5.0mm Infrared LED SIR323-5 Datasheet - 5mm Package - 1.3V Forward Voltage - 875nm Wavelength - 150mW Power Dissipation - English Technical Document

1. Product Overview

SIR323-5 ni diode inayotoa mwanga wa infrared (IR) wenye nguvu, iliyowekwa kwenye kifurushi cha kawaida cha plastiki T-1 3/4 (5mm) chenye uwazi kama maji. Imebuniwa ili kutoa mwanga wenye urefu wa wimbi la kilele la manametita 875 (nm), ambao upo ndani ya wigo wa karibu wa infrared. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi yanayohitaji vyanzo vya mwanga wa infrared vilivyo na nguvu na kuaminika, na mwanga wake unaotolewa umeunganishwa mahsusi ili kuendana na fototransista za silikoni za kawaida, fotodiodi, na moduli za kupokea infrared. Kifurushi kina nafasi ya kawaida ya waya wa 2.54mm kwa ujumuishaji rahisi katika miundo ya bodi ya mzunguko iliyochapishwa (PCB) yenye mashimo.

1.1 Core Advantages and Target Market

The primary advantages of this component include its high radiant intensity, which ensures strong signal transmission, and its low forward voltage, contributing to energy-efficient operation. It is constructed using lead-free materials and is compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances), EU REACH regulations, and halogen-free standards (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm), making it suitable for global markets with strict environmental requirements. The device is characterized by high reliability, a critical factor for consumer and industrial electronics. Its target applications are primarily in wireless, non-contact signaling systems.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kitu cha vigezo muhimu vya umeme, mwanga na joto vilivyofafanuliwa kwenye karatasi ya data.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwayo kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishiwi.

• Continuous Forward Current (I_F): 100 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa DC unaoweza kutumiwa kwa mwendelezo kwenye LED bila hatari ya kuharibika.
• Peak Forward Current (I_FP): 1.0 A. Mkondo huu mkubwa unaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo yenye upana wa pigo ≤ 100μs na mzunguko wa wajibu ≤ 1%. Hii inaruhusu milipuko mifupi ya mwanga yenye mng'aro mkubwa, muhimu kwa usambazaji wa masafa marefu.
• Reverse Voltage (V_R): 5 V. Applying a reverse bias voltage exceeding this value can cause junction breakdown.
• Power Dissipation (P_d): 150 mW at or below 25°C ambient temperature. This is the maximum power the package can dissipate as heat. Exceeding this limit raises the junction temperature, reducing lifespan and output.
• Operating & Storage Temperature: The device can function from -40°C to +85°C and be stored from -40°C to +100°C.
• Soldering Temperature: 260°C for a duration not exceeding 5 seconds, which is compatible with standard lead-free reflow soldering profiles.

2.2 Electro-Optical Characteristics

Vigezo hivi vinapimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C) na vinabainisha utendaji wa kifaa.

• Radiant Intensity (I_e)Hii ni nguvu ya mwanga inayotolewa kwa kila kitengo cha pembe imara (steradian). Kwa mkondo wa mbele wa 20mA, thamani ya kawaida ni 7.8 mW/sr, na kiwango cha chini ni 4.0 mW/sr. Chini ya hali ya mfululizo (I_F=100mA, pulse ≤100μs, duty ≤1%), nguvu ya mnururisho ya kawaida hufikia 40 mW/sr, ikionyesha uwezo wake wa milipuko yenye nguvu.
• Urefu wa wimbi la kilele (λ_p): 875 nm (kawaida). Huu ndio urefu wa wimbi ambao nguvu ya juu ya mwanga hutolewa. Upana wa wigo (Δλ) kwa kawaida ni 45 nm, ukionyesha masafa ya urefu wa wimbi unaotolewa karibu na kilele.
• Voltage ya mbele (V_F)At 20mA, the typical forward voltage is 1.3V, with a maximum of 1.65V. At the 100mA pulsed condition, it rises to a typical 1.4V (max 1.8V). This low V_F is beneficial for low-voltage circuit design.
• Reverse Current (I_R): Maximum 10 μA at a reverse voltage of 5V, indicating good junction isolation.
• Viewing Angle (2θ_1/2): Digrii 35 (kawaida). Hii ndio pembe kamili ambayo ukubwa wa mnururisho hupungua hadi nusu ya thamani yake ya juu zaidi (kwenye mhimili). Pembe ya digrii 35 hutoa boriti iliyolengwa kwa kiwango cha wastani, inayofaa kwa matumizi yaliyoelekezwa.

