LED Emissor de Infravermelhos 940nm Pacote T-1 3/4 - 5.0mm Diâmetro x 8.6mm Altura - Tensão Direta 1.6V - Intensidade Radiante 40mW/sr - Ficha Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um díodo emissor de infravermelhos (IR) de alta potência. O dispositivo foi projetado para emitir luz num comprimento de onda de pico de 940 nanómetros (nm), que se encontra no espectro não visível, tornando-o ideal para aplicações que requerem iluminação invisível. O componente está alojado num pacote padrão de orifício passante T-1 3/4 com uma lente transparente, proporcionando um padrão de radiação amplo.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste emissor IR incluem a sua elevada intensidade radiante de saída, um amplo ângulo de visão de 45 graus para uma cobertura abrangente e um design otimizado para operação com correntes elevadas e baixa tensão direta. Estas características tornam-no uma solução económica e fiável. As aplicações-alvo são predominantemente na eletrónica de consumo e sensoriamento, especificamente para unidades de comando à distância por infravermelhos para televisores, descodificadores e equipamentos de áudio, bem como para sensores de deteção de proximidade ou presença em vários dispositivos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

O desempenho do dispositivo é definido em condições ambientais padrão (25°C). Compreender estes parâmetros é fundamental para um design de circuito adequado e uma operação fiável.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação nestes limites não é garantida. Os limites-chave incluem uma corrente direta contínua (I_F) de 100 mA, uma corrente direta de pico de 1 A em condições pulsadas (300 pps, largura de pulso de 10μs) e uma dissipação de potência máxima de 160 mW. O dispositivo pode suportar uma tensão inversa (V_R) de até 5V, embora seja explicitamente referido que isto é apenas para fins de teste e o dispositivo não foi projetado para operar sob polarização inversa. A gama de temperatura de operação é de -40°C a +85°C.

2.2 Características Elétricas e Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos sob condições de teste especificadas. A intensidade radiante (I_E), uma medida da potência ótica de saída por ângulo sólido, é tipicamente de 40 miliwatts por esterradiano (mW/sr) quando alimentado com 100 mA. A tensão direta (V_F) é tipicamente de 1,6 volts a uma corrente de alimentação de 50 mA, indicando uma perda de potência elétrica relativamente baixa. As características espectrais estão centradas em 940 nm com uma meia-largura espectral (Δλ) de aproximadamente 50 nm, definindo a largura de banda da luz infravermelha emitida.

3. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos que ilustram o comportamento do dispositivo sob condições variáveis, os quais são essenciais para compreender as não-linearidades e dependências da temperatura.

3.1 Distribuição Espectral

A curva de distribuição espectral (Fig.1) mostra a intensidade radiante relativa em função do comprimento de onda. Confirma a emissão de pico em 940 nm e a meia-largura de 50 nm, indicando a dispersão dos comprimentos de onda emitidos. Isto é importante para corresponder com a sensibilidade dos sensores ou fotodíodos recetores.

3.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A curva I-V (Fig.3) descreve a relação entre a corrente que flui através do díodo e a tensão nos seus terminais. É não-linear, característica de um díodo semicondutor. Esta curva é vital para determinar a tensão de alimentação necessária para uma corrente de operação desejada e para calcular a dissipação de potência (P_D = V_F × I_F).

3.3 Características Térmicas

A Figura 2 mostra a redução da corrente direta máxima permitida à medida que a temperatura ambiente aumenta. Com o aumento da temperatura, a capacidade do dispositivo de dissipar calor diminui, pelo que a corrente máxima de operação segura deve ser reduzida para evitar exceder o limite de temperatura da junção. A Figura 4 mostra como a intensidade radiante relativa diminui com o aumento da temperatura ambiente para uma corrente de alimentação fixa, um fenómeno conhecido como "thermal droop". Isto deve ser considerado em projetos que requerem uma saída estável numa ampla gama de temperaturas.

3.4 Intensidade Radiante Relativa vs. Corrente Direta

A Figura 5 ilustra que a saída de luz não é linearmente proporcional à corrente, especialmente a correntes mais elevadas onde a eficiência pode diminuir devido ao aquecimento e outros efeitos. Este gráfico ajuda na seleção de um ponto de operação adequado para equilibrar o brilho, a eficiência e a vida útil do dispositivo.

3.5 Padrão de Radiação

O diagrama polar (Fig.6) representa visualmente o ângulo de visão. A especificação 2θ½ de 45 graus significa o ângulo no qual a intensidade radiante cai para metade do seu valor a 0 graus (no eixo). Este padrão amplo é benéfico para aplicações como comandos à distância, onde o alinhamento exato entre o transmissor e o recetor não é garantido.

