5mm Kızılötesi LED SIR383C Veri Sayfası - 5mm Paket - 1.6V İleri Gerilim - 875nm Dalga Boyu - 150mW Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

SIR383C, yüksek şiddetli bir 5mm Kızılötesi (IR) Işık Yayan Diyottur. Su berraklığında plastik bir paket içinde kalıplanmıştır ve 875 nanometre (nm) tepe dalga boyunda ışık yaymak üzere tasarlanmıştır. Bu cihaz, spektral olarak yaygın silikon fototransistörler, fotodiyotlar ve kızılötesi alıcı modüllerle eşleşir, bu da onu çeşitli IR algılama ve iletim uygulamaları için ideal bir kaynak yapar.

Bu bileşenin temel avantajları yüksek güvenilirlik, yüksek ışıma şiddeti çıkışı ve düşük ileri gerilim gereksinimidir. Kurşunsuz (Pb-Free) malzemeler kullanılarak üretilmiştir ve RoHS, EU REACH ve halojensiz standartları (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm) dahil olmak üzere ilgili çevre düzenlemelerine uygundur. Standart 2.54mm bacak aralığı, standart baskılı devre kartlarına (PCB) kolay entegrasyonu sağlar.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

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 veya altındaki serbest hava sıcaklığında)

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler (T_a= 25°C)

Bunlar, belirtilen test koşulları altındaki tipik performans parametreleridir.

• Işıma Şiddeti (I_e): I_F= 20mA'da tipik olarak 20 mW/sr. Darbe koşullarında (I_F= 100mA, Darbe ≤ 100μs, Görev ≤ %1), 95 mW/sr'ye ulaşabilir ve aynı darbe kısıtlamalarıyla I_F= 1A'da 950 mW/sr'ye kadar çıkabilir.
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 875 nm (I_F= 20mA'da)
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 80 nm (I_F= 20mA'da)
• İleri Gerilim (V_F): 1.3 V (Tipik), 1.6 V (Maksimum) I_F= 20mA'da
• Ters Akım (I_R): 10 μA (Maksimum) V_R= 5V'da
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 20 derece (I_F= 20mA'da)

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, tasarım mühendisleri için gerekli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

3.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu azaltma eğrisi, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın nasıl azaldığını gösterir. Uygun ısı yönetimi için aşırı ısınmayı önlemek ve uzun vadeli güvenilirliği sağlamak amacıyla bu grafiğe başvurulmalıdır.

3.2 Spektral Dağılım

Grafik, 875nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş olarak, dalga boyu spektrumu boyunca bağıl ışıma gücü çıkışını gösterir. 80nm bant genişliği, yayılan dalga boyları aralığını belirtir; bu, alıcı sensörün hassasiyet eğrisiyle eşleştirme için önemlidir.

3.3 Tepe Işıma Dalga Boyu - Ortam Sıcaklığı İlişkisi_pBu eğri, ortam sıcaklığındaki değişikliklerle tepe dalga boyunun (λ

) nasıl kaydığını gösterir. Bu termal kaymayı anlamak, hassas dalga boyu hizalaması gerektiren uygulamalar için kritiktir.

3.4 İleri Akım - İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

I-V eğrisi, devre tasarımı için temeldir; LED üzerinden geçen akım ile üzerindeki gerilim arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Uygun akım sınırlayıcı dirençlerin ve güç kaynağı gereksinimlerinin seçilmesine yardımcı olur.

3.5 Işıma Şiddeti - İleri Akım İlişkisi

Bu grafik, optik çıkışın (ışıma şiddeti) sürücü akımının bir fonksiyonu olarak nasıl değiştiğini gösterir. Daha yüksek akımlarda, termal ve verimlilik etkileri nedeniyle tipik olarak doğrusal altıdır, bu da LED'in optimal aralığında sürülmesinin önemini vurgular.

3.6 Bağıl Işıma Şiddeti - Açısal Yer Değiştirme

Bu kutupsal çizim, LED'in uzamsal yayılım desenini veya görüş açısını tanımlar. 20 derecelik görüş açısı, nispeten odaklanmış bir ışın demetine işaret eder; bu, yönlendirilmiş IR uygulamaları için uygundur.