Kumbuka juu ya Kutokuwa na Hakika katika Upimaji: Karatasi ya data inabainisha uvumilivu kwa vipimo muhimu: V_F (±0.1V), I_e (±10%), na λ_p (±1.0nm). Hizi lazima zizingatiwe katika mahesabu ya usahihi ya muundo.

3. Uchambuzi wa Curve ya Utendaji

The datasheet inajumuisha mikunjo kadhaa ya sifa inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali.

3.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira

This curve (Fig.1) typically shows the derating of the maximum allowable forward current as the ambient temperature increases. To prevent exceeding the maximum junction temperature and the 150mW power dissipation limit, the continuous forward current must be reduced when operating above 25°C. Designers must consult this graph for high-temperature applications.

3.2 Spectral Distribution

Grafu ya usambazaji wa wigo (Mchoro 2) inaonyesha uwezo wa jamaa dhidi ya urefu wa wimbi. Inathibitisha kwa macho urefu wa wimbi wa kilele kwenye 875nm na upana wa takriban 45nm wa wigo. Mkunjo huu ni muhimu kwa kuhakikisha utangamano na unyeti wa wigo wa mpokeaji unaokusudiwa (phototransistor, photodiode, au IC).

3.3 Relative Intensity vs. Forward Current

Grafu hii (Mchoro 3) inaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa kuendesha na pato la mwanga. Kwa LED, pato la mwanga kwa ujumla linalingana sawia na mkondo wa mbele katika safu ya kawaida ya uendeshaji. Hata hivyo, ufanisi unaweza kupungua kwenye mikondo ya juu sana kwa sababu ya athari za joto na mwingiliano mwingine usio wa mstari. Mkunjo huu husaidia wabunifu kuchagua mkondo wa kuendesha unaofaa ili kufikia ukali unaotakikana wa mnururisho.

3.4 Uwiano wa Ukali wa Mionzi dhidi ya Uhamisho wa Pembe

This polar plot (Fig.4) maps the emission pattern of the LED. It shows how the intensity decreases as the observation angle moves away from the central axis (0°). The 35-degree viewing angle (where intensity is 50% of peak) is derived from this curve. This information is critical for optical system design, determining beam coverage and alignment tolerances.

4. Mechanical and Packaging Information

4.1 Package Dimensions

Kifaa kinatumia kifurushi cha kawaida cha LED cha duara cha 5mm (T-1 3/4). Mchoro wa kina wa mitambo ulio kwenye karatasi ya data hutoa vipimo vyote muhimu, ikiwa ni pamoja na kipenyo cha mwili, umbo la lenzi, urefu wa waya wa kuongoza, na nafasi kati ya waya wa kuongoza. Nafasi kati ya waya wa kuongoza imethibitishwa kuwa 2.54mm (inchi 0.1), ambayo ni kiwango cha vipengele vya kupenya-bonde. Vipimo vyote vina uvumilivu wa ±0.25mm isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo. Nyenzo ya lenzi ni plastiki wazi kama maji, iliyoboreshwa kwa usafirishaji wa infrared na unyonyaji mdogo.

4.2 Utambulisho wa Ubaguzi wa Umeme

Kwa LED za kupenya-shimo, uelekezaji wa polariti kawaida huonyeshwa kwa vipengele viwili: urefu wa waya na muundo wa ndani. Waya mrefu zaidi ndio anodi (chanya), na waya mfupi zaidi ndio katodi (hasi). Zaidi ya hayo, vifurushi vingi vina sehemu tambarare kwenye ukingo wa msingi wa lenzi karibu na waya wa katodi. Daima thibitisha polariti kabla ya kuuza ili kuzuia uharibifu wa upendeleo wa nyuma.

