HIR16-213C/L423/TR8 Mini-Top LED Inframerah - Pakej SMD - Panjang Gelombang Puncak 850nm - Sudut Pandangan 145° - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

HIR16-213C/L423/TR8 ialah diod pancaran inframerah (IR) peranti permukaan-pasang (SMD) miniatur berkeandalan tinggi. Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan sumber inframerah padat dan cekap yang serasi dengan proses pemasangan automatik moden. Peranti ini dicetak dalam epoksi jernih air, menyediakan pakej yang kukuh sambil membenarkan penghantaran cahaya inframerah yang optimum.

Kelebihan Teras:Kelebihan utama komponen ini termasuk tapak pakej dua hujung yang kecil, keandalan tinggi, dan pematuhan penuh dengan peraturan alam sekitar seperti RoHS, EU REACH, dan keperluan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Ia secara khusus dipadankan secara spektrum dengan fotodiod dan fototransistor silikon, menjadikannya sesuai untuk sistem penderiaan.

Pasaran Sasaran & Aplikasi:LED IR ini disasarkan kepada pereka dan pengeluar sistem elektronik yang memerlukan fungsi inframerah. Kawasan aplikasi utama termasuk sensor inframerah dipasang PCB untuk pengesanan jarak dekat atau objek, unit kawalan jauh inframerah yang memerlukan keamatan sinaran lebih tinggi, pelbagai jenis pengimbas optik, dan sistem lain yang menggunakan inframerah.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had-had ini mentakrifkan batasan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian di luar had ini tidak disyorkan.

• Arus Hadapan Berterusan (I_F):50 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh merosakkan simpang diod.
• Suhu Pengendalian & Penyimpanan (T_opr, T_stg):-40°C hingga +100°C. Julat luas ini memastikan kesesuaian untuk persekitaran industri dan automotif.
• Suhu Pematerian (T_sol):260°C untuk maksimum 5 saat, serasi dengan profil reflow bebas plumbum.
• Pelesapan Kuasa (P_c):100 mW pada atau di bawah suhu ambien 25°C. Pengurangan kuasa diperlukan pada suhu yang lebih tinggi.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai suhu ambien 25°C dan arus hadapan 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Sinaran (I_E):Nilai tipikal ialah 1.50 mW/sr, dengan minimum 0.50 mW/sr. Ini mengukur kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):850 nm (tipikal), julat dari 840 nm hingga 870 nm. Panjang gelombang ini hampir optimum untuk pengesan berasaskan silikon.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 30 nm. Ini mentakrifkan lebar spektrum pada separuh keamatan maksimum.
• Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 1.45V, dengan maksimum 1.65V pada I_F=20mA. Pada arus berdenyut 100mA (lebar denyut ≤100μs, kitar tugas ≤1%), V_Fmaks meningkat kepada 2.00V.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada V_R=5V, menunjukkan kualiti simpang yang baik.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):145 darjah (tipikal). Sudut pandangan yang sangat luas ini adalah ciri reka bentuk kanta, menyediakan pancaran yang luas.

3. Penjelasan Sistem Binning

Peranti ini tersedia dalam rank prestasi berbeza, terutamanya berdasarkan keamatan sinaran. Ini membolehkan pereka memilih gred yang sesuai untuk keperluan kepekaan atau jarak khusus mereka.

• Rank F:Keamatan Sinaran antara 0.50 dan 1.50 mW/sr pada I_F=20mA.
• Rank G:Keamatan Sinaran antara 1.00 dan 2.50 mW/sr.
• Rank H:Keamatan Sinaran antara 2.00 dan 3.50 mW/sr.
• Rank J:Keamatan Sinaran antara 3.00 dan 4.50 mW/sr.

Tiada binning yang ditunjukkan untuk voltan hadapan atau panjang gelombang puncak dalam tawaran piawai, walaupun parameter ini mempunyai nilai min/tip/maks yang ditentukan.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Keamatan Sinaran vs. Arus Hadapan

Graf yang diberikan menunjukkan hubungan bukan linear. Keamatan sinaran meningkat dengan arus hadapan tetapi akhirnya akan tepu disebabkan oleh had haba dan kecekapan. Keluk ini penting untuk menentukan arus pengendalian yang diperlukan untuk mencapai output optik yang dikehendaki.

