Инфракрасный излучающий светодиод 940 нм, корпус T-1 3/4 - Ø5.0 мм x 8.6 мм - Прямое напряжение 1.6 В - Сила излучения 40 мВт/ср - Технический паспорт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики мощного инфракрасного (ИК) излучающего диода. Устройство спроектировано для излучения света с пиковой длиной волны 940 нанометров (нм), что находится в невидимом спектре, что делает его идеальным для применений, требующих невидимой подсветки. Компонент размещён в стандартном корпусе T-1 3/4 для монтажа в отверстия с прозрачной линзой, обеспечивающей широкую диаграмму направленности излучения.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного ИК-излучателя включают высокую выходную силу излучения, широкий угол обзора 45 градусов для большой зоны покрытия и конструкцию, оптимизированную для работы с высоким током при низком прямом напряжении. Эти особенности делают его экономичным и надёжным решением. Основные области применения — потребительская электроника и сенсорика, в частности, для инфракрасных пультов дистанционного управления телевизорами, ТВ-приставками и аудиоаппаратурой, а также для датчиков приближения или присутствия в различных устройствах.

2. Подробный анализ технических параметров

Рабочие характеристики устройства определены при стандартной температуре окружающей среды (25°C). Понимание этих параметров критически важно для правильного проектирования схемы и надёжной работы.

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется. Ключевые ограничения включают непрерывный прямой ток (I_F) 100 мА, импульсный прямой ток 1 А в импульсном режиме (300 Гц, длительность импульса 10 мкс) и максимальную рассеиваемую мощность 160 мВт. Устройство выдерживает обратное напряжение (V_R) до 5 В, хотя явно указано, что это только для целей тестирования, и устройство не предназначено для работы при обратном смещении. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры при указанных условиях испытаний. Сила излучения (I_E), являющаяся мерой оптической мощности на единицу телесного угла, обычно составляет 40 милливатт на стерадиан (мВт/ср) при токе накачки 100 мА. Прямое напряжение (V_F) обычно равно 1,6 вольта при токе накачки 50 мА, что указывает на относительно низкие электрические потери. Спектральные характеристики центрированы на длине волны 940 нм с полушириной спектра (Δλ) приблизительно 50 нм, определяющей ширину полосы излучаемого инфракрасного света.

3. Анализ рабочих характеристик

В техническом паспорте представлены несколько графиков, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях, что крайне важно для понимания нелинейностей и температурных зависимостей.

3.1 Спектральное распределение

Кривая спектрального распределения (Рис.1) показывает относительную силу излучения в зависимости от длины волны. Она подтверждает пик излучения на 940 нм и полуширину 50 нм, указывая на разброс излучаемых длин волн. Это важно для согласования с чувствительностью принимающих датчиков или фотодиодов.

3.2 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Вольт-амперная характеристика (Рис.3) изображает зависимость тока, протекающего через диод, от напряжения на нём. Она нелинейна, что характерно для полупроводникового диода. Эта кривая жизненно важна для определения необходимого напряжения накачки для желаемого рабочего тока и для расчёта рассеиваемой мощности (P_D = V_F × I_F).

3.3 Тепловые характеристики

Рисунок 2 показывает снижение максимально допустимого прямого тока с ростом температуры окружающей среды. При повышении температуры способность устройства рассеивать тепло уменьшается, поэтому максимальный безопасный рабочий ток должен быть снижен, чтобы не превысить предельную температуру перехода. Рисунок 4 показывает, как относительная сила излучения уменьшается с ростом температуры окружающей среды при фиксированном токе накачки — явление, известное как тепловое проседание. Это необходимо учитывать в конструкциях, требующих стабильного выходного сигнала в широком диапазоне температур.

3.4 Относительная сила излучения в зависимости от прямого тока

Рисунок 5 иллюстрирует, что световой выход не пропорционален току линейно, особенно при высоких токах, где эффективность может падать из-за нагрева и других эффектов. Этот график помогает выбрать подходящую рабочую точку для баланса яркости, эффективности и срока службы устройства.