4. Mekanik ve Paketleme Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

SIR383C, standart bir 5mm yuvarlak LED paketinde bulunur. Ana boyutlar arasında 5.0mm gövde çapı, tipik 2.54mm bacak aralığı ve toplam uzunluk yer alır. Katot tipik olarak LED lensinin kenarındaki düz bir taraf ve/veya daha kısa bir bacak ile belirtilir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar ±0.25mm toleransa sahiptir. Mühendisler, kesin yerleşim ve ayak izi tasarımı için veri sayfasındaki detaylı mekanik çizime başvurmalıdır.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Uygun işleme, cihaz bütünlüğünü ve performansını korumak için çok önemlidir.

• 5.1 Bacak Şekillendirme
• Bükme işlemi, epoksi ampulün tabanından en az 3mm uzakta gerçekleştirilmelidir.
• Bacakları lehimlemeden önce şekillendirin ve pakete stres uygulamaktan kaçının.
• Bacakları oda sıcaklığında kesin, sıcakken değil.

PCB deliklerinin LED bacaklarıyla mükemmel şekilde hizalandığından emin olun; montaj stresini önlemek için.

• 5.2 Depolama
• ≤ 30°C ve ≤ %70 Bağıl Nem (RH) koşullarında depolayın. Bu koşullar altında raf ömrü 3 aydır.
• Daha uzun süreli depolama için (1 yıla kadar), nem alıcılı azot atmosferli kapalı bir kap kullanın.

Yoğuşmayı önlemek için nemli ortamlarda ani sıcaklık değişikliklerinden kaçının.

5.3 Lehimleme

• Lehim noktası ile epoksi ampul arasında en az 3mm mesafe bırakın.El Lehimlemesi
• : İğne ucu sıcaklığı ≤ 300°C (maks. 30W havya için), lehimleme süresi ≤ 3 saniye.Dalga/DIP Lehimleme
• : Ön ısıtma ≤ 100°C (maks. 60 sn), lehim banyosu ≤ 260°C, ≤ 5 saniye.
• Lehimleme sırasında ve hemen sonrasında, cihaz sıcakken bacaklara stres uygulamaktan kaçının.
• DIP/el lehimlemesini birden fazla kez yapmayın.

LED'in yavaşça oda sıcaklığına soğumasına izin verin, soğuma sırasında şok veya titreşimden koruyun.

• 5.4 Temizleme
• Gerekirse, sadece oda sıcaklığında izopropil alkol ile ≤ 1 dakika temizleyin. Havada kurutun.

Ultrasonik temizlikten kaçının. Kesinlikle gerekliyse, hasar oluşmadığından emin olmak için işlem parametrelerini önceden test edin.

5.5 Isı Yönetimi

Isıl yönetim, uygulama tasarım aşamasında dikkate alınmalıdır. Çalışma akımı, aşırı eklem sıcaklığını önlemek için İleri Akım - Ortam Sıcaklığı eğrisine göre azaltılmalıdır; aşırı sıcaklık performansı ve ömrü olumsuz etkileyebilir.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Etiket Özellikleri

Ürün etiketi, Müşteri Parça Numarası (CPN), Ürün Numarası (P/N), Paketleme Miktarı (QTY) ve çeşitli performans sınıfları (şiddet için CAT, dalga boyu için HUE, gerilim için REF) ile birlikte Parti Numarası ve tarih kodlarını içerir.

6.2 Paketleme Miktarı

Standart paketleme, torba başına 500 adettir; her iç kutu 5 torba içerir. Standart bir karton kutu 10 iç kutu içerir, toplam 5000 adet.

7. Uygulama Önerileri

• 7.1 Tipik Uygulama SenaryolarıKızılötesi Uzaktan Kumanda Üniteleri
• : Özellikle darbe çalışması altındaki yüksek ışıma şiddeti, onu uzun menzilli veya yüksek güçlü uzaktan kumandalar için uygun kılar.Duman Dedektörleri
• : Duman partikülleri tarafından bir alıcı üzerine saçılan bir IR ışını kullanan fotoelektrik duman dedektörlerinde kullanılır.Kızılötesi Uygulama Sistemleri

: Veri bağlantıları, yakınlık sensörleri, nesne sayaçları ve endüstriyel otomasyon için genel amaçlı IR iletimi.

