Spesifikasi LED Inframerah 5mm 850nm HIR7373C - Saiz 5mm - Voltan 1.45V - Kuasa 150mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk diod pancaran inframerah (IR) 5mm berkeamatan tinggi. Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan pancaran inframerah yang boleh dipercayai, dengan panjang gelombang puncak 850 nanometer (nm). Ia dibungkus dalam pakej plastik jernih air T-1 3/4 (5mm) standard, yang membolehkan penghantaran cahaya inframerah yang optimum. Komponen ini sepadan secara spektrum dengan fototransistor silikon biasa, fotodiod, dan modul penerima inframerah, menjadikannya sumber yang ideal untuk pelbagai sistem pengesanan dan komunikasi IR.

Kelebihan teras produk ini termasuk kebolehpercayaan tinggi, output sinaran yang ketara, dan ciri voltan hadapan rendah, yang menyumbang kepada operasi cekap tenaga. Ia dihasilkan tanpa plumbum (Pb-Free) dan mematuhi peraturan alam sekitar utama termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm). Pasaran sasarannya merangkumi pereka dan jurutera yang bekerja pada sistem berasaskan inframerah seperti sensor jarak, pengesanan objek, alat kawalan jauh, dan automasi perindustrian.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk arus hadapan berterusan (I_F) 100 mA. Untuk operasi berdenyut, ia boleh mengendalikan arus hadapan puncak (I_FP) sehingga 1.0 A di bawah keadaan tertentu: lebar denyut ≤ 100μs dan kitar tugas ≤ 1%. Voltan songsang maksimum yang dibenarkan (V_R) ialah 5 V. Julat suhu operasi ditetapkan dari -40°C hingga +85°C, dengan julat suhu penyimpanan dari -40°C hingga +100°C. Penyerakan kuasa maksimum (P_d) pada atau di bawah suhu udara bebas 25°C ialah 150 mW. Penarafan suhu pateri ialah 260°C untuk tempoh tidak melebihi 5 saat.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter prestasi utama diukur pada suhu persekitaran (T_a) 25°C. Keamatan sinaran (I_e) ialah metrik output optik utama. Pada arus ujian standard 20 mA, keamatan sinaran tipikal ialah 15 mW/sr, dengan nilai minimum 7.8 mW/sr bergantung pada bin produk. Pada arus berterusan maksimum 100 mA (di bawah keadaan berdenyut), keamatan sinaran tipikal meningkat kepada 75 mW/sr.

Panjang gelombang pancaran puncak (λ_p) biasanya 850 nm, dengan lebar jalur spektrum (Δλ) kira-kira 45 nm pada separuh keamatan maksimum. Voltan hadapan (V_F) biasanya 1.45 V pada 20 mA, dengan maksimum 1.65 V. Pada 100 mA (berdenyut), V_Fberjulat dari 1.80 V hingga 2.40 V. Arus songsang maksimum (I_R) ialah 10 μA apabila voltan songsang 5 V dikenakan. Sudut pandangan (2θ_1/2), ditakrifkan sebagai sudut penuh pada separuh keamatan, biasanya 40 darjah.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Produk ini dikelaskan kepada bin prestasi yang berbeza berdasarkan keamatan sinaran yang diukur pada I_F= 20 mA. Ini membolehkan konsistensi pemilihan dalam pengeluaran. Pengelasan ditakrifkan seperti berikut:

• Bin M:Julat Keamatan Sinaran dari 7.8 mW/sr (Min) hingga 12.5 mW/sr (Maks).
• Bin N:Julat Keamatan Sinaran dari 11.0 mW/sr (Min) hingga 17.6 mW/sr (Maks).
• Bin P:Julat Keamatan Sinaran dari 15.0 mW/sr (Min) hingga 24.0 mW/sr (Maks).
• Bin Q:Julat Keamatan Sinaran dari 21.0 mW/sr (Min) hingga 34.0 mW/sr (Maks).

Sistem penggredan ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan output minimum tertentu untuk aplikasi mereka, memastikan prestasi sistem.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk reka bentuk.

4.1 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Lengkung penyahkadar ini menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila suhu meningkat, arus maksimum yang dibenarkan berkurangan secara linear untuk mengelakkan kepanasan dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Pereka mesti merujuk lengkung ini untuk memilih arus operasi yang sesuai untuk keadaan persekitaran yang dijangkakan.

4.2 Taburan Spektrum

Graf taburan spektrum memplot keamatan sinaran relatif terhadap panjang gelombang. Ia mengesahkan puncak pada 850 nm dan lebar jalur kira-kira 45 nm. Lengkung ini penting untuk memastikan keserasian dengan kepekaan spektrum penerima yang dimaksudkan (contohnya, fototransistor dengan kepekaan puncak sekitar 850-950 nm).

