Техническая документация на инфракрасный светодиод IR383 5.0мм - Диаметр 5мм - Пиковая длина волны 940нм - Прямое напряжение 1.2В

1. Обзор продукта

IR383 — это высокоинтенсивный инфракрасный излучающий диод в стандартном синем пластиковом корпусе T-1 (5мм). Он разработан для обеспечения надежной работы в системах инфракрасной передачи. Основная функция устройства — излучение инфракрасного света с пиковой длиной волны 940нм, что делает его спектрально совместимым с распространенными фототранзисторами, фотодиодами и модулями ИК-приемников. Его ключевые преимущества включают высокую силу излучения, низкое прямое напряжение и конструкцию, соответствующую стандартам RoHS, REACH и бесгалогенным требованиям, что гарантирует пригодность для современных требований электронного производства.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Устройство предназначено для работы в строгих пределах, чтобы обеспечить долговечность и надежность. Номинальный непрерывный прямой ток (IF) составляет 100мА, в то время как пиковый прямой ток (IFP) в 1.0А допустим в импульсном режиме (длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1%). Максимальное обратное напряжение (VR) — 5В. Рабочий диапазон температур от -40°C до +85°C, хранение возможно до +100°C. Устройство выдерживает температуру пайки 260°C до 10 секунд. Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) составляет 120мВт при температуре окружающей среды 25°C или ниже.

2.2 Электрооптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при стандартной температуре 25°C. Сила излучения (Ie) составляет минимум 15.0 мВт/ср при прямом токе 20мА, типичное значение — 20.0 мВт/ср. В импульсном режиме (IF=50мА, длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1%) типичная сила излучения достигает 80.0 мВт/ср. Пиковая длина волны излучения (λp) составляет 940нм с типичной спектральной шириной (Δλ) 45нм. Прямое напряжение (VF) типично 1.2В при 20мА, максимум 1.5В. При 50мА в импульсном режиме VF типично 1.4В (макс. 1.8В). Обратный ток (IR) максимум 10мкА при обратном смещении 5В. Угол обзора (2θ1/2) типично 20 градусов.

3. Объяснение системы бининга

IR383 использует систему бининга по силе излучения для классификации устройств по выходной мощности. Бины определены следующим образом: Бин P (15.0-24.0 мВт/ср), Бин Q (21.0-34.0 мВт/ср), Бин R (30.0-48.0 мВт/ср) и Бин S (42.0-67.0 мВт/ср). Эта система позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к интенсивности для их приложения, обеспечивая стабильную работу системы. Погрешности измерений указаны как ±0.1В для прямого напряжения, ±10% для силы излучения и ±1.0нм для доминирующей длины волны.

4. Анализ характеристических кривых

Документация включает несколько характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях. Рисунок 1 показывает зависимость прямого тока от температуры окружающей среды. Рисунок 2 изображает спектральное распределение, подтверждая пик на 940нм. Рисунок 3 графически показывает смещение пиковой длины волны излучения в зависимости от температуры окружающей среды. Рисунок 4 иллюстрирует зависимость прямого тока от прямого напряжения. Рисунок 5 показывает, как относительная интенсивность изменяется с прямым током. Рисунок 6 представляет относительную силу излучения как функцию углового смещения от центральной оси. Рисунок 7 отображает зависимость относительной интенсивности от температуры окружающей среды, а Рисунок 8 показывает, как относительное прямое напряжение изменяется с температурой окружающей среды. Эти кривые необходимы для прогнозирования производительности в реальных рабочих условиях.

5. Механическая информация и данные о корпусе

IR383 использует стандартный синий пластиковый корпус T-1 (диаметр 5мм). Расстояние между выводами составляет 2.54мм, что совместимо со стандартными макетными платами и печатными платами. В документации предоставлен подробный чертеж размеров корпуса со всеми размерами, указанными в миллиметрах. Допуск для неуказанных размеров составляет ±0.25мм. Синий материал линзы помогает идентифицировать устройство как инфракрасный излучатель.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Устройство рассчитано на волновую или конвекционную пайку при максимальной температуре 260°C в течение не более 10 секунд. Крайне важно соблюдать эти ограничения, чтобы предотвратить повреждение пластикового корпуса или полупроводникового кристалла. Устройство не содержит свинца и соответствует бесгалогенным стандартам (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Во время обращения и монтажа следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD).

