Ficha Técnica do LED Infravermelho IR383 5.0mm - Dimensões 5mm - Comprimento de Onda de Pico 940nm - Tensão Direta 1.2V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O IR383 é um díodo emissor de infravermelhos de alta intensidade, alojado numa embalagem plástica azul padrão T-1 (5mm). Foi concebido para oferecer um desempenho fiável em sistemas de transmissão por infravermelhos. A sua função principal é emitir luz infravermelha com um comprimento de onda de pico de 940nm, tornando-o espectralmente compatível com fototransístores, fotodíodos e módulos recetores de infravermelhos comuns. As suas principais vantagens incluem uma elevada intensidade radiante, uma baixa tensão direta e um projeto que cumpre as normas RoHS, REACH e sem halogéneos, garantindo a adequação aos requisitos da fabricação eletrónica moderna.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo foi concebido para operar dentro de limites estritos, garantindo longevidade e fiabilidade. A corrente direta contínua (IF) está classificada para 100mA, enquanto uma corrente direta de pico (IFP) de 1.0A é permitida em condições de pulso (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1%). A tensão reversa máxima (VR) é de 5V. A gama de temperatura de funcionamento é de -40°C a +85°C, sendo permitido armazenamento até +100°C. O dispositivo suporta uma temperatura de soldadura de 260°C durante até 10 segundos. A dissipação de potência máxima (Pd) é de 120mW quando a temperatura ambiente é igual ou inferior a 25°C.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a uma temperatura padrão de 25°C. A intensidade radiante (Ie) é no mínimo de 15.0 mW/sr a uma corrente direta de 20mA, com um valor típico de 20.0 mW/sr. Em operação pulsada (IF=50mA, largura de pulso ≤100μs, ciclo ≤1%), a intensidade radiante típica atinge os 80.0 mW/sr. O comprimento de onda de emissão de pico (λp) está centrado em 940nm com uma largura de banda espectral típica (Δλ) de 45nm. A tensão direta (VF) é tipicamente de 1.2V a 20mA, com um máximo de 1.5V. A 50mA em condições pulsadas, VF é tipicamente 1.4V (máx. 1.8V). A corrente reversa (IR) é no máximo de 10μA com uma polarização reversa de 5V. O ângulo de visão (2θ1/2) é tipicamente de 20 graus.

3. Explicação do Sistema de Binning

O IR383 utiliza um sistema de binning de intensidade radiante para categorizar os dispositivos com base na sua potência de saída. Os bins são definidos da seguinte forma: Bin P (15.0-24.0 mW/sr), Bin Q (21.0-34.0 mW/sr), Bin R (30.0-48.0 mW/sr) e Bin S (42.0-67.0 mW/sr). Este binning permite aos projetistas selecionar componentes que cumpram requisitos específicos de intensidade para a sua aplicação, garantindo um desempenho consistente do sistema. As incertezas de medição são indicadas como ±0.1V para a tensão direta, ±10% para a intensidade luminosa e ±1.0nm para o comprimento de onda dominante.

4. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que ilustram o comportamento do dispositivo em condições variáveis. A Figura 1 mostra a relação entre a corrente direta e a temperatura ambiente. A Figura 2 representa a distribuição espectral, confirmando o pico de 940nm. A Figura 3 representa graficamente o desvio do comprimento de onda de emissão de pico em função da temperatura ambiente. A Figura 4 ilustra a relação entre a corrente direta e a tensão direta. A Figura 5 mostra como a intensidade relativa varia com a corrente direta. A Figura 6 apresenta a intensidade radiante relativa em função do deslocamento angular em relação ao eixo central. A Figura 7 representa graficamente a intensidade relativa em função da temperatura ambiente, e a Figura 8 mostra como a tensão direta relativa varia com a temperatura ambiente. Estas curvas são essenciais para prever o desempenho em ambientes operacionais reais.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

O IR383 utiliza uma embalagem plástica azul padrão T-1 (diâmetro de 5mm). O espaçamento dos terminais é de 2.54mm, compatível com placas de ensaio e PCBs padrão. Um desenho detalhado das dimensões da embalagem é fornecido na ficha técnica, com todas as dimensões especificadas em milímetros. A tolerância para dimensões não especificadas é de ±0.25mm. O material da lente azul ajuda a identificar o dispositivo como um emissor de infravermelhos.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O dispositivo está classificado para soldadura por onda ou por refluxo a uma temperatura máxima de 260°C durante um período não superior a 10 segundos. É crucial respeitar estes limites para evitar danos na embalagem plástica ou no chip semicondutor. O dispositivo é sem chumbo e cumpre as normas sem halogéneos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Devem ser observadas as precauções padrão contra descargas eletrostáticas (ESD) durante a manipulação e montagem.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

A especificação de embalagem padrão é de 500 peças por saco, 5 sacos por caixa e 10 caixas por cartão, totalizando 25.000 peças por cartão. O formulário da etiqueta inclui campos para o número de peça do cliente (CPN), número de peça de produção (P/N), quantidade de embalagem (QTY), classificação de intensidade (AT), comprimento de onda de pico (HUE), referência (REF) e número de lote (LOT No).