4.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan

Keluk IV ini mempamerkan ciri eksponen piawai diod. V_Ftipikal 1.45V pada 20mA adalah parameter utama untuk reka bentuk litar pemacu (cth., pengiraan perintang siri).

4.3 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran

Keluk pengurangan kuasa menunjukkan bahawa arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Ini adalah kritikal untuk memastikan keandalan jangka panjang, terutamanya dalam aplikasi suhu tinggi. Peranti tidak boleh dikendalikan pada rating penuh 50mA merentasi keseluruhan julat suhu.

4.4 Taburan Spektrum

Output spektrum berpusat pada 850nm dengan lebar jalur tipikal 30nm. Ini sepadan dengan kawasan responsiviti puncak fotopengesan silikon biasa, memaksimumkan nisbah isyarat-ke-hingar sistem.

4.5 Keamatan Sinaran Relatif vs. Sesaran Sudut

Plot kutub mengesahkan sudut pandangan 145°, di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai puncaknya pada ±72.5° dari paksi pusat. Corak pancaran kelihatan hampir Lambertian, sesuai untuk pencahayaan kawasan luas.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti ini menggunakan pakej SMD "Mini-Top" padat. Nota dimensi utama dari datasheet termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter.
• Toleransi piawai untuk dimensi yang tidak ditentukan ialah ±0.1mm.
• Pakej ini mempunyai reka bentuk dua hujung untuk kestabilan mekanikal semasa pematerian.
• Kanta epoksi jernih air adalah sebahagian daripada badan pakej.

Pengenalpastian Polarity:Katod biasanya ditanda pada pakej, selalunya dengan titik hijau, takuk, atau kaki yang lebih pendek. Rajah datasheet mesti dirujuk untuk skim penandaan yang tepat.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Peranti ini sensitif kelembapan (MSL). Langkah berjaga-jaga adalah kritikal:

• Jangan buka beg kalis lembap sehingga sedia untuk digunakan.
• Penyimpanan pra-pembukaan: ≤30°C / ≤90% RH. Gunakan dalam tempoh 1 tahun.
• Penyimpanan pasca-pembukaan: ≤30°C / ≤60% RH. Gunakan dalam tempoh 168 jam (7 hari).
• Jika masa penyimpanan dilebihi atau desikan menunjukkan kelembapan, pembakaran pada 60±5°C untuk minimum 24 jam diperlukan sebelum reflow.

6.2 Pematerian Reflow

Komponen ini serasi dengan proses reflow fasa wap dan inframerah.

• Profil suhu bebas plumbum dengan puncak 260°C ditentukan.
• Reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.
• Elakkan tekanan mekanikal pada pakej semasa pemanasan dan penyejukan.
• Jangan meledingkan PCB selepas pematerian.

6.3 Pematerian Tangan dan Kerja Semula

Jika pematerian tangan diperlukan:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung <350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada ≤3 saat per terminal.
• Gunakan besi dengan kuasa ≤25W.
• Benarkan selang penyejukan >2 saat antara terminal.
• Untuk kerja semula, besi pemateri berkepala dua disyorkan untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak dan mengelakkan kerosakan pada pakej. Sentiasa sahkan fungsi peranti selepas sebarang kerja semula.

6.4 Perlindungan Litar

Kritikal:Perintang had arus luaran MESTI digunakan secara bersiri dengan LED. Voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif, bermakna arus boleh meningkat secara lari jika tidak dikawal dengan betul. Peningkatan sedikit dalam voltan boleh menyebabkan perubahan arus yang besar, membawa kepada pembakaran serta-merta.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti ini dibekalkan dalam pita pembawa 8mm pada gegelung diameter 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Dimensi pita pembawa memastikan keserasian dengan peralatan pick-and-place SMD piawai.