4.3 Keamatan Sinaran vs. Arus Hadapan

Graf ini menggambarkan hubungan antara arus pacuan dan output optik. Keamatan sinaran meningkat secara super-linear dengan arus. Ia membantu pereka memahami pertukaran antara arus pacuan, kuasa optik, dan kecekapan peranti.

4.4 Keamatan Sinaran Relatif vs. Sesaran Sudut

Plot kutub ini menggambarkan corak pancaran LED. Keamatan adalah tertinggi di sepanjang paksi tengah (0°) dan berkurangan apabila sudut meningkat, mentakrifkan sudut pandangan 40 darjah. Maklumat ini penting untuk reka bentuk optik, seperti pemilihan kanta dan penjajaran dalam aplikasi pengesanan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini menggunakan pakej berkaki jejari 5mm standard. Lukisan dimensi pakej menentukan ukuran fizikal, termasuk diameter kanta epoksi (biasanya 5.0mm), jarak kaki (2.54mm atau 0.1 inci, standard untuk komponen lubang tembus), dan panjang keseluruhan. Lukisan termasuk toleransi, biasanya ±0.25mm untuk dimensi kritikal. Kaki anod (positif) biasanya dikenal pasti sebagai kaki yang lebih panjang. Bahan kanta jernih air dioptimumkan untuk penghantaran inframerah dengan penyerapan minimum.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Pembentukan Kaki

Jika kaki perlu dibengkokkan, ia mesti dilakukan pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi. Pembentukan harus sentiasa dilakukan sebelum pateri dan pada suhu bilik untuk mengelakkan tekanan pada pakej atau merosakkan die dalaman dan ikatan wayar. Lubang PCB mesti sejajar tepat dengan kaki LED untuk mengelakkan tekanan pemasangan.

6.2 Penyimpanan

Komponen harus disimpan dalam persekitaran terkawal pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 70% atau kurang. Jangka hayat penyimpanan yang disyorkan selepas penghantaran ialah 3 bulan. Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga satu tahun), ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen dan penyerap lembapan. Perubahan suhu pantas dalam persekitaran lembap harus dielakkan untuk mengelakkan kondensasi.

6.3 Proses Pateri

Pateri mesti dilakukan dengan berhati-hati untuk mengelakkan kerosakan haba. Sambungan pateri harus sekurang-kurangnya 3mm dari mentol epoksi.

• Pateri Tangan:Suhu hujung besi maksimum 300°C (untuk besi 30W maks), dengan masa pateri tidak melebihi 3 saat setiap kaki.
• Pateri Gelombang/Celup:Suhu pemanasan awal maksimum 100°C sehingga 60 saat. Suhu mandian pateri tidak boleh melebihi 260°C, dengan komponen direndam selama maksimum 5 saat.

Profil suhu pateri yang disyorkan disediakan, menekankan peningkatan terkawal, penginapan suhu puncak, dan penyejukan terkawal. Penyejukan pantas tidak disyorkan. Pateri celup atau tangan tidak boleh dilakukan lebih daripada sekali. Selepas pateri, LED harus dilindungi daripada kejutan mekanikal sehingga ia kembali ke suhu bilik.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan, gunakan alkohol isopropil pada suhu bilik tidak lebih daripada satu minit, diikuti dengan pengeringan udara. Pembersihan ultrasonik secara amnya tidak disyorkan kerana risiko merosakkan struktur dalaman. Jika benar-benar diperlukan, proses mesti diperakui dengan teliti terlebih dahulu.

6.5 Pengurusan Haba

Walaupun ini adalah peranti berkuasa rendah, pengurusan haba mesti dipertimbangkan dalam reka bentuk aplikasi, terutamanya apabila beroperasi berhampiran penarafan maksimum. Arus harus dinyahkadar mengikut lengkung Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Spesifikasi pembungkusan standard adalah seperti berikut: 500 keping dibungkus dalam satu beg anti-statik. Lima beg ini diletakkan ke dalam satu kotak dalaman. Sepuluh kotak dalaman kemudian dibungkus ke dalam satu kotak utama (luar), menghasilkan jumlah 25,000 keping setiap kotak utama.

