최대 300°C (최대 30W), 납땜 시간 최대 3초.
• 웨이브/딥 납땜:예열 온도 최대 100°C (최대 60초), 솔더 배스 온도 최대 260°C, 최대 5초.

권장 납땜 프로파일 그래프가 제공되며, 점진적인 상승, 액상선 이상의 정의된 시간, 제어된 냉각을 보여줍니다. 급격한 열 사이클을 피하십시오. 딥 또는 핸드 납땜은 한 번 이상 수행해서는 안 됩니다. LED가 뜨거울 때 기계적 충격으로부터 보호하십시오.

6.4 세척

세척이 필요한 경우, 실온의 이소프로필 알코올을 1분 이내로 사용한 후 공기 건조하십시오. 초음파 세척은 내부 구조 손상 위험으로 인해 권장되지 않습니다.

7. 포장 및 주문 정보

7.1 라벨 사양

포장의 라벨에는 주요 정보가 포함됩니다: 고객 제품 번호(CPN), 제품 번호(P/N), 포장 수량(QTY), 광도 등급(CAT), 주 파장 등급(HUE), 순방향 전압 등급(REF), 로트 번호(LOT No), 월 코드(X).

7.2 포장 사양

LED는 정전기 방지 백에 포장됩니다. 표준 포장 흐름은 다음과 같습니다: 백당 200-500개, 내부 카톤당 5백, 마스터(외부) 카톤당 10개의 내부 카톤.

8. 응용 제안

8.1 일반적인 응용 시나리오

• 자유 공간 전송 시스템:단거리 무선 데이터 링크, 리모컨 또는 근접 센서용.
• 광전자 스위치 및 물체 감지:광검출기와 함께 사용하여 물체의 존재, 위치 또는 움직임을 감지합니다.
• 플로피 디스크 드라이브:과거에는 디스크 존재 또는 트랙 위치 감지에 사용되었습니다.
• 연기 감지기:연기 입자가 IR 빔을 산란시키거나 차단하는 폐색형 감지기에 사용됩니다.
• 일반 적외선 시스템:신뢰할 수 있는 940nm 적외선 광원이 필요한 모든 응용 분야.

8.2 설계 고려 사항

• 구동 회로:원하는 순방향 전류(IF)를 설정하기 위해 정전류원 또는 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오. 전원 공급 요구 사항을 계산할 때 순방향 전압(VF) 강하를 고려하십시오.
• 열 관리:디레이팅 곡선을 준수하십시오. 고전류 또는 고주변 온도에서의 연속 작동의 경우, 접합 온도를 한도 내로 유지하기 위해 방열판 또는 강제 공기 냉각을 고려하십시오.
• 광학 설계:60도 시야각은 빔 확산을 정의합니다. 다른 빔 패턴이 필요한 경우 렌즈 또는 조리개를 사용하십시오. 수신 센서와의 적절한 정렬을 보장하십시오.
• 전기적 보호:최대 역방향 전압이 5V에 불과하므로, 역방향 전압 서지 및 정전기 방전(ESD)에 대한 보호를 포함시키십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

IR323/H0-A는 표준 5mm 스루홀 패키지, 정확히 정의된 940nm 파장, 높은 방사 강도의 조합을 통해 차별화됩니다. 일반적인 IR LED와 비교하여 보장된 성능 빈, 포괄적인 환경 규정 준수(RoHS, REACH, 할로겐 프리), 일반 성능 곡선으로 뒷받침된 상세하고 신뢰할 수 있는 데이터시트 사양을 제공합니다. 낮은 순방향 전압은 배터리 구동 응용 분야에서 구동 회로의 전력 소비를 줄이는 장점입니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 빈 H, J, K의 차이점은 무엇입니까?

A: 빈은 20mA에서 보장된 서로 다른 최소 및 최대 방사 강도 수준을 나타냅니다. 빈 K가 가장 높은 출력을 제공하며, 그 다음이 J, H 순입니다. 수신 회로의 필요한 감도에 따라 선택하십시오.

