HIR26-21C/L423/TR8 Lembaran Data LED IR - Pakej Bulat 1.6mm - Voltan Hadapan 1.45V - Panjang Gelombang 850nm - Keamatan Sinaran 16mW/sr - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

HIR26-21C/L423/TR8 ialah diod pancaran inframerah (IR) berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi teknologi pemasangan permukaan (SMT). Peranti ini tergolong dalam kategori LED cip pakej songsang subminiatur, menampilkan faktor bentuk bulat padat 1.6mm. Fungsi terasnya adalah untuk memancarkan cahaya inframerah pada panjang gelombang puncak 850 nanometer, yang dipadankan secara optimum dengan kepekaan spektrum fotopengesil dan fototransistor silikon. Ini menjadikannya sumber yang ideal untuk pelbagai aplikasi penderiaan dan pensinyalan di mana penghantaran cahaya tidak kelihatan diperlukan.

LED ini dibina menggunakan bahan Gallium Aluminium Arsenida (GaAlAs), disalut dalam resin plastik jernih air dengan kanta sfera. Reka bentuk ini memastikan pengekstrakan cahaya yang cekap dan corak sinaran yang konsisten. Kelebihan utama komponen ini ialah voltan hadapannya yang rendah, yang menyumbang kepada operasi cekap tenaga. Tambahan pula, produk ini mematuhi piawaian alam sekitar bebas plumbum dan RoHS, selaras dengan keperluan pembuatan moden untuk mengurangkan bahan berbahaya.

2. Sorotan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Arus Hadapan Berterusan (I_F): 65 mA
• Voltan Songsang (V_R): 5 V
• Pelesapan Kuasa (P_d) pada T_a≤ 25°C: 110 mW
• Suhu Operasi (T_opr): -40°C hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (T_stg): -40°C hingga +85°C
• Suhu Pateri (T_sol): 260°C (untuk maksimum 10 saat semasa reflow)

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik (T_a= 25°C)

Parameter ini mentakrifkan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa, diukur pada arus hadapan 20mA melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Sinaran (I_e): 14.0 mW/sr (Min), 16.0 mW/sr (Tip.). Ini mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal, menunjukkan kecerahan pancaran IR.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p): 850 nm (Tip.). Panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah maksimum, sesuai sepenuhnya untuk penerima berasaskan silikon.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ): 42 nm (Tip.). Julat panjang gelombang yang dipancarkan, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak.
• Voltan Hadapan (V_F): 1.45 V (Tip.), 1.70 V (Maks.). Susut voltan merentasi LED apabila beroperasi pada arus yang ditentukan. Nilai tipikal yang rendah adalah kelebihan kecekapan yang ketara.
• Arus Songsang (I_R): 10 μA (Maks.) pada V_R=5V. Arus bocor kecil apabila peranti beroperasi dalam bias songsang.
• Masa Naik/Jatuh Optik (t_r/t_f): 25/15 ns (Tip.), 35/35 ns (Maks.) pada I_F=50mA. Masa pensuisan pantas ini membolehkan operasi berdenyut berkelajuan tinggi untuk penghantaran data.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2): 20 darjah (Tip.). Sudut penuh di mana keamatan sinaran adalah separuh daripada keamatan maksimum (pada paksi). Ini mentakrifkan lebar pancaran.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk jurutera reka bentuk.

3.1 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Lengkung ini menunjukkan penurunan arus hadapan maksimum yang dibenarkan apabila suhu persekitaran meningkat. Untuk mengelakkan kerosakan haba, arus hadapan mesti dikurangkan apabila beroperasi melebihi 25°C. Had pelesapan kuasa 110mW mengawal hubungan ini.

3.2 Taburan Spektrum

Graf menggambarkan keamatan sinaran relatif sebagai fungsi panjang gelombang, mengesahkan puncak pada 850nm dan lebar jalur kira-kira 42nm. Ini adalah kritikal untuk memastikan keserasian dengan tindak balas spektrum penerima.

3.3 Panjang Gelombang Pancaran Puncak vs. Suhu

Panjang gelombang puncak mempunyai pekali suhu yang sedikit, biasanya beralih kira-kira 0.1 hingga 0.3 nm/°C. Lengkung ini membolehkan pereka meramal anjakan panjang gelombang operasi sepanjang julat suhu yang dimaksudkan untuk aplikasi mereka.

