SIR204C 3mm Kızılötesi LED Veri Sayfası - 3.0mm Çap - 1.3V İleri Gerilim - 875nm Dalga Boyu - 150mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

SIR204C, 3mm (T-1) su berraklığında şeffaf plastik paket içerisinde bulunan yüksek yoğunluklu bir kızılötesi yayıcı diyottur. Silikon tabanlı fotodedektörlerle iyi spektral uyum sağlayan güvenilir kızılötesi yayılım gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Cihaz, 875nm tepe dalga boyunda ışık üretmek için bir GaAlAs çipi kullanır ve bu da onu çeşitli algılama ve iletim sistemleri için ideal kılar.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu LED, yüksek güvenilirlik, düşük ileri gerilim ve standart 2.54mm bacak aralığına sahip kompakt form faktörü dahil olmak üzere birkaç önemli avantaj sunar. Yaygın fototransistörler, fotodiyotlar ve kızılötesi alıcı modüllerle spektral olarak uyumludur. Ürün, RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlarına (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) uygundur. Birincil hedef pazarları arasında kızılötesi sinyalizasyon veya algılama gerektiren tüketici elektroniği, endüstriyel otomasyon ve güvenlik ekipmanları bulunur.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Aşağıdaki bölümler, cihazın elektriksel, optik ve termal özelliklerinin detaylı bir dökümünü sağlar.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Sürekli İleri Akım (I_F):100 mA
• Tepe İleri Akım (I_FP):1.0 A (Darbe Genişliği ≤ 100μs, Görev Döngüsü ≤ %1)
• Ters Gerilim (V_R):5 V
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr):-40°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg):-40°C ila +100°C
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol):260°C (≤ 5 saniye için)
• Güç Dağılımı (P_d):150 mW (25°C ortam sıcaklığında veya altında)

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler, 25°C ortam sıcaklığında (T_a) ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işıma Şiddeti (I_e):4.0 mW/sr (Min) ila 6.4 mW/sr (Tip) I_F=20mA'de. Darbe koşullarında (I_F=100mA, %1 görev döngüsü) 30 mW/sr'ye ulaşabilir ve I_F=1A'de 300 mW/sr'ye kadar çıkabilir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p):875 nm (Tipik) I_F=20mA'de.
• Spektral Bant Genişliği (Δλ):80 nm (Tipik) I_F=20mA'de.
• İleri Gerilim (V_F):1.3V (Tip) ila 1.6V (Maks) I_F=20mA'de. Bu değer, daha yüksek akım darbeli çalışmada artar.
• Ters Akım (I_R):Maksimum 10 μA V_R=5V'de.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):30 derece (Tipik) I_F=20mA'de.

Not: Ölçüm belirsizlikleri V_F için ±0.1V, I_e için ±%10 ve λ_p.

için ±1.0nm'dir.

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, cihazın değişken koşullar altındaki davranışını gösteren birkaç karakteristik eğri içerir.

3.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu eğri, izin verilen maksimum sürekli ileri akım ile ortam çalışma sıcaklığı arasındaki ilişkiyi gösterir. Sıcaklık arttıkça, güç dağılımı limitini aşmayı önlemek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için izin verilen maksimum akım doğrusal olarak azalır.

3.2 Spektral Dağılım

Spektral çıkış grafiği, 80nm tipik bant genişliği ile 875nm'de tepe yayılımını doğrular. Bu geniş bant genişliği, yakın kızılötesi bölgede geniş spektral hassasiyete sahip silikon dedektörlerle iyi uyumluluk sağlar.

3.3 Tepe Yayılım Dalga Boyu - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Tepe dalga boyu, sıcaklıkla birlikte hafif bir kayma gösterir; bu, yarı iletken LED'lerin yaygın bir özelliğidir. Tasarımcılar, özellikle -40°C ila +85°C tam çalışma sıcaklığı aralığında, dalga boyu kritik uygulamalarda bu kaymayı hesaba katmalıdır.

