IR928-6C-F Yan Bakışlı Kızılötesi LED Veri Sayfası - 2.54mm Bacak Aralığı - 940nm Dalga Boyu - 50mA Akım - 75mW Güç - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

IR928-6C-F, yüksek şiddetli, yandan ışık yayan bir kızılötesi ışık yayan diyottur (LED). Kompakt, yandan ışıma kaynağı gerektiren uygulamalar için tasarlanmıştır. Cihaz, GaAs çipinden gelen kızılötesi ışımanın bileşenin yanından yayılmasına izin veren şeffaf plastik bir paket içinde kalıplanmıştır. Bu paket stili, üstten ışıma yapan bir LED'in uygun olmadığı, alanın kısıtlı olduğu tasarımlarda özellikle kullanışlıdır.

Bu cihazın temel avantajları arasında yüksek ışıma şiddeti, düşük ileri voltaj ve yüksek güvenilirlik bulunur. Kurşunsuz (Pb-free) olarak üretilmiştir ve RoHS, EU REACH ve halojensiz madde kısıtlamalarına (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) uygundur. Standart 2.54mm bacak aralığı, yaygın delikli PCB düzenleriyle uyumlu olmasını sağlar.

2. Teknik Özellikler Derinlemesine İnceleme

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Kalıcı hasarı önlemek için cihaz bu limitlerin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Sürekli ileri akım (IF) değeri 50 mA'dir. Uygulanabilecek maksimum ters voltaj (VR) 5 V'dur. Cihaz -25°C ila +85°C arasındaki bir ortam sıcaklığı (Topr) aralığında çalışabilir ve -40°C ila +85°C arasında depolanabilir (Tstg). Maksimum lehimleme sıcaklığı (Tsol) 5 saniyeden az süreyle 260°C'dir. 25°C veya altındaki serbest hava sıcaklığında maksimum güç dağılımı (Pd) 75 mW'dır.

2.2 Elektro-Optik Karakteristikler

Bu parametreler Ta=25°C standart test koşulunda belirtilmiştir. Tepe ışıma dalga boyu (λp) tipik olarak 940nm'dir ve 50nm'lik spektral bant genişliği (Δλ) ile yakın kızılötesi spektrumundaki uygulamalar için uygundur. İleri voltaj (VF), 20mA ileri akımda tipik olarak 1.25V, maksimum 1.60V'dır, bu da iyi bir elektriksel verimlilik gösterir. Ters akım (IR), tam 5V ters öngerilimde maksimum 10 µA'dır. Görüş açısı (2θ1/2) 20 derecedir ve paketin yanından yayılan nispeten dar bir kızılötesi ışık hüzmesini tanımlar.

Kritik bir parametre, ışık akımıdır (IC(ON)). Bu, belirli koşullar altında (IF=4mA, VCE=3.5V) bir test fototransistöründe üretilen fotoakımdır. Bu parametre, LED'leri farklı şiddet sınıflarına ayırmak için kullanılır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

IR928-6C-F, IC(ON) olarak ölçülen ışıma şiddetine göre farklı sınıflara ayrılır. Bu, son uygulamalarda performans tutarlılığını sağlar. Sınıflandırma tablosu, her sınıf kodu için minimum ve maksimum değerleri sağlar. Örneğin, 5-2 sınıfı 1053 ila 1870 µA aralığında bir IC(ON) değerine sahipken, 7-2 sınıfı 306 ila 441 µA aralığındadır. Bu sınıf tablosunun yalnızca referans amaçlı olduğunu ve sipariş sırasında belirtilmediği sürece belirli sınıf sevkiyatlarının garanti edilmediğini not etmek önemlidir. Tasarımcılar, seçilen sınıf içindeki çıkıştaki olası değişimi hesaba katmalıdır.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, devre tasarımı ve ısı yönetimi için temel olan birkaç tipik karakteristik eğri içerir.

4.1 İleri Akım - Ortam Sıcaklığı İlişkisi

Bu düşürme eğrisi, ortam sıcaklığı 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen maksimum sürekli ileri akımın nasıl azaldığını gösterir. Bu, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak ve termal kaçak oluşumunu önlemek için çok önemlidir.

