Ficha Técnica do LED Infravermelho Lateral IR908-7C-F - Emissão Lateral - Comprimento de Onda de Pico 940nm - Tensão Direta 1,25V - Ângulo de Visão 40° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O IR908-7C-F é um díodo emissor de infravermelho de alta intensidade, encapsulado numa cápsula plástica de emissão lateral. Este projeto apresenta um chip que emite radiação pela lateral da lente de epóxi transparente, tornando-o adequado para aplicações que requerem um perfil de emissão lateral. O dispositivo caracteriza-se por alta fiabilidade e intensidade radiante, com um comprimento de onda de pico de 940nm.

1.1 Vantagens Principais

• Alta fiabilidade e intensidade radiante.
• Operação com baixa tensão direta.
• Sem chumbo, conforme RoHS, e em conformidade com as normas da UE REACH e Halogen Free (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm).
• Espaçamento padrão de terminais de 2,54mm para fácil integração em PCB.

1.2 Aplicações Alvo

• Ratos de computador para rastreamento óptico.
• Interruptores e sensores fotoelétricos.
• Sistemas gerais de aplicação de infravermelhos.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As seguintes especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Todos os valores são especificados a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Corrente Direta Contínua (IF):50 mA
• Tensão Reversa (VR):5 V
• Temperatura de Operação (Topr):-25 a +85 °C
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40 a +85 °C
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260 °C por < 5 segundos
• Dissipação de Potência (Pd):75 mW a ou abaixo de 25°C de temperatura ambiente livre

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os parâmetros de desempenho típicos são medidos a Ta=25°C. A Corrente de Luz (IC(ON)) é um parâmetro chave medido sob condições de teste específicas (IF=4mA, VCE=3,5V).

• Comprimento de Onda de Pico (λp):940 nm (Típico) a IF=20mA
• Largura de Banda Espectral (Δλ):50 nm (Típico) a IF=20mA
• Tensão Direta (VF):1,25 V (Típico), 1,60 V (Máx.) a IF=20mA
• Corrente Reversa (IR):10 µA (Máx.) a VR=5V
• Ângulo de Visão (2θ1/2):40 graus (Típico) a IF=20mA

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

O IR908-7C-F está disponível em diferentes classes de desempenho baseadas na sua Corrente de Luz (IC(ON)). Isto permite aos projetistas selecionar dispositivos com saída óptica consistente para a sua aplicação.

3.1 Classes Detalhadas (E1 a E11)

Estas classes permitem uma seleção fina da corrente de luz. Por exemplo, a Classe E1 cobre 143 a 255 µA, enquanto a Classe E11 cobre 857 a 1137 µA, todas medidas a IF=4mA, VCE=3,5V.

3.2 Classes Amplas (7-2, 7-1, 6-2, 6-1)

Estas são categorias mais amplas. Por exemplo, a Classe 6-1 cobre uma gama de corrente de luz de 650 a 1274 µA. É importante notar que esta tabela de classificação é apenas para referência e não garante o fornecimento de uma classe específica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características típicas que são cruciais para o projeto do circuito e gestão térmica.

4.1 Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente

Esta curva mostra como a corrente direta máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, o que é crítico para garantir fiabilidade a longo prazo.

4.2 Distribuição Espectral

Ilustra a potência radiante de saída em função do comprimento de onda, centrada no pico de 940nm.

4.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Define a relação entre a corrente que flui através do díodo e a queda de tensão nos seus terminais, essencial para o projeto do circuito de acionamento.

4.4 Intensidade Radiante Relativa vs. Deslocamento Angular

Este gráfico polar representa visualmente o ângulo de visão de 40 graus, mostrando como a intensidade emitida diminui em ângulos afastados do eixo central.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O dispositivo vem num encapsulamento específico de emissão lateral. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância geral de ±0,3mm, salvo indicação em contrário. Um desenho dimensionado detalhado é fornecido na ficha técnica original, mostrando o tamanho do corpo, o comprimento e o espaçamento dos terminais.

5.2 Identificação da Polaridade

O ânodo e o cátodo estão claramente marcados. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem do circuito para evitar danos.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Conformação dos Terminais

• A curvatura deve ser realizada a uma distância superior a 3mm da base do corpo de resina epóxi.
• O suporte dos terminais deve estar fixo durante a curvatura, e deve ser evitada tensão no corpo de epóxi.
• A conformação dos terminais deve ser sempre realizadaantesdo processo de soldadura.
• O corte dos terminais deve ser realizado à temperatura ambiente.
• Os furos da PCB devem alinhar-se perfeitamente com os terminais do LED para evitar tensão de montagem.

6.2 Parâmetros de Soldadura

Deve ter-se o cuidado de manter a junta de soldadura a pelo menos 3mm da lâmpada de epóxi.

• Soldadura Manual:Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (30W máx.), tempo de soldadura < 3 segundos.
• Soldadura por Imersão:Temperatura de pré-aquecimento máx. 100°C (<60 seg), temperatura do banho de solda máx. 260°C por < 5 segundos.
• É fornecido um perfil de temperatura de soldadura recomendado para minimizar o choque térmico.
• Evitar choques mecânicos ou vibrações enquanto o LED está quente da soldadura.
• A soldadura por imersão ou manual não deve ser realizada mais do que uma vez.

6.3 Limpeza

A limpeza ultrassónica énão recomendadapara este dispositivo.