3.4 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan

Lengkung ciri IV ini adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus. Ia menunjukkan hubungan tak linear antara arus dan voltan, menekankan kepentingan menggunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menetapkan titik operasi.

3.5 Keamatan Sinaran vs. Sesaran Sudut

Plot kutub ini secara visual mentakrifkan sudut pandangan 20 darjah. Corak sinaran adalah hampir Lambertian dalam kon ini, yang penting untuk mengira penyinaran pada sasaran pada jarak dan sudut tertentu.

3.6 Keamatan Sinaran Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa output optik hampir linear dengan arus pacuan dalam julat operasi tipikal. Ia membantu dalam menentukan arus pacuan yang diperlukan untuk mencapai tahap keamatan sinaran tertentu.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

Peranti mempunyai pakej songsang subminiatur bulat. Dimensi utama termasuk diameter badan 1.6mm. Lukisan mekanikal terperinci dalam lembaran data menentukan semua dimensi kritikal, termasuk jarak kaki, ketinggian keseluruhan, dan geometri kanta, dengan toleransi piawai ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Jurutera mesti merujuk kepada lukisan ini untuk reka bentuk tapak kaki PCB yang tepat.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya dikenal pasti oleh tanda pada pakej atau konfigurasi kaki tertentu seperti yang ditunjukkan dalam lukisan dimensi. Orientasi polarity yang betul semasa pemasangan adalah wajib untuk mengelakkan kegagalan peranti.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk komponen SMD untuk memastikan kebolehpercayaan.

5.1 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg kalis lembapan. Jangka hayat selepas membuka beg adalah 1 tahun di bawah keadaan 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 60% atau kurang. Jika masa penyimpanan dilebihi atau penunjuk kelembapan berubah, rawatan pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum pateri reflow untuk mengelakkan kerosakan "popcorning".

5.2 Profil Pateri Reflow

Profil pateri reflow bebas plumbum (Pb-free) adalah disyorkan. Suhu pateri puncak tidak boleh melebihi 260°C, dan masa di atas 250°C harus dihadkan kepada maksimum 10 saat. Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

5.3 Pateri Tangan dan Kerja Semula

Jika pateri tangan tidak dapat dielakkan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil. Suhu hujung besi pateri hendaklah di bawah 350°C, dan masa sentuhan per terminal hendaklah dihadkan kepada 3 saat atau kurang. Besi pateri berkuasa rendah (≤25W) adalah disyorkan. Untuk kerja semula, besi pateri berkepala dua dicadangkan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal. Kesan kerja semula pada ciri peranti harus disahkan terlebih dahulu.

5.4 Reka Bentuk Papan Litar

Selepas pateri, papan litar tidak boleh meleding atau mengalami tekanan mekanikal, kerana ini boleh memecahkan pakej LED atau merosakkan ikatan dalaman.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

Produk dibekalkan dalam pita pembawa 8mm piawai industri yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 1500 keping (PCS) LED HIR26-21C/L423/TR8. Dimensi pita pembawa terperinci, termasuk saiz poket, pic, dan spesifikasi lubang sproket, disediakan untuk memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Penderia Inframerah Dipasang PCB:Digunakan sebagai sumber cahaya dalam penderia jarak, pengesanan objek, dan robot penjejak garisan.
• Unit Kawalan Jauh Inframerah:Ideal untuk keperluan kuasa tinggi dalam alat kawalan jauh untuk elektronik pengguna (TV, sistem audio) kerana keamatan sinarannya yang baik.
• Pengimbas:Boleh digunakan dalam pengimbas kod bar dan pengimbas dokumen di mana pencahayaan IR diperlukan.
• Sistem Inframerah Am:Sesuai untuk sebarang aplikasi yang memerlukan sumber cahaya inframerah 850nm yang padat, cekap dan boleh dipercayai.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Perintang siri luaran adalahsangat wajibuntuk menetapkan arus operasi. Voltan hadapan LED yang rendah bermakna walaupun peningkatan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan merosakkan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa mesti dipertimbangkan, terutamanya dalam persekitaran suhu persekitaran tinggi atau apabila memacu berhampiran arus maksimum. Luas tembaga PCB yang mencukupi boleh membantu dengan penyingkiran haba.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 20 darjah harus diambil kira dalam reka bentuk perumahan untuk mencapai corak pencahayaan yang dikehendaki pada sasaran atau penerima.
• Pemadanan Penerima:Pasangkan LED ini dengan fotodiod atau fototransistor silikon yang mempunyai kepekaan puncak sekitar 850nm untuk prestasi sistem dan nisbah isyarat-ke-bunyi yang optimum.