4.2 Spektral Dağılım

Bu grafik, 940nm tepe noktası etrafında merkezlenmiş olarak, dalga boyunun bir fonksiyonu olarak bağıl ışıma şiddetini gösterir. 50nm bant genişliği görülebilir ve yayılan dalga boylarının yayılımını gösterir.

4.3 İleri Akım - İleri Voltaj İlişkisi

IV eğrisi, LED'den geçen akım ile üzerindeki voltaj arasındaki ilişkiyi gösterir. Bu, bir diyot için tipik olan doğrusal olmayan bir ilişkidir. Bu eğri, akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir.

4.4 Bağıl Işıma Şiddeti - Açısal Yer Değiştirme İlişkisi

Bu kutupsal çizim, 20 derecelik görüş açısını görsel olarak temsil eder ve paketin yanına dik merkez eksenden uzaklaştıkça yayılan kızılötesi ışığın şiddetinin nasıl düştüğünü gösterir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

Paket, yandan görüşlü, delikli bir tasarımdır. Anot ve katot, paket çiziminde açıkça belirtilmiştir. Aksi belirtilmedikçe tüm birimleri milimetre cinsinden ve standart toleransları ±0.3mm olan detaylı ölçülü bir çizim sağlanmıştır. Bacaklar standart 2.54mm (0.1 inç) aralığa sahiptir. Çizim, epoksi ampul ile herhangi bir bacak bükme veya lehimleme noktası arasındaki önerilen minimum mesafe (3mm) gibi kritik mesafeleri belirtir; bu, paket üzerindeki mekanik ve termal stresi önlemek içindir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Bacak Şekillendirme

Bacaklar lehimlemeden önce şekillendirilmelidir. Bükme işlemi, epoksi reçine ampulünün tabanından en az 3mm uzakta gerçekleşmelidir. Bükme sırasında kurşun çerçeve sıkıca tutulmalıdır; aksi takdirde epoksiye stres uygulanabilir, bu da LED'i çatlatabilir veya iç tel bağlantılarını hasara uğratabilir. Bacak kesme işlemi oda sıcaklığında yapılmalıdır.

6.2 Lehimleme İşlemi

Hem el lehimleme hem de daldırma/dalga lehimleme parametreleri belirtilmiştir. El lehimleme için maksimum 300°C uç sıcaklığında (maksimum 30W) ve maksimum 3 saniye lehimleme süresi önerilir. Dalga lehimleme için maksimum 100°C'de maksimum 60 saniye ön ısıtma, ardından maksimum 260°C'de maksimum 5 saniye lehim banyosu belirtilmiştir. Tüm durumlarda, lehim bağlantısı epoksi ampulden en az 3mm uzakta olmalıdır. Dalga lehimleme için önerilen sıcaklık-zaman ilişkisini gösteren bir lehimleme profili diyagramı sağlanmıştır. Lehimleme birden fazla kez yapılmamalıdır. Lehimlemeden sonra, LED oda sıcaklığına soğuyana kadar mekanik darbelerden korunmalıdır.

6.3 Depolama Koşulları

Sevkiyattan sonra, LED'ler 3 aya kadar 10-30°C sıcaklıkta ve ≤%70 bağıl nemde (RH) depolanmalıdır. Daha uzun süreli depolama için (bir yıla kadar), 10-25°C sıcaklıkta ve %20-60 RH'de nitrojen atmosferli kapalı bir kapta saklanmalıdır. Orijinal paket açıldıktan sonra, cihazlar 24 saat içinde veya mümkün olan en kısa sürede kullanılmalı ve 10-25°C ve %20-60 RH'de depolanmalıdır. Yoğuşmayı önlemek için yüksek nemde ani sıcaklık değişimlerinden kaçınılmalıdır.

6.4 Temizleme ve ESD

Ultrasonik temizleme, pakete zarar verebileceğinden önerilmez. Cihaz elektrostatik deşarja (ESD) karşı hassastır. İşleme sırasında topraklanmış çalışma istasyonları ve bileklik kullanmak gibi uygun ESD önlemleri şiddetle tavsiye edilir.