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная спецификация упаковки: 500 штук в пакете, 5 пакетов в коробке и 10 коробок в картонной коробке, всего 25 000 штук в картонной коробке. Форма этикетки включает поля для номера детали заказчика (CPN), производственного номера детали (P/N), количества в упаковке (QTY), ранга интенсивности (AT), пиковой длины волны (HUE), ссылки (REF) и номера партии (LOT No).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

IR383 идеально подходит для систем инфракрасной передачи в свободном пространстве, таких как пульты дистанционного управления для бытовой электроники (телевизоры, аудиосистемы, ТВ-приставки), где высокая выходная мощность увеличивает рабочий диапазон. Он также применим в датчиках дыма, где работает в паре с приемником для обнаружения частиц, а также в различных других инфракрасных системах связи и датчиков.

8.2 Соображения при проектировании

При проектировании схемы управления прямой ток должен быть ограничен до максимальных непрерывных или импульсных номиналов с использованием последовательного резистора или источника постоянного тока. Низкое прямое напряжение снижает энергопотребление. Узкий угол обзора в 20 градусов обеспечивает более направленный луч, что полезно для связи точка-точка, но требует тщательного выравнивания. Радиатор может потребоваться, если работа ведется вблизи максимальной рассеиваемой мощности, особенно при высоких температурах окружающей среды.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с обычными 5мм ИК-светодиодами, IR383 предлагает гарантированную минимальную силу излучения и характеризуется комплексным набором характеристических кривых и формальной структурой бининга. Его соответствие современным экологическим нормам (RoHS, REACH, бесгалогенный) является ключевым отличием для рынков со строгими ограничениями на материалы. Указанная длина волны 940нм является распространенным стандартом, обеспечивая широкую совместимость с приемными микросхемами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между номиналами непрерывного и импульсного прямого тока?

О: Непрерывный номинал (100мА) предназначен для работы в установившемся режиме. Импульсный номинал (1.0А) позволяет использовать гораздо более высокий мгновенный ток для достижения более ярких вспышек света, но только для очень коротких импульсов (≤100мкс) с низкой скважностью (≤1%), чтобы избежать перегрева.

В: Как температура окружающей среды влияет на производительность?

О: Как показано на характеристических кривых, повышение температуры обычно приводит к снижению излучаемой мощности и небольшому увеличению прямого напряжения. Разработчики должны снижать параметры производительности при работе выше 25°C.

В: Можно ли использовать этот светодиод для передачи данных?

О: Да, его быстрое время отклика (присущее светодиодам) и высокая выходная мощность делают его пригодным для модулированной передачи данных в пультах ДУ и каналах связи ближнего действия, хотя в документации не указана полоса модуляции.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование пульта ДУ с увеличенной дальностью

Для пульта ДУ, требующего увеличенной дальности, разработчик выберет IR383 из бина S для максимальной силы излучения. Схема управления будет использовать микроконтроллер для генерации модулированного сигнала (например, несущая 38кГц). Транзисторный ключ будет импульсно управлять светодиодом на токе 50мА или выше, оставаясь в пределах ограничения скважности 1% для длительности импульса, используемой в протоколе. Узкий угол обзора помогает сконцентрировать энергию в направлении приемника. Простой последовательный резистор рассчитывается как R = (Vcc - Vf) / If, где Vf берется из типичного значения при импульсном токе.

12. Введение в принцип работы

Инфракрасный светоизлучающий диод (ИК-светодиод) — это полупроводниковый p-n переходный диод, который излучает невидимый инфракрасный свет при прямом смещении. Электроны рекомбинируют с дырками внутри устройства, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный материал (GaAlAs для IR383) и структура полупроводника определяют длину волны излучаемого света, которая в данном случае составляет 940нм. Пластиковый корпус инкапсулирует кристалл, обеспечивает механическую защиту, а линза формирует диаграмму направленности излучения.

13. Технологические тренды

Тренд в области инфракрасных светодиодов продолжается в сторону повышения эффективности (больше излучаемой мощности на ватт электрической мощности), что снижает энергопотребление и тепловыделение. Также наблюдается стремление к повышению надежности и долговечности. Конструкция корпусов развивается для обеспечения лучшего теплового управления и более точного оптического контроля. Кроме того, интеграция с драйверными схемами и датчиками в компактные модули становится все более распространенной для упрощения проектирования конечными пользователями. Соответствие развивающимся глобальным экологическим и материальным нормам остается критически важным фокусом отрасли.