6.4 Condições de Armazenamento

• Após o envio, armazenar a 10-30°C e 70% de HR ou menos por até 3 meses.
• Para armazenamento a longo prazo (>3 meses a 1 ano), usar um recipiente selado com atmosfera de azoto a 10-25°C e 20-60% de HR.
• Após abrir a embalagem original, utilizar os dispositivos no prazo de 24 horas se possível, e armazenar o restante a 10-25°C e 20-60% de HR, selando novamente o saco prontamente.
• Evitar mudanças rápidas de temperatura em alta humidade para prevenir condensação.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação da Embalagem

A quantidade padrão de embalagem é de 1000 peças por saco, 8 sacos por caixa e 10 caixas por cartão.

7.2 Especificação da Etiqueta

A etiqueta do produto inclui campos para Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça (P/N), Quantidade (QTY), Classes (CAT), Referência (REF) e Número de Lote (LOT No).

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Ao projetar um circuito de acionamento, a baixa tensão direta (tipicamente 1,25V) permite a operação a partir de fontes de baixa tensão. Um resistor limitador de corrente é essencial para manter a corrente direta dentro da Especificação Máxima Absoluta de 50mA. Para operação em pulsos, consultar as curvas de derating não explicitamente mostradas, mas implícitas na classificação de dissipação de potência.

8.2 Gestão Térmica

A gestão térmica adequada é crítica. A dissipação de potência é classificada em 75mW a 25°C. À medida que a temperatura ambiente sobe, a potência e a corrente direta máximas permitidas devem ser reduzidas (derating) em conformidade. Os projetistas devem garantir área de cobre adequada na PCB ou outros métodos de dissipação de calor se operar perto das especificações máximas ou em ambientes de temperatura elevada.

8.3 Alinhamento Óptico

A natureza de emissão lateral deste LED requer um projeto mecânico cuidadoso para alinhar corretamente a superfície emissora com o sensor alvo ou o caminho óptico. O ângulo de visão de 40 graus define a dispersão do feixe.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal fator diferenciador do IR908-7C-F é o seuencapsulamento de emissão lateral (sidelooker)Ao contrário dos LEDs de emissão superior, este encapsulamento emite luz infravermelha pela lateral do componente. Esta é uma vantagem significativa em aplicações com espaço limitado, como ratos ópticos de computador, onde o LED e o sensor precisam de ser colocados paralelamente à superfície a ser rastreada, ou em interruptores fotoelétricos do tipo ranhura.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

10.1 Qual é a diferença entre as Classes E e as Classes Amplas?

As Classes E (E1 a E11) oferecem uma seleção mais fina e granular da saída de luz para aplicações que requerem consistência apertada. As Classes Amplas (ex., 7-2, 6-1) cobrem gamas mais amplas e são tipicamente usadas para aplicações onde a corrente de luz exata é menos crítica. A ficha técnica afirma explicitamente que a tabela de classificação é apenas para referência.

10.2 Por que é a distância de soldadura (3mm do epóxi) tão importante?

A resina epóxi que forma a lente e o corpo do LED é sensível a altas temperaturas. Calor excessivo durante a soldadura pode causar tensão interna, fissuras ou degradação das propriedades ópticas, levando a falha prematura ou redução da saída de luz.

10.3 Posso acionar este LED na sua corrente contínua máxima de 50mA?

Embora possível, não é recomendado para operação fiável a longo prazo, especialmente a temperaturas ambientes mais elevadas. A dissipação de potência a 50mA e uma Vf típica de 1,25V seria de 62,5mW, o que está próximo da classificação de 75mW a 25°C. Uma boa dissipação de calor e a redução da corrente de acordo com a curva Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente são essenciais para um projeto robusto.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Integração num Interruptor Fotoelétrico (Sensor de Ranhura)

Num sensor de ranhura em U típico, o IR908-7C-F é montado num lado da ranhura, voltado para um fototransístor ou fotodíodo no lado oposto. O perfil de emissão lateral é perfeito para esta geometria, direcionando a luz horizontalmente através do vão. Um objeto que passa pela ranhura interrompe o feixe, acionando o sensor. As etapas de projeto incluem: 1) Selecionar uma classe apropriada (ex., E5) para margem de sinal suficiente. 2) Projetar um circuito de acionamento de corrente constante ajustado para 20mA para desempenho ótimo. 3) Garantir que a carcaça mecânica alinha precisamente o lado emissor do LED com o recetor. 4) Seguir todas as diretrizes de soldadura para prevenir danos durante a montagem da PCB.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Díodos Emissores de Luz Infravermelha (LEDs IR) operam no mesmo princípio fundamental dos LEDs visíveis: eletroluminescência num material semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada à junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. Para este dispositivo, é utilizado Arsenieto de Gálio (GaAs) para produzir fotões no espectro do infravermelho próximo, especificamente num pico de 940nm, que é invisível ao olho humano mas facilmente detetado por fotodetetores de silício.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência na tecnologia de LEDs infravermelhos continua no sentido de maior eficiência (mais saída radiante por watt elétrico de entrada), fiabilidade melhorada e tamanhos de encapsulamento mais pequenos. Há também uma tendência para a otimização de comprimentos de onda específicos para aplicações como reconhecimento facial (850nm, 940nm) e deteção de gases. O estilo de encapsulamento de emissão lateral, como visto no IR908-7C-F, permanece um fator de forma crítico para projetos específicos de caminho óptico e é provável que continue a ser usado e refinado em módulos de sensores miniaturizados.