6.5 Isı Yönetimi

Uygun termal tasarım esastır. Ortam sıcaklığı 25°C'yi aştığında, çalışma akımı düşürme eğrisine göre azaltılmalıdır. Performansı ve güvenilirliği korumak için son uygulamada LED çevresindeki sıcaklık kontrol edilmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

Standart paketleme miktarı torba başına 1000 adet, kutu başına 8 torba ve koli başına 10 kutudur; bu da koli başına toplam 80.000 adet anlamına gelir. Paketleme üzerine basılan bilgileri detaylandıran bir etiket spesifikasyonu sağlanmıştır; bu bilgiler Müşteri Parça Numarası (CPN), Parça Numarası (P/N), Miktar (QTY), Sınıf (CAT), Referans (REF) ve Lot Numarası (LOT No.) alanlarını içerir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

IR928-6C-F, kompakt, yandan ışıma yapan bir kızılötesi kaynak gerektiren uygulamalar için idealdir. Yaygın kullanımları arasında, yan ışımanın bir yüzeyden sensöre yansıdığı optik bilgisayar fareleri bulunur. Ayrıca optoelektronik anahtarlarda, nesne algılama sistemlerinde, yakınlık sensörlerinde ve belirli dalga boyu ve form faktörünün avantajlı olduğu çeşitli kızılötesi uzaktan kumanda veya veri iletim sistemlerinde kullanılır.

8.2 Tasarım Hususları

Bu LED ile tasarım yaparken aşağıdakileri göz önünde bulundurun: PCB delik hizasının LED bacaklarıyla mükemmel şekilde eşleştiğinden emin olun; bu, mekanik stresi önler. İleri voltaj ve istenen çalışma akımına (maksimum 50mA sınırı içinde kalarak) dayanarak uygun akım sınırlayıcı dirençler uygulayın. Beklenen maksimum ortam sıcaklığı için güvenli bir çalışma akımı seçmek üzere düşürme eğrisini kullanın. LED'i, yan ışıma yüzeyinin hedefe veya sensöre doğru doğru şekilde yönlendirileceği şekilde konumlandırın. Alıcı devrenin (örneğin, fototransistör veya fotodiyot) hassasiyetinde sınıflandırma sistemi tarafından tanımlanan şiddet değişimini hesaba katın.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

IR928-6C-F'nin temel farklılaşması, standart kızılötesi LED'ler arasında yaygın olmayan yan bakışlı paket geometrisinde yatar. Üstten ışıma yapan LED'lerle karşılaştırıldığında, ışımanın yatay olarak yönlendirilmesi gerektiğinde daha düşük profilli bir kurulum sağlar. 940nm dalga boyu, bu aralıkta yüksek hassasiyete sahip silikon tabanlı fotodedektörlerle iyi uyumluluk sunan yaygın bir endüstri standardıdır. Nispeten yüksek ışıma şiddeti (sınıfları tarafından tanımlandığı gibi) ve dar 20 derecelik görüş açısının kombinasyonu, daha geniş görüş açılı LED'lere kıyasla daha yönlendirilmiş bir hüzme sağlar; bu da hizalanmış sistemlerde sinyal gücünü potansiyel olarak artırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: IC(ON) parametresinin ve sınıflandırma sisteminin amacı nedir?

C: IC(ON), standartlaştırılmış test koşulları altında LED'in ışıma çıkışının bir ölçüsüdür. Sınıflandırma sistemi, benzer çıkış seviyelerine sahip LED'leri gruplandırır. Bu, tasarımcıların uygulamaları için bir tutarlılık seviyesi seçmelerine olanak tanır; kritik uygulamalar için, bir üretim serisindeki tüm birimlerde tekdüze performansı sağlamak amacıyla daha dar bir sınıf (örneğin, 6-1) belirtilebilir.

S: Bacak bükme ve lehimleme için 3mm mesafe neden bu kadar önemli?

C: Epoksi reçine ampulü ve çipten bacaklara olan iç bağlantılar (tel bağlantıları) ısıya ve mekanik strese karşı hassastır. Ampule çok yakın ısı veya kuvvet uygulamak, epoksiyi eritebilir, çatlatabilir veya narin tel bağlantılarını kırabilir; bu da LED'in anında veya gizli arızasına yol açabilir.