3.4 İleri Akım - İleri Gerilim İlişkisi

Bu IV eğrisi, akım ve gerilim arasındaki üstel ilişkiyi gösterir. Tipik ileri gerilim düşüktür (20mA'de 1.3V), bu da enerji verimli çalışmaya katkıda bulunur. Bu eğri, uygun akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir.

3.5 Işıma Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Işıma şiddeti, ileri akımla birlikte artar ancak termal ve verimlilik etkileri nedeniyle daha yüksek akımlarda doğrusal olmayan bir ilişki sergiler. Grafik, gerekli çıkış şiddeti için optimal sürücü akımını belirlemeye yardımcı olur.

3.6 Bağıl Işıma Şiddeti - Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Bu kutupsal çizim, 30 derece yarı açı ile karakterize edilen uzaysal yayılım desenini tanımlar. Şiddet 0°'de (eksen üzeri) en yüksektir ve kosinüs benzeri bir fonksiyona göre azalır; bu, uygun hizalama ve sinyal gücü sağlamak için optik sistem tasarımında önemlidir.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

SIR204C, standart T-1 (3mm) yuvarlak paket kullanır. Ana boyutlar arasında 3.0mm gövde çapı, tipik 2.54mm bacak aralığı ve toplam uzunluk bulunur. Aksi belirtilmedikçe tüm boyut toleransları ±0.25mm'dir. Lens su berraklığındadır, bu da tam kızılötesi spektrumun önemli bir soğurma olmadan geçmesine izin verir.

4.2 Polarite Tanımlama

LED'in plastik lens kenarında düz bir tarafı vardır, bu genellikle katot (negatif) bacağı gösterir. Daha uzun bacak genellikle anot (pozitif) tır. Ters öngerilim hasarını önlemek için devre montajı sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

El lehimleme veya dalga lehimleme kullanılabilir. Mutlak maksimum lehimleme sıcaklığı 260°C'dir ve lehimleme süresi 5 saniyeyi aşmamalıdır. Dalga lehimleme sırasında LED gövdesinin PCB yüzeyinden en az 1.5mm yukarıda tutulması, epoksi paket üzerindeki termal stresi en aza indirmek için önerilir. Cihaz, -40°C ila +100°C sıcaklıklar arasında kuru, antistatik bir ortamda saklanmalıdır.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Paketleme Miktarı Özellikleri

LED'ler tipik olarak torbalar ve kutularda paketlenir: torba başına 200-1000 adet, kutu başına 5 torba ve koli başına 10 kutu.

6.2 Etiket Formu Özellikleri

Ürün etiketleri şu ana tanımlayıcıları içerir: Müşteri Üretim Numarası (CPN), Üretim Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Sınıflar (CAT), Tepe Dalga Boyu (HUE), Referans (REF) ve Parti Numarası (LOT No).

7. Uygulama Önerileri

• 7.1 Tipik Uygulama SenaryolarıSerbest Hava İletim Sistemleri:
• Uzaktan kumandalar, kısa mesafeli veri bağlantıları.Optoelektronik Anahtarlar:
• Nesne algılama, konum algılama, yuva sensörleri.Duman Dedektörleri:
• Karartma tipi duman algılama odalarında kullanılır.Genel Kızılötesi Sistemler:
• Gece görüş aydınlatıcıları, güvenlik sistemleri.Disket Sürücüler:

İz-sıfır algılama için tarihsel kullanım.