5. Miongozo ya Kuunganisha na Usanikishaji

Kifaa hiki kimekadiriwa kwa kuuza kwa mawimbi au kwa mkono. Kigezo muhimu ni joto la juu kabisa la kuuza la 260°C kwa muda usiozidi sekunde 5. Hii inalingana na viwango vya IPC/JEDEC J-STD-020 kwa profaili za reflow zisizo na risasi. Mfiduo wa muda mrefu kwa joto la juu unaweza kuharibu kifurushi cha plastiki na vifungo vya waya vya ndani. Unapouza kwa mkono, tumia chuma cha kudhibitiwa joto na punguza muda wa mawasiliano. Hakikisha kifaa kimehifadhiwa katika mazingira kavu kulingana na anuwai ya joto la uhifadhi (-40 hadi +100°C) ili kuzuia unyevunyevu, ambao unaweza kusababisha "popcorning" wakati wa reflow.

6. Taarifa za Ufungaji na Uagizaji

6.1 Mwongozo wa Ufungaji

Vifaa vimepakwa kwenye mifuko ya kuzuia umeme kwa ulinzi. Kiasi cha kawaida cha ufungashaji ni vipande 200 hadi 500 kwa kila mfuko. Mifuko mitano huwekwa kwenye sanduku moja. Hatimaye, masanduku kumi hufungwa kwenye karatasi ya usafirishaji moja.

6.2 Mwongozo wa Lebo

Lebo ya ufungashaji ina vitambulisho muhimu kadhaa:

• CPN: Customer's Production Number (customer-specific part number).
• P/NNambari ya Uzalishaji (nambari ya sehemu ya mtengenezaji, mfano, SIR323-5).
• IdadiIdadi ya Ufungashaji.
• Kategoria: Viwango (inaweza kuashiria viwango vya utendaji).
• HUE: Urefu wa Wimbi la Kilele (mfano, 875nm).
• REF: Reference.
• LOT NoNambari ya Loti kwa ufuatiliaji.

7. Mapendekezo ya Utumizi

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumizi

• Infrared Remote Control Units: The high radiant intensity, especially in pulsed mode (40 mW/sr typ.), makes it ideal for long-range remote controls for TVs, audio systems, and other consumer electronics.
• Free-Air Transmission SystemsInatumika katika viungo vya data vya redio vya masafa mafupi, kengele za uvamizi, na mifumo ya kugundua vitu ambapo boriti ya IR hutumwa kupitia hewa hadi kwenye kipokeaji.
• Vipima MoshiMara nyingi hutumika katika vipima moshi vya optiki (photoelectric). Boriti ya IR LED inatawanywa na chembe za moshi kwenye photodiode, na kusababisha kengele.
• Mifumo ya Jumla ya Infrared Inayotumika: Inajumuisha otomatiki ya viwanda (kuhesabu vitu, kugundua msimamo), skrini za kugusa, na misimbo ya mwanga.

7.2 Design Considerations and Circuit Protection

• Kizuizi cha Sasa: LED ni kifaa kinachotumia mkondo. Daima tumia kipingamkondo cha mfululizo (au kiredio cha mkondo thabiti) ili kuzuia kuzidi mkondo wa juu unaoruhusiwa unaoendelea (100mA). Thamani ya kipingamkondo inahesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_supply - V_F) / I_F.
• Uendeshaji wa Mipigo: Kwa milipuko yenye nguvu kubwa, hakikisha mzunguko wa kiendeshi unaweza kutoa kilele cha sasa cha 1A huku ukizingatia kikomo cha upana wa mipigo (≤100μs) na mzunguko wa wajibu (≤1%). Pini rahisi ya GPIO ya microcontroller mara nyingi haiwezi kutoa sasa nyingi kiasi hicho moja kwa moja na inaweza kuhitaji swichi ya transistor (k.m., MOSFET).
• Ulinzi wa Voltage ya Kinyume: Ingawa kifaa kinaweza kustahimili hadi 5V kinyume, ni desturi nzuri kuepuka upendeleo wa kinyume. Katika saketi zilizounganishwa kwa AC au ambapo voltage ya kinyume inawezekana, fikiria kuongeza diode ya ulinzi sambamba na LED (cathode kwa anode).
• Heat Management: Ingawa kifurushi ni kidogo, kwenye mikondo ya juu na halijoto ya mazingira, utoaji wa nguvu unakuwa muhimu. Hakikisha uingizaji hewa wa kutosha na fikiria mkunjo wa kupunguza nguvu ikiwa unafanya kazi zaidi ya 25°C.
• Optical Design: Fikiria pembe ya kuona ya digrii 35. Kwa mihimili iliyolengwa, lenzi za nje au vikunjio vinaweza kuhitajika. Kwa mwangaza wa eneo pana, pembe asilia inaweza kutosha. Hakikisha kipokeaji kinalingana kwa wigo na kilele cha 875nm.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