S: Bu LED'i sabit voltaj kaynağı ile sürebilir miyim?

C: Önerilmez. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri voltajları bir toleransa sahiptir ve sıcaklıkla değişir. Sabit voltaj ile sürmek, akımda kontrolsüz büyük değişimlere yol açabilir; bu da maksimum değeri aşabilir ve LED'i tahrip edebilir. Akımı ayarlamak için her zaman sabit akım sürücüsü veya voltaj kaynağı ile basit bir seri direnç kullanın.

S: "Kurşunsuz" ve "Halojensiz" ifadeleri benim uygulamam için ne anlama geliyor?

C: Bunlar çevresel ve düzenleyici uyumluluk beyanlarıdır. Kurşunsuz, cihazın RoHS gibi düzenlemelere uygun olarak kurşun içermediği anlamına gelir. Halojensiz, bazı çevre düzenlemelerinde ve halojen yan ürünlerinin sorun teşkil edebileceği belirli yüksek güvenilirlik veya yüksek sıcaklık uygulamaları için endişe kaynağı olan brom (Br) ve klor (Cl) seviyelerinin çok düşük olduğu anlamına gelir.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örneği

Örnek: Nesne Algılama Sensörü

Basit bir ışın kesme sensöründe, bir IR928-6C-F, karşısına yerleştirilmiş bir fototransistör ile eşleştirilebilir. LED, örneğin 20mA'lik sabit bir akımla sürülür. Bir nesne LED ile fototransistör arasından geçtiğinde, 940nm kızılötesi hüzmesini keser. Fototransistörün çıkışı değişir; bu, bir karşılaştırıcı veya mikrodenetleyici tarafından algılanarak bir eylemi tetikleyebilir. Yan ışıma yapan paket, hem LED'in hem de sensörün aynı PCB üzerine düz bir şekilde monte edilmesine, aktif yüzeylerinin bir boşluk üzerinden birbirine bakacak şekilde yerleştirilmesine olanak tanır; bu da çok kompakt bir sensör montajı oluşturur. 20 derecelik görüş açısı, ışığın alıcıya doğru yoğunlaşmasına yardımcı olarak sinyal-gürültü oranını iyileştirir. Tasarımcı, istenen algılama mesafesi üzerinden fototransistöre yeterli sinyal gücünün ulaşmasını sağlamak için uygun bir IC(ON) sınıfı seçmelidir.

12. Çalışma Prensibi

Bir kızılötesi LED, bir yarı iletken p-n eklem diyotudur. Eşik değerini aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken malzemenin (bu durumda Galyum Arsenür, GaAs) aktif bölgesinde yeniden birleşir. Bu yeniden birleşim süreci, enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. 940nm'lik spesifik dalga boyu, GaAs malzemesinin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Şeffaf epoksi paket, bir mercek görevi görerek yayılan ışığı bileşenin yanından belirtilen 20 derecelik görüş açısına şekillendirir. "Yan bakışlı" tasarım, yarı iletken çipin paket içinde dikey olarak, ışık yayan yüzeyinin yan duvara bakacak şekilde monte edilmesiyle elde edilir.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Yan ışıma yapan tipler de dahil olmak üzere kızılötesi LED'lerdeki trend, daha yüksek verimlilik (elektriksel watt başına daha fazla ışıma çıkışı) yönündedir; bu da güç tüketimini ve ısı üretimini azaltır. Özellikle otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için artan güvenilirlik ve uzun ömürlülük hedefi de vardır. IR928-6C-F gibi delikli paketler prototipleme, hobi kullanımı ve manuel montaj veya daha yüksek mekanik dayanım gerektiren uygulamalar için popüler kalmaya devam etse de, küçültme devam etmektedir. Yan ışıma yapan IR LED'lerin yüzey montajlı (SMD) versiyonları, otomatik yüksek hacimli üretim için daha yaygın hale gelmektedir. 940nm dalga boyu, silikon dedektörlerle iyi eşleşmesi ve görünür veya 850nm IR ışığa kıyasla nispeten görünmez olması nedeniyle (hafif kırmızı bir parıltıya sahip olabilir) bir endüstri standardı olarak kalmaktadır.