7.2 Prosedur Pembungkusan dan Label

Gegelung dibungkus dalam beg kalis lembap aluminium dengan desikan. Label pada beg termasuk maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• CPN (Nombor Bahagian Pelanggan)
• P/N (Nombor Bahagian Pengeluaran: HIR16-213C/L423/TR8)
• QTY (Kuantiti)
• CAT (Kod Rank/Bin, cth., F, G, H, J)
• HUE (Panjang Gelombang Puncak)
• LOT No. (Nombor Lot Pembuatan)
• Asal Pengeluaran

7.3 Panduan Pemilihan Peranti

Nombor model HIR16-213C/L423/TR8 dinyahkod seperti berikut: Bahan cip adalah AlGaAs (Aluminium Gallium Arsenide), dan warna kanta adalah Jernih Air. Akhiran "TR8" menunjukkan pembungkusan pita dan gegelung 8mm.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Dalam litar pemacu biasa, LED disambung secara bersiri dengan perintang had arus kepada bekalan voltan (V_CC). Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_CC- V_F) / I_F. Contohnya, dengan V_CC=5V, V_F=1.45V, dan I_F=20mA, R = (5 - 1.45) / 0.02 = 177.5 Ω. Perintang piawai 180 Ω akan sesuai. Untuk operasi berdenyut pada arus lebih tinggi (cth., 100mA), pastikan pemacu (selalunya transistor) boleh mengendalikan arus puncak dan kitar tugas dikekalkan sangat rendah (≤1%) untuk mengelakkan terlalu panas.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan luas 145° menjadikan LED ini cemerlang untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas dan meresap, seperti sensor jarak dekat yang perlu meliputi kawasan luas. Untuk aplikasi jarak lebih jauh atau lebih diarahkan, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan untuk mengkolimatkan pancaran. Kanta jernih air adalah optimum untuk penghantaran inframerah dekat dengan penyerapan minimum.

8.3 Pengurusan Haba

Walaupun pakej kecil, pelesapan kuasa mesti dipertimbangkan, terutamanya pada arus lebih tinggi atau dalam suhu ambien tinggi. Pastikan susun atur pad PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi dan suhu simpang maksimum tidak dilebihi. Keluk pengurangan kuasa untuk arus hadapan vs. suhu adalah panduan utama.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED IR lubang-lalui 5mm atau 3mm piawai, peranti SMD ini menawarkan kelebihan ketara:

• Saiz & Automasi:Pakej SMD miniatur membolehkan reka bentuk PCB lebih kecil dan serasi sepenuhnya dengan pematerian reflow dan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi, mengurangkan kos pemasangan.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan 145° adalah sangat luas untuk LED IR SMD, menyediakan liputan lebih seragam berbanding banyak pesaing dengan pancaran lebih sempit.
• Pematuhan:Pematuhan penuh dengan piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen adalah pembeza utama untuk produk yang mensasarkan pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat.
• Pemadanan Spektrum:Puncak 850nm sengaja dipadankan dengan pengesan silikon, ciri yang mungkin tidak dioptimumkan dalam semua LED IR generik.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah perbezaan antara Keamatan Sinaran (mW/sr) dan Kuasa Sinaran (mW)?

Keamatan Sinaran ialah kuasa optik yang dipancarkan per unit sudut pepejal (steradian). Kuasa Sinaran ialah jumlah kuasa optik yang dipancarkan ke semua arah. Untuk LED dengan keamatan dan corak sudut pandangan yang diketahui, jumlah kuasa boleh dikira dengan mengintegrasikan keamatan merentasi sfera pancaran penuh. Datasheet menyediakan keamatan, yang lebih berguna untuk mengira irradians pada pengesan pada jarak dan sudut tertentu.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 50mA secara berterusan?

Anda hanya boleh mengendalikannya pada 50mA DC jika suhu ambien pada atau di bawah 25°C dan anda mempunyai pengurusan haba yang mencukupi. Keluk pengurangan kuasa menunjukkan arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu meningkat. Untuk operasi yang boleh dipercayai merentasi keseluruhan julat suhu, arus lebih rendah atau operasi berdenyut adalah disyorkan.

10.3 Mengapakah perintang had arus amat diperlukan?

LED adalah peranti didorong arus, bukan didorong voltan. Keluk V-I mereka sangat curam. Peningkatan kecil dalam voltan hadapan (disebabkan suhu atau variasi bekalan) boleh menyebabkan peningkatan arus yang sangat besar, berpotensi merosakkan. Perintang siri menyediakan maklum balas negatif, menstabilkan titik operasi.