Label pada pembungkusan mengandungi beberapa kod: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk Pengilang (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Pangkat Keamatan Cahaya (CAT), Pangkat Panjang Gelombang Dominan (HUE), Pangkat Voltan Hadapan (REF), Nombor Lot (LOT No.), dan kod tarikh (Bulan X).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED inframerah ini sesuai untuk pelbagai aplikasi termasuk, tetapi tidak terhad kepada: Pemancar alat kawalan jauh inframerah, sensor pengesanan jarak dan objek, suis dan pengekod optik perindustrian, sistem pencahayaan penglihatan malam, pautan penghantaran data optik, dan antara muka pengguna tanpa sentuh.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang pembatas arus bersiri apabila memacu LED dari sumber voltan. Nilai boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F.
• Pemadanan Penerima:Pastikan pengesan foto yang dipilih (fototransistor, fotodiod, atau IC penerima IR) mempunyai kepekaan puncak sekitar 850 nm untuk prestasi optimum.
• Laluan Optik:Pertimbangkan sudut pandangan dan keperluan potensi untuk kanta atau apertur untuk mengkolimat atau memfokuskan pancaran IR untuk aplikasi jarak jauh atau terarah.
• Bunyi Elektrik:Dalam aplikasi pengesanan, modulasi isyarat IR (contohnya, dengan frekuensi tertentu) dan pengesanan segerak pada penerima boleh meningkatkan imuniti terhadap gangguan cahaya persekitaran.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED inframerah generik, peranti ini menawarkan gabungan yang jelas antara keamatan sinaran tinggi (sehingga 75 mW/sr tip. pada 100mA berdenyut) dan voltan hadapan yang agak rendah (1.45V tip. pada 20mA). Panjang gelombang 850nm adalah standard biasa, memastikan keserasian luas dengan penerima berasaskan silikon. Pematuhannya dengan piawaian alam sekitar yang ketat (RoHS, REACH, Bebas Halogen) menjadikannya sesuai untuk elektronik moden yang memerlukan pensijilan hijau. Pakej jernih memberikan output yang konsisten dan tidak ditapis berbanding pakej berwarna yang mungkin melemahkan isyarat.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara keamatan sinaran (mW/sr) dan keamatan cahaya (mcd)?

J: Keamatan sinaran mengukur kuasa optik (dalam miliwatt) yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian), relevan untuk semua panjang gelombang. Keamatan cahaya ditimbang oleh kepekaan mata manusia (lengkung fotopik) dan diukur dalam kandela; ia tidak terpakai untuk sumber inframerah seperti LED 850nm ini.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan arus malar 100 mA secara berterusan?

J: Penarafan Maksimum Mutlak menentukan 100 mA sebagai arus hadapanberterusanmaksimum. Walau bagaimanapun, untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, adalah dinasihatkan untuk beroperasi di bawah maksimum ini, terutamanya pada suhu persekitaran yang lebih tinggi, dengan merujuk kepada lengkung penyahkadar.

S: Mengapakah sudut pandangan ditetapkan sebagai 40 darjah?

J> Sudut 40 darjah (2θ_1/2) ialah lebar penuh pada titik di mana keamatan sinaran jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya pada paksi tengah. Ia menerangkan penyebaran pancaran LED.

S: Adakah diod perlindungan ESD diperlukan untuk LED ini?

J> Walaupun spesifikasi tidak menentukan penarafan ESD yang tinggi, adalah amalan baik untuk mengendalikan semua peranti semikonduktor, termasuk LED, dengan langkah berjaga-jaga ESD. Menggabungkan perintang pembatas arus bersiri juga menyediakan perlindungan semula jadi.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Sensor Jarak Mudah.Pasangkan LED dengan fototransistor yang diletakkan pada jarak pendek. Objek yang melalui antara mereka mengganggu pancaran, dikesan sebagai penurunan arus fototransistor. Menggunakan isyarat LED termodulat (contohnya, gelombang persegi 38 kHz) dan penerima yang ditala boleh menolak cahaya persekitaran.

Contoh 2: Pencahaya IR untuk Kamera Penglihatan Malam.Susunan LED ini, dipacu dalam mod berdenyut pada atau berhampiran arus puncak 1A (dengan kitar tugas yang sesuai), boleh memberikan pencahayaan tidak kelihatan yang ketara untuk kamera yang sensitif kepada cahaya 850nm, melanjutkan julat efektifnya dalam keadaan cahaya rendah.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya Inframerah (IR LED) ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau-n dan lubang dari rantau-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Bahan semikonduktor khusus yang digunakan (Gallium Aluminum Arsenide - GaAlAs dalam kes ini) menentukan tenaga jurang jalur dan seterusnya panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, yang berada dalam spektrum inframerah (850nm) untuk peranti ini. Pakej epoksi jernih air bertindak sebagai kanta, membentuk pancaran output.

13. Trend Teknologi

Trend dalam teknologi pemancar inframerah terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output sinaran per watt elektrik input), peningkatan ketumpatan kuasa untuk aplikasi jarak jauh, dan pembangunan pakej peranti permukaan-pasang (SMD) untuk pemasangan automatik dan faktor bentuk yang lebih kecil. Terdapat juga pembangunan berterusan dalam sumber IR pelbagai panjang gelombang dan spektrum luas untuk aplikasi pengesanan maju seperti spektroskopi dan pengesanan gas. Pengintegrasian litar pemacu LED dan ciri perlindungan ke atas komponen itu sendiri adalah satu lagi bidang kemajuan.