8. Ujian Kebolehpercayaan

Peranti menjalani satu siri ujian kebolehpercayaan yang komprehensif untuk memastikan prestasi jangka panjang di bawah pelbagai tekanan. Ujian dijalankan dengan tahap keyakinan 90% dan Lot Tolerance Percent Defective (LTPD) 10%. Ujian utama termasuk:

• Simulasi Pateri Reflow (260°C)
• Kitaran Suhu (-40°C hingga +100°C)
• Kejutan Haba (-10°C hingga +100°C)
• Penyimpanan Suhu Tinggi (+100°C)
• Penyimpanan Suhu Rendah (-40°C)
• Jangka Hayat Operasi DC (1000 jam pada 20mA)
• Jangka Hayat Operasi Suhu Tinggi/Kelembapan Tinggi (85°C/85% RH selama 1000 jam)

Kriteria kegagalan untuk ujian alam sekitar adalah berdasarkan anjakan dalam parameter utama seperti arus songsang (I_R), keamatan sinaran (I_e), dan voltan hadapan (V_F).

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Mengapakah perintang siri diperlukan?

LED inframerah mempunyai ciri arus-voltan (I-V) yang sangat tak linear dan curam. Perubahan kecil dalam voltan hadapan mengakibatkan perubahan besar dalam arus. Tanpa perintang penghad arus, LED akan menarik arus berlebihan daripada bekalan voltan biasa (cth., 3.3V atau 5V), membawa kepada pemanasan berlebihan serta-merta dan kegagalan bencana. Perintang menetapkan titik operasi yang stabil.

9.2 Bagaimanakah saya mengira nilai perintang siri?

Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V, arus sasaran 20mA, dan V_Ftipikal 1.45V: R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 Ω. Perintang piawai 180 Ω adalah sesuai. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum daripada lembaran data (1.70V) untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan arus tidak melebihi had yang dikehendaki.

9.3 Bolehkah LED ini digunakan untuk penghantaran data?

Ya, masa naik dan jatuhnya yang pantas (biasanya 25ns/15ns) menjadikannya sesuai untuk operasi termodulat atau berdenyut dalam sistem penghantaran data inframerah, seperti IrDA atau pautan komunikasi bersiri mudah. Litar pemacu mesti mampu bersuis pada kelajuan ini.

9.4 Apakah perbezaan antara keamatan sinaran dan kuasa?

Keamatan sinaran (diukur dalam mW/sr) ialah kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal. Ia menerangkan betapa "fokus" pancaran itu. Jumlah fluks sinaran (kuasa dalam mW) akan menjadi kamiran keamatan merentasi semua sudut. Untuk pancaran sempit 20 darjah, nilai keamatan sinaran yang tinggi menunjukkan pancaran yang terang dan tertumpu sesuai untuk aplikasi terarah.

10. Prinsip Operasi

HIR26-21C/L423/TR8 ialah diod pemancar cahaya semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalurnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif (diperbuat daripada GaAlAs), membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi spesifik bahan GaAlAs menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya mentakrifkan panjang gelombang puncak cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, 850nm dalam spektrum inframerah. Pakej epoksi jernih air bertindak sebagai kanta, membentuk pancaran output kepada sudut pandangan 20 darjah yang ditentukan.

11. Konteks dan Tren Industri

LED inframerah pada panjang gelombang 850nm dan 940nm adalah komponen asas dalam pelbagai sistem elektronik. Tren adalah ke arah saiz pakej yang lebih kecil, kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output sinaran per watt elektrik input), dan peningkatan integrasi. Terdapat juga permintaan yang semakin meningkat untuk peranti yang boleh beroperasi pada kelajuan yang lebih tinggi untuk menyokong aplikasi baru dalam LiDAR, penderiaan 3D, dan komunikasi optik. HIR26-21C/L423/TR8, dengan saiznya yang padat, prestasi yang baik, dan pematuhan RoHS, mewakili penyelesaian yang mantap untuk aplikasi IR tradisional dan banyak moden yang memerlukan sumber cahaya pemasangan permukaan yang boleh dipercayai.