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

O IR383 é idealmente adequado para sistemas de transmissão por infravermelhos em ar livre, como unidades de controlo remoto para eletrónica de consumo (TVs, sistemas de áudio, set-top boxes) onde a alta potência de saída estende o alcance operacional. Também é aplicável em detetores de fumo, onde emparelha com um recetor para detetar partículas, e em vários outros sistemas de comunicação e sensoriamento baseados em infravermelhos.

8.2 Considerações de Projeto

Ao projetar um circuito de acionamento, a corrente direta deve ser limitada aos valores máximos contínuos ou pulsados, utilizando uma resistência em série ou uma fonte de corrente constante. A baixa tensão direta reduz o consumo de energia. O ângulo de visão estreito de 20 graus proporciona um feixe mais direcionado, o que é benéfico para comunicação ponto a ponto, mas requer um alinhamento cuidadoso. Pode ser necessário um dissipador de calor se operar próximo da dissipação de potência máxima, especialmente a altas temperaturas ambientes.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs IR genéricos de 5mm, o IR383 oferece uma intensidade radiante mínima garantida e é caracterizado por um conjunto abrangente de curvas de desempenho e uma estrutura formal de binning. O seu cumprimento das regulamentações ambientais modernas (RoHS, REACH, Sem Halogéneos) é um diferenciador chave para mercados com restrições materiais rigorosas. O comprimento de onda especificado de 940nm é um padrão comum, garantindo ampla compatibilidade com circuitos integrados recetores.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é a diferença entre as classificações de corrente direta contínua e pulsada?

R: A classificação contínua (100mA) é para operação em estado estacionário. A classificação pulsada (1.0A) permite uma corrente instantânea muito mais elevada para alcançar rajadas de luz mais brilhantes, mas apenas para pulsos muito curtos (≤100μs) com um baixo ciclo de trabalho (≤1%) para evitar sobreaquecimento.

P: Como é que a temperatura ambiente afeta o desempenho?

R: Como mostrado nas curvas características, o aumento da temperatura provoca tipicamente uma diminuição da saída radiante e um ligeiro aumento da tensão direta. Os projetistas devem reduzir os parâmetros de desempenho quando operam acima de 25°C.

P: Este LED pode ser usado para transmissão de dados?

R: Sim, o seu tempo de resposta rápido (inerente aos LEDs) e a sua elevada potência de saída tornam-no adequado para transmissão de dados modulados em controlos remotos e ligações de comunicação de curto alcance, embora a ficha técnica não especifique uma largura de banda de modulação.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um Controlo Remoto IR de Longo Alcance

Para um controlo remoto que exija um alcance estendido, um projetista selecionaria um IR383 do Bin S para a maior intensidade radiante. O circuito de acionamento utilizaria um microcontrolador para gerar um sinal modulado (por exemplo, portadora de 38kHz). Um interruptor de transístor pulsaria o LED a 50mA ou mais, mantendo-se dentro do limite de ciclo de trabalho de 1% para a largura de pulso utilizada no protocolo. O ângulo de visão estreito ajuda a concentrar a energia em direção ao recetor. Uma resistência em série simples calcula-se como R = (Vcc - Vf) / If, onde Vf é retirado do valor típico à corrente pulsada.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um Díodo Emissor de Luz Infravermelha (LED IR) é um díodo de junção p-n semicondutor que emite luz infravermelha não visível quando polarizado diretamente. Os eletrões recombinam-se com as lacunas dentro do dispositivo, libertando energia sob a forma de fotões. O material específico (GaAlAs para o IR383) e a estrutura do semicondutor determinam o comprimento de onda da luz emitida, que neste caso é de 940nm. A embalagem plástica encapsula o chip, fornece proteção mecânica e a lente molda o padrão de radiação.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência nos LEDs infravermelhos continua a caminhar para uma maior eficiência (mais saída radiante por watt elétrico), o que reduz o consumo de energia e a geração de calor. Existe também uma procura por maior fiabilidade e longevidade. A embalagem está a evoluir para permitir uma melhor gestão térmica e um controlo ótico mais preciso. Além disso, a integração com circuitos de acionamento e sensores em módulos compactos está a tornar-se mais comum para simplificar o projeto do utilizador final. O cumprimento das regulamentações ambientais e materiais globais em evolução continua a ser um foco crítico da indústria.