Q: 이 LED를 5V 전원에 직접 구동할 수 있습니까?

A: 아닙니다. 순방향 전압은 20mA에서 약 1.2-1.5V에 불과합니다. 5V에 직접 연결하면 과도한 전류가 흘러 LED가 파괴됩니다. 전류를 제한하기 위해 직렬 저항을 사용해야 합니다. 예를 들어, 5V 전원과 목표 IF=20mA의 경우, R = (5V - 1.2V) / 0.02A = 190 옴(표준 200 옴 저항 사용).

Q: 피크 전류(1A)가 연속 전류(100mA)보다 훨씬 높은 이유는 무엇입니까?

A: 이는 열적 한계 때문입니다. 높은 연속 전류에서 반도체 접합에 열이 축적됩니다. 펄스 모드(매우 짧은 펄스와 낮은 듀티 사이클)에서는 접합이 과열될 시간이 없어, 짧은 시간 동안 훨씬 더 높은 순간 전류를 허용합니다.

Q: 블루 패키지 색상이 중요한가요?

A: 블루 플라스틱은 방출하는 940nm 적외선에 투명한 에폭시 수지입니다. 색상은 시각적 식별을 위한 것이며 출력 파장에 대한 필터링 효과는 미미합니다.

11. 실제 사용 사례 예시

간단한 물체 감지 센서 설계:IR323/H0-A를 포토트랜지스터와 함께 사용하십시오. LED와 포토트랜지스터를 경로를 가로질러 서로 마주보게 배치하십시오. 물체가 적외선 빔을 차단하면 포토트랜지스터의 신호가 떨어집니다. 940nm 파장은 보이지 않아 주변 가시광선의 간섭을 방지합니다. 높은 방사 강도는 정렬 및 광학에 따라 수 센티미터에서 1미터 거리에 걸쳐 신뢰할 수 있는 감지를 위한 강력한 신호를 보장합니다. 낮은 순방향 전압으로 인해 센서는 LED용 간단한 트랜지스터 스위치와 전류 제한 저항을 사용하여 3.3V 마이크로컨트롤러 보드에서 전원을 공급받을 수 있습니다.

12. 작동 원리

적외선 발광 다이오드(IR LED)는 반도체 p-n 접합 다이오드입니다. 순방향 전압이 인가되면 n 영역의 전자와 p 영역의 정공이 접합 영역으로 주입됩니다. 이러한 전하 캐리어가 재결합할 때 에너지는 광자(빛) 형태로 방출됩니다. 사용된 특정 반도체 재료(갈륨 알루미늄 비소 - GaAlAs)는 에너지 밴드갭을 결정하며, 이는 차례로 방출된 광자의 파장을 정의합니다. 이 경우 약 940nm로 근적외선 스펙트럼에 있습니다. 플라스틱 패키지는 반도체 칩을 캡슐화하고 보호하는 동시에 방출된 빔을 형성하는 기본 렌즈 역할을 합니다.

13. 기술 동향

적외선 LED 기술은 계속 발전하고 있습니다. 일반적인 동향으로는 방사 강도 및 전력 효율성(전기 입력 와트당 더 많은 광 출력) 증가로 더 긴 거리 또는 더 낮은 전력 소비가 가능해지고 있습니다. 또한 자동화 조립을 위해 스루홀 타입보다 표면 실장 장치(SMD) 패키지가 더 보편화되면서 소형화로의 추진도 있습니다. 더 나아가, 통합이 주요 동향으로, LED가 구동기, 변조기 또는 심지어 센서와 결합되어 제스처 감지 또는 비행 시간(ToF) 거리 측정과 같은 특정 응용 분야를 위한 단일 모듈로 통합되고 있습니다. 기초 재료 과학은 신뢰성, 열 성능 및 파장 안정성 향상에 초점을 맞추고 있습니다.