• 7.2 Tasarım HususlarıAkım Sürme
• : LED ile seri olarak sabit bir akım kaynağı veya bir akım sınırlayıcı direnç kullanın. I-V ve azaltma eğrilerine başvurun.Daha Yüksek Çıkış için Darbeleme_FP: Çok yüksek anlık şiddet gerektiren uygulamalar için (örn. uzun menzilli iletim), darbe sürücü özelliklerini kullanın (I
• katı görev döngüsü sınırlarıyla 1A'ya kadar).Spektral Eşleştirme
• : Alıcının (fototransistör, fotodiyot veya IR modül) optimum sinyal gücü için yaklaşık 875nm civarında tepe hassasiyetine sahip olduğundan emin olun.Optik Tasarım
• : 20 derecelik görüş açısı, istenen ışın desenini elde etmek için lensler veya yansıtıcılar gerektirebilir.PCB Yerleşimi

: Mekanik boyutları tam olarak takip edin ve lehim-gövde arasındaki 3mm minimum mesafe kuralına uyun.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılıklar

• Genel 5mm IR LED'lere kıyasla, SIR383C dengeli bir özellik kombinasyonu sunar:Yüksek Şiddet
• : 20mA'da tipik 20 mW/sr ışıma şiddeti, standart 5mm paketler için rekabetçidir.Hassas Dalga Boyu
• : 875nm tepe noktası yaygın bir standarttır, alıcılarla geniş uyumluluk sağlar.Sağlam Özellikler
• : Açıkça tanımlanmış darbe çalışma değerleri (1A'ya kadar), yüksek patlama uygulamaları için tasarım esnekliği sağlar.Kapsamlı Uyumluluk
• : RoHS, REACH ve Halojensiz uyumluluğu, küresel pazarlar için tasarımları geleceğe hazırlar.Detaylı Uygulama Notları

: Veri sayfası, işleme, lehimleme ve depolama konusunda kapsamlı rehberlik sağlar; bu, üretim verimi ve ürün güvenilirliği için çok önemlidir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

9.1 Sürekli ve darbe ileri akım değerleri arasındaki fark nedir?

Sürekli İleri Akım (100mA), termal sınırlar dikkate alındığında, LED'in hasar görmeden süresiz olarak kaldırabileceği maksimum DC akımdır. Tepe İleri Akım (1A) ise, çok daha yüksek bir akımdır ve sadece çok kısa darbe süreleri (≤100μs) ve düşük bir görev döngüsü (≤%1) ile kullanılabilir. Bu, LED çipini aşırı ısıtmadan kısa süreli, yüksek şiddetli ışık patlamaları sağlar.

9.2 Katot (negatif bacak) nasıl tanımlanır?

Katot tipik olarak iki özellikle belirtilir: 1) Yuvarlak LED lensinin kenarındaki düz bir taraf, ve 2) Katot bacağı genellikle anot bacağından daha kısadır. Ters polariteden kaçınmak için lehimlemeden önce polariteyi her zaman doğrulayın.

9.3 Bu LED'i doğrudan 3.3V veya 5V bir mikrodenetleyici pininden sürebilir miyim?_{Hayır, doğrudan bağlamamalısınız. LED'in ileri gerilimi yaklaşık 1.3-1.6V'dur. Bir akım sınırlayıcı direnç olmadan daha yüksek bir voltaj kaynağına doğrudan bağlamak, aşırı akım akışına neden olur ve LED'i anında tahrip edebilir. Her zaman seri bir direnç kullanın; R = (V}kaynak_F- V_F.

) / I

formülüyle hesaplanır.

9.4 Depolama koşulu neden 3 ay ile sınırlıdır?

Plastik paket havadan nem emebilir. Lehimleme gibi sonraki yüksek sıcaklıklı işlemler sırasında, hapsolmuş bu nem hızla genişleyerek iç katman ayrılmasına veya çatlamaya ("patlamış mısır etkisi") neden olabilir. 3 aylık sınır, standart fabrika koşullarını varsayar. Daha uzun süreli depolama için, nem emilimini önlemek amacıyla kuru torba (nem alıcılı azot) yöntemi önerilir.