4. Informação Mecânica e de Embalagem

4.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo está em conformidade com o padrão de pacote T-1 3/4 (5mm). As dimensões-chave incluem um diâmetro do corpo de aproximadamente 5,0 mm, uma altura total de cerca de 8,6 mm desde a base dos terminais até ao topo da lente, e um espaçamento entre terminais de 2,54 mm (0,1 polegadas) onde os terminais saem do pacote. Uma protuberância máxima da resina sob o flange é especificada como 1,0 mm. Devem ser consultados desenhos mecânicos detalhados com tolerâncias (tipicamente ±0,25 mm) para o design da impressão na PCB.

4.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs de orifício passante, o ânodo (terminal positivo) é tipicamente o terminal mais longo. O desenho de contorno da ficha técnica deve ser referenciado para confirmar o marcador de identificação física, que é frequentemente um ponto plano na borda do pacote ou um entalhe, indicando o lado do cátodo (terminal negativo).

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crucial para evitar danos durante a fabricação.

5.1 Formação dos Terminais

Se os terminais precisarem de ser dobrados, isto deve ser feito num ponto a pelo menos 3 mm de distância da base da lente de epóxi. O corpo do pacote não deve ser usado como fulcro durante a dobragem. Esta operação deve ser realizada à temperatura ambiente e antes do processo de soldadura.

5.2 Parâmetros de Soldadura

São abordados dois métodos de soldadura:
Ferro de Soldar:Temperatura máxima de 360°C durante no máximo 3 segundos. A ponta do ferro não deve estar mais próxima do que 1,6 mm da base da lâmpada de epóxi.
Soldadura por Onda:A temperatura de pré-aquecimento não deve exceder 100°C durante até 60 segundos. A temperatura da onda de solda deve ser no máximo de 260°C com um tempo de contacto inferior a 5 segundos. O dispositivo deve ser mergulhado não mais do que 2,0 mm a partir da base da lâmpada de epóxi.
Nota Crítica:A soldadura por reflow infravermelho (IR) é explicitamente declarada como inadequada para este tipo de pacote de orifício passante. Calor ou tempo excessivos podem derreter a lente de plástico ou causar falha interna.

5.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, devem ser usados apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA).

6. Armazenamento e Manipulação

Para armazenamento a longo prazo fora da bolsa de barreira de humidade original, recomenda-se manter os dispositivos num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Se forem removidos da embalagem original, devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento prolongado, é aconselhável colocá-los num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto.

7. Considerações de Design para Aplicação

7.1 Design do Circuito de Alimentação

Um LED é um dispositivo controlado por corrente. A ficha técnica recomenda vivamente o uso de uma resistência limitadora de corrente em série para cada LED quando várias unidades estão ligadas em paralelo (Modelo de Circuito A). Isto porque a tensão direta (V_F) pode variar ligeiramente de dispositivo para dispositivo. Ligar LEDs diretamente em paralelo (Modelo de Circuito B) sem resistências individuais pode causar uma distribuição desigual de corrente, onde o LED com a menorV_Fconsome uma corrente desproporcionalmente maior, levando a um brilho desigual e a uma possível sobrecarga e falha desse dispositivo.

7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O dispositivo é sensível à descarga eletrostática. Devem ser implementadas medidas preventivas no ambiente de manipulação e montagem:

• O pessoal deve usar pulseiras de aterramento no pulso ou tiras de calcanhar/sapatos condutores em pavimentos condutores.
• As estações de trabalho, equipamentos e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
• Usar ionizadores para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico.
• Verificações regulares e formação para o pessoal que trabalha em áreas protegidas contra ESD são essenciais.

7.3 Âmbito de Aplicação e Precauções

O componente destina-se à eletrónica padrão de consumo e industrial. O fabricante especifica que é necessária consulta se o dispositivo for utilizado em aplicações críticas para a segurança (por exemplo, suporte de vida médico, aviação, controlo de transportes) onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde.

8. Princípio de Operação e Contexto Tecnológico

Este dispositivo é um díodo emissor de luz (LED) semicondutor que opera com base no princípio da eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia sob a forma de fotões. A composição específica do material das camadas semicondutoras determina o comprimento de onda da luz emitida; neste caso, está sintonizada para emissão de infravermelhos de 940 nm. Os LEDs infravermelhos deste tipo são componentes maduros e altamente fiáveis. O seu desenvolvimento tem-se centrado no aumento da eficiência (intensidade radiante por potência de entrada), na melhoria da gestão térmica para correntes de alimentação mais elevadas e na garantia de compatibilidade com regulamentações ambientais como a RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). O pacote de ângulo de visão amplo é uma característica de design fundamental que melhora a usabilidade em aplicações que requerem uma cobertura ampla em vez de um feixe focalizado.