10.4 Bagaimanakah saya mentafsir "Rank" (F, G, H, J)?

Rank adalah kod binning untuk keamatan sinaran. Ia membolehkan anda memilih peranti dengan output optik minimum yang dijamin untuk aplikasi anda. Contohnya, jika sensor anda memerlukan sekurang-kurangnya 2.0 mW/sr, anda harus menentukan Rank H atau J. Menggunakan rank lebih rendah (F atau G) boleh mengakibatkan peranti yang tidak memenuhi keperluan kepekaan sistem anda.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Kes Reka Bentuk: Sensor Jarak Dekat Mudah

Objektif:Mengesan apabila objek berada dalam 10cm dari sensor.

Reka Bentuk:Letakkan LED IR HIR16-213C/L423/TR8 dan fototransistor silikon yang sepadan bersebelahan pada PCB, menghadap arah yang sama. Kendalikan LED dengan arus malar 20mA (menggunakan perintang siri yang dikira). Apabila tiada objek hadir, cahaya IR memancar jauh dan fototransistor melihat sangat sedikit cahaya pantulan. Apabila objek memasuki zon pengesanan, sebahagian cahaya IR memantul kembali ke fototransistor, menyebabkan arus pengumpulnya meningkat. Perubahan arus ini boleh dikuatkan dan ditukar kepada isyarat digital oleh pembanding.

Rasional Pemilihan Komponen:Sudut pandangan luas 145° LED memastikan medan pengesanan yang luas. Panjang gelombang 850nm memastikan responsiviti maksimum dari fototransistor. Memilih LED Rank H atau J menyediakan keamatan sinaran lebih tinggi, meningkatkan jumlah cahaya pantulan dan berpotensi jarak atau kebolehpercayaan pengesanan.

Pengiraan Utama:Nilai perintang pemacu (seperti yang dikira dalam bahagian 8.1). Tahap isyarat yang dijangkakan pada fototransistor akan bergantung pada kerefleksian objek dan perlu dicirikan secara empirikal untuk menetapkan ambang pembanding dengan betul.

12. Prinsip Pengendalian

Diod Pancaran Cahaya Inframerah (IR LED) ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari semikonduktor jenis-n dan lubang dari semikonduktor jenis-p disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula di kawasan aktif (cip AlGaAs dalam kes ini), tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan khusus (AlGaAs) menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang foton yang dipancarkan—dalam kes ini, dalam spektrum inframerah dekat sekitar 850 nanometer. Pakej epoksi jernih air membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan bertindak sebagai kanta utama untuk membentuk taburan sudut cahaya yang dipancarkan.

13. Trend Teknologi

Teknologi LED Inframerah terus berkembang bersama trend optoelektronik yang lebih luas. Arah utama termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Pembangunan bahan semikonduktor dan struktur epitaksial baru bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak kuasa optik (keamatan sinaran lebih tinggi) untuk input elektrik yang sama, mengurangkan penggunaan kuasa sistem dan penjanaan haba.
• Peminiaturan:Dorongan untuk elektronik pengguna dan peranti IoT yang lebih kecil mendorong tapak pakej yang lebih kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.
• Penyelesaian Bersepadu:Terdapat trend ke arah menggabungkan pemancar IR, pengesan, dan kadangkala logik kawalan ke dalam modul atau pakej tunggal, memudahkan reka bentuk dan meningkatkan prestasi untuk aplikasi khusus seperti penderiaan isyarat atau pengimejan 3D aktif.
• Kepelbagaian Panjang Gelombang:Walaupun 850nm dan 940nm biasa, panjang gelombang lain sedang dibangunkan untuk aplikasi khusus, seperti spektroskopi atau sistem selamat mata.
• Peningkatan Keandalan & Pematuhan:Apabila peraturan diketatkan dan jangka hayat produk dipanjangkan, fokus pada pembungkusan kukuh, rintangan kelembapan yang lebih baik, dan pematuhan terjamin dengan piawaian alam sekitar dan keselamatan global kekal terpenting.

Notis Penafian:Maklumat yang dibentangkan di sini diperoleh daripada dan mewakili kandungan teknikal datasheet yang disediakan. Nilai tipikal tidak dijamin. Pereka mesti merujuk datasheet rasmi untuk had maksimum mutlak dan arahan aplikasi. Pengilang tidak bertanggungjawab untuk kerosakan akibat penggunaan di luar keadaan yang ditentukan. Semua spesifikasi tertakluk kepada perubahan oleh pengilang.