IR95-21C/TR7 Kızılötesi LED Veri Sayfası - 1.9mm Yuvarlak SMD - 1.2V - 940nm - 130mW - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

IR95-21C/TR7, minyatür bir yüzey montaj cihazı (SMD) kızılötesi yayan diyottur. Şeffaf plastikten kalıplanmış küresel bir üst görünümlü merceğe sahip, kompakt, çift uçlu bir pakette bulunur. Bu cihaz, silikon fotodiyotlar ve fototransistörlerle spektral uyum sağlamak üzere özel olarak tasarlanmış olup, çeşitli kızılötesi algılama uygulamaları için ideal bir kaynaktır.

1.1 Temel Avantajlar ve Hedef Pazar

Bu bileşen, çok küçük bir form faktörü, yüksek güvenilirlik ve düşük ileri voltajla çalışma gibi birçok temel avantaj sunar. Başlıca hedef pazarları, sınırlı bir alanda güvenilir kızılötesi yayılım gerektiren tüketici elektroniği, endüstriyel otomasyon ve güvenlik ekipmanlarını içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

IR95-21C/TR7'nin performansı, belirtilen koşullar altındaki elektriksel, optik ve termal karakteristikleri ile tanımlanır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Sürekli çalışma için tasarlanmamıştır.

• Sürekli İleri Akım (I_F): 65 mA
• Ters Voltaj (V_R): 5 V
• Çalışma Sıcaklığı (T_opr): -25°C ila +85°C
• Depolama Sıcaklığı (T_stg): -40°C ila +85°C
• Güç Dağılımı (P_d): 130 mW (25°C ortam sıcaklığında veya altında)
• Lehimleme Sıcaklığı (T_sol): ≤ 5 saniye için 260°C

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

Bu parametreler, 20 mA'lik standart bir test akımında ölçülür ve cihazın tipik performansını temsil eder.

• Radyant Şiddet (I_e): 3.0 mW/sr (Min), 5.0 mW/sr (Tip)
• Tepe Dalga Boyu (λ_p): 940 nm (Tip)
• Spektral Bant Genişliği (Δλ): 45 nm (Tip)
• İleri Voltaj (V_F): 1.2 V (Tip), 1.5 V (Maks)
• Ters Akım (I_R): V_R=5V'da 10 μA (Maks)
• Görüş Açısı (2θ_1/2): 25° (Tip)

3. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, tasarım mühendisleri için çok önemli olan birkaç karakteristik eğri sağlar.

3.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu eğri, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum ileri akımın düşürülmesini gösterir. Güvenli çalışma alanı içinde kalmak için uygun termal yönetim esastır.

3.2 Spektral Dağılım

Spektral çıkış eğrisi, yaklaşık 45 nm bant genişliği ile tipik 940 nm tepe dalga boyu etrafında merkezlenir. Bu, yaygın silikon fotodedektörlerin tepe hassasiyeti ile iyi bir şekilde eşleşir.

3.3 Bağıl Radyant Şiddet - İleri Akım İlişkisi

Bu grafik, sürücü akımı ile optik çıkış arasındaki doğrusal olmayan ilişkiyi gösterir. Radyant şiddet akımla artar ancak tasarımcılar verimliliği ve ısı üretimini göz önünde bulundurmalıdır.

3.4 İleri Akım - İleri Voltaj İlişkisi

I-V eğrisi, diyodun üstel karakteristiğini gösterir. 20mA'de tipik ileri voltaj 1.2V'dur, bu nispeten düşüktür ve düşük güçlü devre tasarımına yardımcı olur.

3.5 Bağıl Radyant Şiddet - Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Bu kutupsal çizim, LED'in uzamsal yayılım desenini tanımlar. 25°'lik görüş açısı, orta derecede yönlü bir ışın olduğunu gösterir; bu, hedeflenmiş algılama uygulamaları için kullanışlıdır.