3.5 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма (Рис.6) наглядно представляет угол обзора. Спецификация 2θ½, равная 45 градусам, означает угол, при котором сила излучения падает до половины своего значения при 0 градусах (на оси). Такая широкая диаграмма полезна для применений, таких как пульты ДУ, где точное выравнивание передатчика и приёмника не гарантировано.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Габаритные размеры

Устройство соответствует стандарту корпуса T-1 3/4 (5 мм). Ключевые размеры включают диаметр корпуса приблизительно 5,0 мм, общую высоту около 8,6 мм от низа выводов до верха линзы и расстояние между выводами 2,54 мм (0,1 дюйма) в месте выхода из корпуса. Максимальный выступ смолы под фланцем указан как 1,0 мм. Для проектирования посадочного места на печатной плате следует обращаться к подробным механическим чертежам с допусками (обычно ±0,25 мм).

4.2 Определение полярности

Для светодиодов для монтажа в отверстия анод (положительный вывод), как правило, является более длинным выводом. Следует обращаться к габаритному чертежу в техническом паспорте для подтверждения физического маркера, которым часто является плоское место на ободке корпуса или выемка, указывающая на сторону катода (отрицательного вывода).

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение крайне важно для предотвращения повреждений во время производства.

5.1 Формовка выводов

Если выводы необходимо согнуть, это должно быть сделано в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной линзы. Корпус устройства не должен использоваться в качестве точки опоры при сгибании. Эта операция должна выполняться при комнатной температуре и до процесса пайки.

5.2 Параметры пайки

Рассмотрены два метода пайки:
Паяльник:Максимальная температура 360°C в течение не более 3 секунд. Жало паяльника должно находиться не ближе 1,6 мм от основания эпоксидной колбы.
Волновая пайка:Температура предварительного нагрева не должна превышать 100°C в течение до 60 секунд. Температура паяльной волны должна быть не более 260°C при времени контакта менее 5 секунд. Устройство должно погружаться не ниже чем на 2,0 мм от основания эпоксидной колбы.
Важное примечание:Явно указано, что инфракрасная (ИК) пайка оплавлением не подходит для данного типа корпуса для монтажа в отверстия. Чрезмерный нагрев или время могут расплавить пластиковую линзу или вызвать внутренний отказ.

5.3 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт (IPA).

6. Хранение и обращение

Для длительного хранения вне оригинального влагозащитного пакета рекомендуется хранить устройства в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Если они извлечены из оригинальной упаковки, их следует использовать в течение трёх месяцев. Для длительного хранения рекомендуется помещать их в герметичный контейнер с осушителем или в азотную атмосферу.

7. Рекомендации по проектированию приложений

7.1 Проектирование схемы накачки

Светодиод — это устройство с токовым управлением. В техническом паспорте настоятельно рекомендуется использовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода при параллельном подключении нескольких единиц (Схема A). Это связано с тем, что прямое напряжение (V_F) может незначительно отличаться от устройства к устройству. Прямое параллельное подключение светодиодов (Схема B) без индивидуальных резисторов может привести к "перетягиванию" тока, когда светодиод с наименьшимV_Fпотребляет непропорционально больший ток, что приводит к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке и отказу этого устройства.

7.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Устройство чувствительно к электростатическому разряду. В среде обращения и сборки должны быть реализованы профилактические меры:

• Персонал должен носить заземляющие браслеты на запястье или браслеты на пятке/проводящую обувь на проводящем полу.
• Рабочие места, оборудование и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе.
• Регулярные проверки и обучение персонала, работающего в зонах, защищённых от ЭСР, крайне важны.

7.3 Область применения и предостережения

Компонент предназначен для стандартной потребительской и промышленной электроники. Производитель указывает, что требуется консультация, если устройство планируется использовать в критически важных для безопасности приложениях (например, медицинское жизнеобеспечение, авиация, управление транспортом), где отказ может представлять риск для жизни или здоровья.

8. Принцип работы и технологический контекст

Данное устройство представляет собой полупроводниковый светоизлучающий диод (LED), работающий по принципу электролюминесценции. При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав материалов полупроводниковых слоёв определяет длину волны излучаемого света; в данном случае он настроен на инфракрасное излучение 940 нм. Инфракрасные светодиоды такого типа являются зрелыми, высоконадёжными компонентами. Их разработка была сосредоточена на повышении эффективности (силы излучения на единицу входной мощности), улучшении теплового управления для более высоких токов накачки и обеспечении соответствия экологическим нормам, таким как RoHS (Ограничение использования опасных веществ). Корпус с широким углом обзора является ключевой конструктивной особенностью, повышающей удобство использования в приложениях, требующих широкого покрытия, а не сфокусированного луча.