10. Pratik Tasarım ÖrneğiSenaryo: Uzun Menzilli IR Uzaktan Kumanda Vericisi Tasarımı.

Hedef:

1. : Tipik bir oturma odası ortamında 30 metreden fazla menzil elde etmek.Tasarım Adımları_FPSürme Yöntemi Seçimi
2. : Menzili maksimize etmek için yüksek anlık optik güce ihtiyacımız var. Bu nedenle, maksimum derecelendirilmiş I= 1A'da darbe sürücüsü kullanacağız.
3. Darbe Parametreleri: Darbe genişliğini 100μs ve görev döngüsünü %1 olarak ayarlayın (örn. 100μs AÇIK, 9900μs KAPALI). Bu, Mutlak Maksimum Değerler içinde kalmamızı sağlar.
4. Devre Tasarımı: Bir mikrodenetleyici GPIO pini tarafından kontrol edilen basit bir transistör anahtarı (örn. NPN veya N-kanal MOSFET) kullanılabilir. Küçük bir baz/kapı direnci kontrol akımını sınırlar. Transistörün doyum gerilimi dikkate alındığında, tam 1A darbe akımını ayarlamak için güç kaynağı ile LED arasında hala bir seri direnç gerekebilir._FGüç Kaynağı
5. : Besleme voltajı, V(yüksek akımda ≈1.5V) artı transistör ve varsa seri direnç üzerindeki gerilim düşümünü karşılayacak kadar yüksek olmalıdır. Genellikle 5V besleme yeterlidir.
6. Modülasyon: IR darbeleri, hedeflenen alıcıyla uyumlu bir taşıyıcı frekansında (örn. 38kHz) modüle edilmelidir. Bu, 100μs zarfı içinde 1A darbelerini 38kHz hızında açıp kapatarak yapılır._{Termal Hususlar}: Görev döngüsü çok düşük olsa da, ortalama gücün (P_Fort_{= V}* I_{F_ort}) 150mW derecelendirmesi içinde olduğunu doğrulayın. %1 görev döngüsünde 1A darbelerle, I_{F_ort}= 10mA'dır. P

ort

≈ 1.5V * 0.01A = 15mW, bu da limitlerin çok altındadır.

Bu yaklaşım, LED'in darbe yeteneğini kullanarak, sürekli 20mA sürücüye kıyasla önemli ölçüde daha yüksek menzil elde etmemizi sağlar.

11. Prensip Tanıtımı

Bir Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED), elektriksel olarak ileri yönde öngerilim uygulandığında görünmeyen kızılötesi ışık yayan bir yarı iletken p-n eklem diyotudur. Elektronlar, cihaz içindeki deliklerle yeniden birleşerek enerjiyi foton formunda serbest bırakır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (örn. 875nm), kullanılan yarı iletken malzemenin enerji bant aralığı tarafından belirlenir; bu durumda Galyum Alüminyum Arsenür (GaAlAs) kullanılmıştır. Su berraklığındaki epoksi lens, IR ışığını filtrelemez, yüksek iletim verimliliği sağlar. Işıma şiddeti, birim katı açı başına yayılan optik gücün bir ölçüsüdür ve yayılan ışının ne kadar odaklanmış ve güçlü olduğunu gösterir.

• 12. Gelişim TrendleriKızılötesi LED'ler alanı gelişmeye devam etmektedir. Sektörde gözlemlenen genel trendler şunları içerir:
• Artırılmış Verimlilik: Aynı veya daha küçük paket boyutlarından daha yüksek ışıma şiddeti ve duvar prizi verimliliği (optik güç çıkışı / elektriksel güç girişi) elde etmek için yeni yarı iletken malzemeler ve çip yapıları (örn. flip-chip, ince film) geliştirilmesi.
• Küçültme: Daha kompakt elektronik cihazlar, özellikle tüketici elektroniği ve giyilebilir teknolojiler için daha küçük paket ayak izleri (örn. 0402, 0603 SMD) talebi.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik: Daha yüksek lehimleme sıcaklıklarına (kurşunsuz gereksinimlerle uyumlu), daha sert çevresel koşullara ve daha uzun çalışma ömrüne dayanacak şekilde paketleme malzemeleri ve süreçlerinde iyileştirmeler.
• Entegre Çözümler: Birleşik verici-algılayıcı modüllerin ve sürücüler, modülatörler ve mantık içeren uygulamaya özel entegre devrelerin (ASIC) büyümesi; bu da son kullanıcılar için sistem tasarımını basitleştirir.