4. Mekanik ve Paket Bilgileri

4.1 Paket Boyutları

IR95-21C/TR7, yüzey montajı için "martı kanadı" bacaklara sahip 1.9mm yuvarlak gövdeye sahiptir. Ana boyutlar gövde çapı, toplam yükseklik ve bacak aralığını içerir. Aksi belirtilmedikçe tüm kritik boyutların toleransı ±0.1mm'dir. Martı kanadı bacak tasarımı, lehimleme süreci sırasında ve sonrasında iyi bir mekanik stabilite sağlar.

4.2 Polarite Tanımlama

Katot tipik olarak, paket üzerinde bir çentik, düz kenar veya daha kısa bir bacak gibi görsel bir işaretle belirtilir. Bu bileşende kullanılan spesifik tanımlama yöntemi için detaylı paket çizimine başvurun.

5. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

SMD bileşenlerinde güvenilirliği sağlamak için uygun kullanım kritiktir.

5.1 Depolama ve Nem Hassasiyeti

Bu cihaz neme karşı hassastır. Açılmadan önce orijinal nem geçirmez torbasında ≤ 30°C ve ≤ %90 RH'de depolanmalıdır. Açıldıktan sonra ≤ 30°C ve ≤ %60 RH'de depolanmalı ve 168 saat (7 gün) içinde kullanılmalıdır. Bu koşullar aşılırsa, kullanımdan önce 60 ± 5°C'de 24 saatlik bir kurutma işlemi gereklidir.

5.2 Reflow Lehimleme Profili

Veri sayfası, kurşunsuz bir lehimleme sıcaklık profilini belirtir. Reflow lehimleme iki kereden fazla yapılmamalıdır. Isıtma sırasında LED gövdesine mekanik stres uygulanmamalı ve lehimlemeden sonra PCB eğrilmemelidir.

5.3 El Lehimleme ve Tamirat

El lehimlemesi gerekliyse, uç sıcaklığı<350°C ve kapasitesi ≤ 25W olan bir lehim havya kullanılmalıdır. Her bacak için temas süresi ≤ 3 saniye olmalıdır. Tamirat kesinlikle tavsiye edilmez. Kaçınılmazsa, epoksi gövde üzerindeki termal stresi önlemek için her iki bacağı aynı anda ısıtmak üzere özel bir çift uçlu lehim havya kullanılmalıdır.

6. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

6.1 Taşıyıcı Şerit

Bileşenler, otomatik montaj için kabartmalı taşıyıcı şerit üzerinde tedarik edilir. Standart yüklü miktar makara başına 1000 adettir. Besleyici uyumluluğu için detaylı şerit ve makara boyutları sağlanmıştır.

6.2 Etiket Spesifikasyonu

Makara etiketi, Parça Numarası (P/N), Müşteri Üretim Numarası (CPN), miktar (QTY), sınıf (CAT), tepe dalga boyu (HUE), referans (REF) ve parti numarası (LOT No.) gibi temel bilgileri içerir.

7. Uygulama Önerileri

7.1 Tipik Uygulama Devreleri

Birincil uygulama, bir silikon fotodedektör ile eşleştirilmiş bir kızılötesi kaynak olarak kullanımdır. LED ile seri olarak mutlaka bir akım sınırlama direnci kullanılmalıdır. Direnç değeri (R) şu formül kullanılarak hesaplanır: R = (V_besleme- V_F) / I_F. V_Fdüşük (~1.2V) olduğundan, besleme voltajındaki küçük artışlar bile büyük akım dalgalanmalarına neden olabilir; bu da kritik uygulamalar için hassas direnç hesaplamasını veya sabit akım sürücüsü kullanımını gerektirir.

7.2 Tasarım Hususları

• Optik Hizalama: 25°'lik görüş açısı, optimum sinyal gücü için alıcı sensörle dikkatli bir mekanik hizalama gerektirir.
• Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, PCB düzeni, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışıyorsa, yakında ısı üreten bileşenlerin yerleştirilmesinden kaçınmalıdır.
• Elektriksel Gürültü: Hassas analog algılama devrelerinde, darbe LED sürücü akımının gürültüye neden olmasını önlemek için ekranlama veya filtreleme düşünülmelidir.

8. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

IR95-21C/TR7, çok kompakt 1.9mm yuvarlak paketi, sağlam lehimleme için martı kanadı bacakları ve silikon dedektörlere tam olarak uyarlanmış spektral çıkışının kombinasyonu ile kendini farklılaştırır. Daha büyük delikli IR LED'lere kıyasla önemli ölçüde kart alanı tasarrufu sağlar. Diğer SMD paketlerine kıyasla, küresel mercek ve spesifik görüş açısı, belirli bariyer veya yakınlık sensörü tasarımları için daha iyi optik bağlaşım sunabilir.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 65mA ileri akımı aşarsam ne olur?

İleri akım için Mutlak Maksimum Değerlerin aşılması, yarı iletken bağlantının aşırı ısınması nedeniyle ani ve felaket bir arızaya veya cihazın uzun vadeli güvenilirliğinin ve ışık çıkışının önemli ölçüde azalmasına neden olabilir.

9.2 Bunu sürekli çalışma için kullanabilir miyim?

Evet, ancak çalışma noktasının (I_F, T_a) maksimum güç dağılım eğrisi tarafından tanımlanan güvenli çalışma alanı içinde olduğundan emin olmalısınız. 25°C'de maksimum sürekli güç 130mW'dır. Daha yüksek ortam sıcaklıklarında, izin verilen maksimum akım düşürülmelidir.

9.3 Açıldıktan sonraki depolama ve kullanım süresi neden bu kadar kritik?

Epoksi paketleme malzemesi havadan nem emebilir. Yüksek sıcaklıklı reflow lehimleme işlemi sırasında, hapsolmuş bu nem hızla buharlaşarak iç katman ayrılmasına, çatlamaya veya "patlamış mısır" etkisine neden olabilir ve bu da bileşeni tahrip eder. Belirtilen depolama koşulları ve raf ömrü bu riski kontrol eder.

10. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Bir Yazıcıda Kompakt Kağıt Varlık Sensörü Tasarımı.IR95-21C/TR7 mükemmel bir seçimdir. Küçük boyutu, sıkı mekanik montajlara sığmasını sağlar. Tasarımcı, birkaç milimetre uzağa yerleştirilmiş bir fototransistör ile eşleştirerek bir iletim tipi sensör oluşturur. Bir mikrodenetleyici, LED'i 20mA akımla (uygun bir seri direnç kullanarak) darbeleyerek fototransistörün çıkışını okur. 940nm dalga boyu görünmezdir ve kullanıcı deneyimini etkilemez. Martı kanadı bacaklar, yazıcı mekanizması içindeki titreşime dayanıklı güçlü bir lehim bağlantısı sağlar. Yüksek üretim verimi için reflow profiline ve nem işleme prosedürlerine sıkı sıkıya bağlı kalmak esastır.

11. Çalışma Prensibi

Bir Kızılötesi Işık Yayan Diyot (IR LED), bir yarı iletken p-n bağlantı diyodudur. İleri yönde polarma uygulandığında, n-bölgesinden gelen elektronlar, aktif bölgede p-bölgesinden gelen deliklerle yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, enerjiyi fotonlar şeklinde serbest bırakır. Kullanılan spesifik malzeme (bu durumda Galyum Alüminyum Arsenür - GaAlAs), bant aralığı enerjisini belirler ve bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu, burada 940nm civarındaki kızılötesi spektrumda tanımlar.

12. Sektör Trendleri

Optoelektronikteki trend, küçülme, daha yüksek verimlilik ve entegrasyon yönünde devam etmektedir. Bunun gibi SMD paketleri, otomatik montajda büyük ölçüde delikli bileşenlerin yerini almıştır. Gelecekteki gelişmeler, daha da küçük çip ölçekli paketleri (CSP), paket içinde entegre sürücü devrelerini ve veri iletişim uygulamaları için daha yüksek hızda modülasyon için tasarlanmış bileşenleri içerebilir. Ayrıca, güvenilirliği artırmaya ve nem hassasiyet seviyelerini düşürmek gibi montaj süreçlerini basitleştirmeye sürekli bir odaklanma vardır.