SIR323-5 inatofautisha yenyewe katika soko la 5mm IR LED kupitia mchanganyiko wa vigezo muhimu. Ikilinganishwa na 5mm IR LEDs za jumla, inatoa kiwango cha juu cha kawaida cha mnururisho (7.8 mW/sr @20mA dhidi ya mara nyingi 5-6 mW/sr), ikiruhusu masafa marefu zaidi au matumizi ya nguvu ya chini kwa nguvu sawa ya ishara. Voltage yake ya chini ya mbele (1.3V kwa kawaida) ni ya faida kwa vifaa vinavyotumia betri. Urefu wa wimbi wa 875nm ni kiwango cha kawaida, na kuhakikisha utangamano mpana na vipokezi vya msingi wa silikoni. Uzingatiaji wake wa viwango vya kisasa via mazingira (RoHS, REACH, Halogen-Free) ni mahitaji ya lazima kwa utengenezaji wa kisasa wa elektroniki, ambayo inaweza kusiwe kwa njia mbadala za zamani au za bei nafuu.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

9.1 Kuna tofauti gani kati ya Radiant Intensity na Luminous Intensity?

Radiant Intensity (I_e, inapimwa kwa mW/sr) ni nguvu ya mwanga power Inayotolewa kwa kila pembe thabiti, inayohusiana na urefu wote wa mawimbi. Ukubwa wa Mwangaza (unapimwa kwa candela, cd) unapimwa kwa usikivu wa jicho la binadamu (mkondo wa photopic) na una maana tu kwa mwanga unaoonekana. Kwa kuwa hii ni LED ya infrared, Ukubwa wa Mionzi ndio kipimo sahihi na maalum.

9.2 Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller ya 3.3V au 5V?

Unapaswa usifanye usiunganishe moja kwa moja. Pini ya GPIO ya microcontroller ina kikomo cha utoaji wa mkondo (mara nyingi 20-40mA) na haiwezi kushughulikia uwezo wa kuchota mkondo wa LED au msukumo wa 1A. Muhimu zaidi, lazima uwe na kipingamizi cha mfululizo ili kupunguza mkondo. Kwa mfano, kutoka kwa usambazaji wa 5V unaolenga I_F=20mA na V_F=1.3V: R = (5V - 1.3V) / 0.02A = 185 Ohms (tumia kipingamizi cha kawaida cha 180 au 220 Ohm). Pini ya GPIO basi ingeendesha msingi/geti ya transistor ambayo hubadili mkondo wa LED.

9.3 Kwa nini Peak Forward Current (1A) ni kubwa zaidi kuliko Continuous Current (100mA)?

Hii ni kwa sababu ya mipaka ya joto. Pigo la 1A ni fupi sana (≤100μs) na halifanyiki mara kwa mara (kazi ≤1%) hivi kwamba makutano ya semiconductor haina muda wa kupata joto sana. Kadirio la 100mA linaloendelea linazingatia joto linalozalishwa kwa hali thabiti, ambalo kifurushi lazima lilisambaze kwa mazingira ili kuweka halijoto ya makutano ndani ya mipaka salama.