• 7.2 Tasarım HususlarıAkım Sınırlama:_FI
• akımını istenen değere (sürekli çalışma için tipik olarak 20mA ile 100mA arası) sınırlamak için daima bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü kullanın.Isı Yönetimi:
• Güç dağılımı düşük olsa da, maksimum değerlere yakın veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışıyorsanız yeterli PCB bakır alanı veya soğutma sağlayın.Optik Tasarım:
• Yayılan ışığı etkili bir şekilde toplamak veya paralel hale getirmek için lensler, reflektörler veya açıklıklar tasarlarken 30 derecelik görüş açısını göz önünde bulundurun.Ters Gerilim Koruması:

Düşük ters gerilim değeri (5V), cihazı statik deşarj veya yanlış polariteden kaynaklanan hasara karşı savunmasız kılar. Ters gerilim geçici durumlarının mümkün olduğu devrelerde paralel bir koruma diyotu eklemeyi düşünün.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

SIR204C, standart 3mm paketi, nispeten yüksek ışıma şiddeti (20mA'de 6.4 mW/sr'ye kadar) ve düşük ileri gerilim kombinasyonu ile kendini farklılaştırır. Bazı eski kızılötesi LED'lere kıyasla daha iyi güvenilirlik ve modern çevre düzenlemelerine (RoHS, Halojensiz) uyumluluk sunar. Silikon dedektörlerle spektral uyumu, farklı tepe dalga boylarına sahip LED'lere göre önemli bir avantajdır ve sistem hassasiyetini maksimize eder.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Sürekli ve tepe ileri akım arasındaki fark nedir?

Sürekli ileri akım (100mA), hasar riski olmadan süresiz olarak uygulanabilen maksimum DC akımdır. Tepe ileri akım (1A) ise, çok düşük bir görev döngüsünde (%1 ≤) çok kısa darbe süreleri (≤100μs) için uygulanabilen çok daha yüksek bir akımdır. Bu, uzun menzilli algılama veya senkronizasyon amaçları için kısa, yüksek yoğunluklu ışık patlamalarına izin verir.

9.2 Ortam sıcaklığı performansı nasıl etkiler?

Karakteristik eğrilerde gösterildiği gibi, artan sıcaklık izin verilen maksimum sürekli akımı azaltır ve tepe dalga boyunda hafif bir kaymaya neden olabilir. Işıma şiddeti de daha yüksek sıcaklıklarda azalabilir. -40°C ila +85°C aralığının uç noktalarında çalışmak üzere tasarlanan tasarımlar, çalışma akımlarını buna göre düşürmelidir.

9.3 Soğutucu gerekli midir?

50mA veya altında sürekli akımda çalışan çoğu uygulama için, PCB ısı yayılımı için biraz bakır alanı sağlıyorsa özel bir soğutucu gerekli değildir. 100mA sürekli akımda, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında çalışırken, eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için dikkatli bir termal tasarım önerilir.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Nesne Yakınlık Sensörü

Tipik bir optoelektronik anahtarda, SIR204C bir fototransistör ile eşleştirilir. LED, genellikle ortam ışığı girişimini engellemek için belirli bir frekansta (örneğin, 38kHz) modüle edilen 20-50mA akım ile sürülür. Yayılan kızılötesi ışık yakındaki bir nesneden yansır ve fototransistör tarafından algılanır. LED'in 30 derecelik görüş açısı, algılama menzili ve görüş alanı arasında iyi bir denge sağlar. Düşük ileri gerilim, sensörün basit bir akım sınırlayıcı direnç ile 3.3V veya 5V mantık kaynağından verimli bir şekilde beslenmesine olanak tanır. Tasarımcılar, LED ve dedektörün mekanik hizalamasını sağlamalı ve doğrudan optik çapraz konuşmayı önlemek için bir bariyer kullanabilir.

11. Çalışma Prensibi

Bir Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED), bir yarı iletken p-n eklem diyotudur. İleri öngerilim uygulandığında, n-bölgesinden elektronlar ve p-bölgesinden oyuklar aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji fotonlar şeklinde salınır. Yayılan ışığın dalga boyu (rengi), bu durumda Galyum Alüminyum Arsenür (GaAlAs) olan yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir ve 875nm civarındaki yakın kızılötesi spektrumda foton üretmek üzere tasarlanmıştır. Bu dalga boyu insan gözüyle görülmez ancak silikon tabanlı sensörler tarafından verimli bir şekilde algılanır.

12. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler