5.0mm Kızılötesi LED IR323/H0-A Veri Sayfası - 5mm Paket - 1.2V İleri Gerilim - 940nm Dalga Boyu - 150mW Güç Dağılımı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakış

IR323/H0-A, 5.0mm mavi plastik paket içerisinde bulunan yüksek şiddetli bir kızılötesi yayan diyottur. 940nm spektrumunda güvenilir kızılötesi yayılım gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Cihaz, yaygın silikon fototransistörler, fotodiyotlar ve kızılötesi alıcı modüller ile spektral olarak uyumludur; bu da onu çeşitli optoelektronik sistemler için çok yönlü bir bileşen haline getirir.

Temel avantajlar arasında yüksek güvenilirlik, mükemmel ışıma şiddeti ve enerji verimli çalışmaya katkıda bulunan düşük ileri gerilim bulunur. Ürün, RoHS, EU REACH ve halojensiz standartlar dahil olmak üzere başlıca çevre düzenlemelerine uyumludur; bu da modern elektronik üretim için uygunluğunu garanti eder.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Cihaz, uzun ömür ve güvenilirlik sağlamak için katı sınırlar içinde çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Sürekli ileri akım (IF) 100 mA olarak derecelendirilmiştir. Darbe çalışması için, belirli koşullar altında (darbe genişliği ≤100μs, görev döngüsü ≤%1) 1.0 A'lık bir tepe ileri akımına (IFP) izin verilir. Maksimum ters gerilim (VR) 5 V'dur. Çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) -40°C ile +85°C arasında değişirken, depolama -40°C ile +100°C arasında yapılabilir. 25°C veya altındaki ortam sıcaklığında maksimum güç dağılımı (Pd) 150 mW'dır. Lehimleme sıcaklığı, 5 saniye veya daha kısa bir süre için 260°C'yi aşmamalıdır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Tüm karakteristikler, 25°C ortam sıcaklığında (Ta) belirtilmiştir. Işıma şiddeti (Ie) birincil performans metriğidir. 20mA ileri akımda (IF), tipik ışıma şiddeti 3.5 mW/sr'dir, minimum değer ise 2.0 mW/sr'dir. Darbe koşullarında (IF=100mA, darbe genişliği ≤100μs, görev ≤%1), tipik şiddet 15 mW/sr'ye ulaşır. Aynı darbe koşullarında 1A tepe akımında, tipik şiddet 150 mW/sr'dir.

Tepe yayılım dalga boyu (λp) tipik olarak 940nm'dir, spektral bant genişliği (Δλ) ise 45nm'dir. İleri gerilim (VF) düşüktür, 20mA'de tipik olarak 1.2V, maksimum 1.5V'dir. 100mA'de (darbe), VF tipik olarak 1.3V'dir (maks. 1.6V). 1A'de (darbe), VF tipik olarak 2.6V'ye yükselir (maks. 4.0V). Ters akım (IR), VR=5V'de maksimum 10 μA'dır. Görüş açısı (2θ1/2) tipik olarak 60 derecedir ve yayılım konisini tanımlar.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Ürün, IF=20mA'de ölçülen ışıma şiddetine dayalı olarak farklı performans sınıflarında veya gruplarında mevcuttur. Bu, tasarımcıların hassasiyet gereksinimlerini tam olarak karşılayan bir bileşen seçmelerine olanak tanır.

• H Grubu:Işıma Şiddeti aralığı 2.0 mW/sr (Min.) ile 3.2 mW/sr (Maks.) arasındadır.
• J Grubu:Işıma Şiddeti aralığı 2.8 mW/sr (Min.) ile 4.5 mW/sr (Maks.) arasındadır.
• K Grubu:Işıma Şiddeti aralığı 4.0 mW/sr (Min.) ile 6.4 mW/sr (Maks.) arasındadır.

Ölçüm belirsizlikleri not edilmiştir: ileri gerilim için ±0.1V, ışık şiddeti için ±%10 ve baskın dalga boyu için ±1.0nm.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Derecelendirme eğrisi, maksimum izin verilen ileri akımın, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça nasıl azaldığını gösterir. Bu grafik, termal yönetim ve LED'in tüm çevre koşullarında güvenli çalışma alanı (SOA) içinde kalmasını sağlamak için kritik öneme sahiptir.

4.2 Spektral Dağılım

Spektral çıkış grafiği, 940nm civarında merkezlenmiş dar bantlı yayılımı doğrular. Bu dalga boyu, yakın kızılötesi bölgede tepe hassasiyetine sahip silikon tabanlı dedektörlerle uyumluluk için idealdir ve daha kısa IR dalga boylarına kıyasla insan gözüne daha az görünür.

3.3 Tepe Yayılım Dalga Boyu - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu eğri, eklem sıcaklığındaki değişikliklerle birlikte tepe dalga boyundaki küçük kaymayı gösterir. Bu kaymanın anlaşılması, geniş bir sıcaklık aralığında hassas spektral eşleşme gerektiren uygulamalar için önemlidir.

4.4 İleri Akım - İleri Gerilim İlişkisi

IV karakteristik eğrisi, diyotlar için tipik olan doğrusal değildir. Uygulanan ileri gerilim ile ortaya çıkan akım arasındaki ilişkiyi gösterir. Eğri, sürekli akım veya dirençle sınırlandırılmış gerilim kaynakları kullanılsın, sürücü devresini tasarlamak için gereklidir.

4.5 Işıma Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Bu grafik, sürücü akımı ile optik çıkış arasındaki süper doğrusal ilişkiyi gösterir. Işıma şiddeti, özellikle darbe yüksek akım bölgesinde, akımla önemli ölçüde artar; bu da cihazın yüksek parlaklıklı darbe uygulamaları için kapasitesini vurgular.

4.6 Bağıl Işıma Şiddeti - Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Kutupsal çizim, görüş açısını görselleştirir ve yayılan şiddetin merkez eksenden (0°) açı arttıkça nasıl azaldığını gösterir. Tipik 60 derecelik görüş açısı (şiddetin yarıya düştüğü açı) bu eğri ile doğrulanır; bu da optik hizalama ve kapsama tasarımı için hayati öneme sahiptir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyut Çizimi

Mekanik çizim, LED'in fiziksel boyutlarını belirtir. Ana ölçümler arasında 5.0mm'lik toplam çap, 2.54mm'lik bacak aralığı (delikli bileşenler için standart) ve tabandan lens üzerindeki çeşitli noktalara olan mesafe bulunur. Çizim, kritik toleransların not edildiği (aksi belirtilmedikçe tipik olarak ±0.25mm) bir üst ve yan görünüm içerir. Anot (pozitif) bacak tipik olarak daha uzun bacak olarak tanımlanır.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Bacak Şekillendirme

Bacaklar, epoksi ampulün tabanından en az 3mm uzaklıktaki bir noktadan bükülmelidir. Şekillendirme, lehimlemeden önce ve oda sıcaklığında, paketi zorlamamak veya iç tel bağlantılarını hasar vermemek için yapılmalıdır. PCB delikleri, montaj stresini önlemek için LED bacaklarıyla tam olarak hizalanmalıdır.

6.2 Depolama

LED'ler 30°C veya daha düşük sıcaklıkta ve %70 veya daha düşük bağıl nemde depolanmalıdır. Sevkiyattan sonra önerilen depolama ömrü 3 aydır. Daha uzun depolama için (bir yıla kadar), azot atmosferi ve nem alıcı içeren kapalı bir kap kullanın. Nem hassas torbayı açtıktan sonra, bileşenler 24 saat içinde kullanılmalıdır.

6.3 Lehimleme Süreci

Lehimleme, lehim bağlantısı epoksi ampulden en az 3mm uzakta olacak şekilde gerçekleştirilmelidir. Önerilen koşullar şunlardır:

• El Lehimlemesi:Uç sıcaklığı maks. 300°C (30W maks.), lehimleme süresi maks. 3 saniye.
• Dalga/DIP Lehimleme:Ön ısıtma sıcaklığı maks. 100°C (60 sn maks.), lehim banyosu sıcaklığı maks. 260°C, 5 saniye maks.

Önerilen bir lehimleme profili grafiği sağlanmıştır; bu grafik kademeli bir ısınma, likidüs üzerinde belirli bir süre ve kontrollü bir soğumayı gösterir. Hızlı termal döngülerden kaçının. DIP veya el lehimlemesi birden fazla kez yapılmamalıdır. LED'i sıcakken mekanik şoktan koruyun.

6.4 Temizleme

Temizlik gerekliyse, oda sıcaklığında izopropil alkol kullanın ve bir dakikadan fazla tutmayın, ardından hava ile kurutun. Ultrasonik temizleme, iç yapıya zarar verme riski nedeniyle önerilmez.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Etiket Özellikleri

Paketleme üzerindeki etiket şu temel bilgileri içerir: Müşteri Ürün Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY), Işık Şiddeti Sınıfı (CAT), Baskın Dalga Boyu Sınıfı (HUE), İleri Gerilim Sınıfı (REF), Parti Numarası (LOT No) ve bir ay kodu (X).

7.2 Paketleme Özellikleri

LED'ler antistatik torbalarda paketlenir. Standart paketleme akışı şu şekildedir: torba başına 200-500 adet, iç karton başına 5 torba ve ana (dış) karton başına 10 iç karton.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Serbest Hava İletim Sistemleri:Kısa mesafeli kablosuz veri bağlantıları, uzaktan kumandalar veya yakınlık sensörleri için.
• Optoelektronik Anahtarlar & Nesne Algılama:Bir nesnenin varlığını, konumunu veya hareketini algılamak için bir fotodedektör ile birlikte kullanılır.
• Disket Sürücüler:Geçmişte disk varlığını veya iz konumunu algılamak için kullanılmıştır.
• Duman Dedektörleri:Duman parçacıklarının bir IR ışınını saçtığı veya engellediği karartma tipi dedektörlerde kullanılır.
• Genel Kızılötesi Sistemler:940nm kızılötesi ışığa güvenilir bir kaynak gerektiren herhangi bir uygulama.

8.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi:İstenilen ileri akımı (IF) ayarlamak için sabit bir akım kaynağı veya seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanın. Güç kaynağı gereksinimlerini hesaplarken ileri gerilim (VF) düşüşünü göz önünde bulundurun.
• Termal Yönetim:Derecelendirme eğrisine uyun. Yüksek akımlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında sürekli çalışma için, eklem sıcaklığını sınırlar içinde tutmak için ısı emici veya zorlamalı hava soğutma düşünün.
• Optik Tasarım:60 derecelik görüş açısı ışın yayılımını tanımlar. Farklı bir ışın deseni gerekiyorsa lensler veya diyaframlar kullanın. Alıcı sensörle uygun hizalamayı sağlayın.
• Elektriksel Koruma:Maksimum ters gerilim sadece 5V olduğundan, ters gerilim dalgalanmalarına ve elektrostatik deşarja (ESD) karşı koruma ekleyin.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

IR323/H0-A, standart 5mm delikli paketi, kesin olarak tanımlanmış 940nm dalga boyu ve yüksek ışıma şiddeti kombinasyonu ile kendini farklılaştırır. Genel IR LED'lere kıyasla, garanti edilmiş performans grupları, kapsamlı çevre uyumluluğu (RoHS, REACH, Halojensiz) ve tipik performans eğrileriyle desteklenen detaylı, güvenilir veri sayfası özellikleri sunar. Düşük ileri gerilim, pil ile çalışan uygulamalar için bir avantajdır ve sürücü devresindeki güç tüketimini azaltır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: H, J ve K Grupları arasındaki fark nedir?

C: Gruplar, 20mA'de farklı garanti edilen minimum ve maksimum ışıma şiddeti seviyelerini temsil eder. K Grubu en yüksek çıkışı sunar, ardından J ve H gelir. Alıcı devrenizin gerektirdiği hassasiyete göre seçim yapın.

S: Bu LED'i doğrudan 5V besleme ile sürebilir miyim?

C: Hayır. İleri gerilim 20mA'de sadece yaklaşık 1.2-1.5V'dur. Doğrudan 5V'a bağlamak aşırı akıma neden olur ve LED'i tahrip eder. Akımı sınırlamak için seri bir direnç kullanmalısınız. Örneğin, 5V besleme ve hedef IF=20mA için, R = (5V - 1.2V) / 0.02A = 190 Ohm (standart 200 Ohm direnç kullanın).

S: Tepe akımı (1A) neden sürekli akımdan (100mA) çok daha yüksek?

C: Bu, termal sınırlamalardan kaynaklanır. Yüksek sürekli akımlarda, yarı iletken eklemde ısı birikir. Darbe modunda (çok kısa darbeler ve düşük görev döngüsü), eklemin aşırı ısınması için zaman olmaz, bu da kısa süreler için çok daha yüksek anlık akımlara izin verir.

S: Mavi paket rengi önemli mi?

C: Mavi plastik, yaydığı 940nm kızılötesi ışığa karşı şeffaf olan bir epoksi reçinedir. Renk, görsel tanımlama içindir ve çıkış dalga boyu üzerinde minimum filtreleme etkisine sahiptir.

11. Pratik Kullanım Örneği

Basit Bir Nesne Algılama Sensörü Tasarlama:IR323/H0-A'yı bir fototransistör ile eşleştirin. LED ve fototransistörü bir yolun karşısına bakacak şekilde yerleştirin. Bir nesne kızılötesi ışını kestiğinde, fototransistörden gelen sinyal düşer. 940nm dalga boyu görünmezdir, bu da ortam görünür ışığından girişimi önler. Yüksek ışıma şiddeti, hizalama ve optiklere bağlı olarak birkaç santimetreden bir metreye kadar olan bir mesafede güvenilir algılama için güçlü bir sinyal sağlar. Düşük ileri gerilim, sensörün LED için basit bir transistör anahtarı ve akım sınırlayıcı direnç ile bir 3.3V mikrodenetleyici kartından beslenmesine olanak tanır.

12. Çalışma Prensibi

Bir Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED), bir yarı iletken p-n eklem diyotudur. İleri bir gerilim uygulandığında, n-bölgesinden elektronlar ve p-bölgesinden delikler eklem bölgesine enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleştiğinde, enerji foton (ışık) şeklinde salınır. Kullanılan spesifik yarı iletken malzeme (Galmiyum Alüminyum Arsenür - GaAlAs) enerji bant aralığını belirler; bu da salınan fotonların dalga boyunu tanımlar - bu durumda yaklaşık 940nm, yani yakın kızılötesi spektrumdadır. Plastik paket, yarı iletken çipi kapsüller ve korurken, aynı zamanda yayılan ışın demetini şekillendirmek için birincil lens görevi görür.

13. Teknoloji Trendleri

Kızılötesi LED teknolojisi gelişmeye devam etmektedir. Genel trendler arasında artan ışıma şiddeti ve güç verimliliği (elektriksel girişin watt'ı başına daha fazla ışık çıkışı) bulunur; bu da daha uzun menzil veya daha düşük güç tüketimi sağlar. Ayrıca, otomatik montaj için delikli tiplere kıyasla yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerinin daha yaygın hale gelmesiyle minyatürleşmeye doğru bir eğilim vardır. Dahası, entegrasyon önemli bir trenddir; LED'ler sürücüler, modülatörler veya hatta sensörlerle birleştirilerek jest algılama veya uçuş süresi (ToF) mesafe ölçümü gibi belirli uygulamalar için tek modüllere dönüştürülmektedir. Temel malzeme bilimi, güvenilirliği, termal performansı ve dalga boyu stabilitesini iyileştirmeye odaklanmaktadır.