9.4 Je, ninachagua vipi receiver inayolingana na LED hii?

Tafuta phototransistor, photodiode, au moduli ya mpokeaji IR ambayo upeo wa unyeti wake wa wigo uko karibu 875nm. Watazamaji wengi wa msingi wa silikoni wana upeo wa unyeti kati ya 800nm na 950nm, na hii inawafanya kuwa mechi nzuri. Daima angalia karatasi ya data ya mpokeaji kwa mkunjo wake wa unyeti wa wigo.

10. Ubunifu wa Vitendo na Kesi ya Matumizi

Kesi: Kubuni Udhibiti wa Mbali wa IR wa Masafa Marefu
Lengo: Kusambaza ishara ya kuaminika hadi mita 15 katika chumba cha kawaida cha kuishi.
Chaguo za Ubunifu:

1. Hali ya Kuendesha: Tumia uendeshaji wa mipigo kwa I_FP = 1A ili kuongeza kiwango cha mionzi (40 mW/sr kwa kawaida) kwa umbali mrefu zaidi.
2. Sakiti: Kikokotoo kidogo hutengeneza mfululizo wa mipigo iliyokodishwa. Pini ya GPIO inadhibiti MOSFET ya N-channel. LED na kipingamizi kidogo cha kuhisi mkondo huwekwa mfululizo kati ya usambazaji (mfano, betri 2xAA ~3V) na mtiririko wa MOSFET. Thamani ya kipingamizi ni ndogo, ili kuweka mkondo wa kilele: R = (V_bat - V_{F_pulse} - V_{DS_on}) / 1A. Resistor ya mlango hutumiwa kwa MOSFET.
3. Wakati wa Pampu: Hakikisha kila pampu ya juu katika msimbo wa kudhibiti kwa mbali (mfano, itifaki ya NEC) ina upana ≤100μs. Mzunguko wa wajibu katika mlipuko wote wa utumaji lazima uwe ≤1%. Hii kwa kawaida inatimizwa kwa urahisi kwa misimbo mifupi ya kudhibiti kwa mbali.
4. Optics: Mwangaza asilia wa digrii 35 unaweza kutosha. Kwa mwelekeo bora na masafa marefu, lenzi rahisi ya plastiki ya kukusanya mwanga inaweza kuongezwa mbele ya LED.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

An Infrared Light Emitting Diode (IR LED) is a semiconductor p-n junction diode. When a forward voltage is applied (anode positive relative to cathode), electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the junction region. When these charge carriers recombine, they release energy. In a standard silicon diode, this energy is primarily released as heat. In materials like Gallium Aluminum Arsenide (GaAlAs), used in this LED, a significant portion of this recombination energy is released as photons (light). The specific wavelength of the emitted light (875nm in this case) is determined by the bandgap energy of the semiconductor material, which is engineered during the crystal growth process. The water-clear epoxy package acts as a lens, shaping the emitted light into the characteristic beam pattern.

12. Mienendo na Maendeleo ya Teknolojia

Teknolojia ya LED ya Infrared inaendelea kubadilika. Ingawa kifurushi cha msingi cha 5mm cha kupitia-tundu bado kinapendwa kwa miundo ya zamani na matumizi ya wapenzi, mwelekeo wa tasnia unaelekea sana kwenye vifurushi vya kifaa cha kusakinisha kwenye uso (SMD) (k.m., 0805, 1206, au vifurushi vya kiwango cha chip). SMDs hutoa saizi ndogo, ufaafu bora wa usanikishaji wa kiotomatiki wa kuchukua-na-kuweka, na mara nyingi utendaji bora wa joto. Pia kuna maendeleo endelevu katika nyenzo za kufikia ufanisi wa juu zaidi (mwangaza zaidi kwa kila wati ya umeme), urefu tofauti wa wimbi la kilele kwa matumizi maalum ya kuhisi (k.m., 940nm kwa operesheni ya siri, 850nm kwa kamera za uangalizi zenye mwanga wa IR), na ujumuishaji wa LED na saketi ya kiendeshi au hata kipokeaji ndani ya moduli moja. Hata hivyo, kanuni ya msingi ya uendeshaji na vigezo muhimu vilivyoelezewa kwa SIR323-5 bado ndio msingi wa kuelewa na kubainisha LED yoyote ya IR.