SIR234 3mm 红外发光二极管规格书 - 3.0mm直径 - 1.6V正向电压 - 875nm波长 - 150mW功耗 - 中文技术文档

1. 产品概述

SIR234是一款高强度的红外发射二极管，采用3毫米（T-1）蓝色透明塑料封装。它专为需要可靠红外发射的应用而设计，其光谱与硅光探测器、光电晶体管和红外接收模块具有良好的匹配性。该器件具有低正向电压的特点，并采用符合无铅、RoHS和无卤素要求的环保材料制造，同时也符合欧盟REACH法规。

1.1 核心优势

• 高可靠性和长使用寿命。
• 紧凑的外形尺寸，标准2.54毫米引脚间距，便于PCB集成。
• 低正向电压，有助于实现节能运行。
• 与常见的硅基光探测器具有优异的光谱匹配度，可优化信号接收。
• 环保结构（符合无铅、无卤素、RoHS、REACH标准）。

1.2 目标市场与应用

这款红外发光二极管适用于多种光电系统。主要应用包括：遥控器的自由空间传输系统、用于物体检测和计数的光电开关、烟雾探测器、各种基于红外的传感系统，以及集成到软盘驱动器等传统存储设备中。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限条件。在此条件下工作不保证性能。

• 连续正向电流（I_F)）：100 mA
• 峰值正向电流（I_FP)）：1.0 A（脉冲宽度 ≤ 100μs，占空比 ≤ 1%）
• 反向电压（V_R)）：5 V
• 工作温度（T_opr)）：-40°C 至 +85°C
• 储存温度（T_stg)）：-40°C 至 +85°C
• 焊接温度（T_sol)）：260°C（持续时间 ≤ 5 秒）
• 功耗（P_d)）：150 mW（环境温度 ≤ 25°C时）

2.2 光电特性

在环境温度（T_a）为25°C下测量，这些参数定义了器件在正常工作条件下的性能。

• 辐射强度（E_e):
  • 当 I_F= 20mA时：典型值 9.3 mW/sr（最小值 5.6 mW/sr）。
  • 当 I_F= 100mA（脉冲）时：典型值 35 mW/sr。
  • 当 I_F= 1A（脉冲）时：典型值 350 mW/sr。
• 峰值波长（λ_p)）：875 nm（典型值，I_F=20mA时）。
• 光谱带宽（Δλ））：80 nm（典型值，I_F=20mA时）。
• 正向电压（V_F):
  • 当 I_F= 20mA时：1.3V（最小），1.6V（典型）。
  • 当 I_F= 100mA（脉冲）时：1.4V（典型），1.8V（最大）。
  • 当 I_F= 1A（脉冲）时：2.6V（典型），4.0V（最大）。
• 反向电流（I_R)）：在 V_R= 5V时 ≤ 10 μA。
• 视角（2θ_1/2)）：30 度（典型值）。

3. 分档系统说明

SIR234根据其辐射强度提供不同的性能等级或“分档”。这使得设计人员能够选择满足其应用特定输出要求的器件。

测量条件：I_F= 20mA，T_a= 25°C。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电流 vs. 环境温度

降额曲线显示了为防止超过功耗限制，最大允许连续正向电流如何随着环境温度升高超过25°C而降低。

4.2 光谱分布

光谱输出图确认了在875nm处的峰值发射，典型带宽为80nm，确保了与在近红外区域具有峰值灵敏度的硅光探测器的兼容性。

4.3 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

该曲线说明了电流与电压之间的非线性关系。在20mA时典型的低V_F值（1.6V）表明其运行高效，但在高脉冲电流（例如1A）下电压会显著增加。

4.4 相对辐射强度 vs. 角度位移

此图定义了空间发射模式，显示了强度降至其峰值50%时的30度半角。这对于设计光学耦合和对准至关重要。

4.5 波长和强度的温度依赖性

曲线表明，随着结温升高，峰值波长会轻微偏移，辐射强度通常会降低，这对于精密应用中的热管理非常重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

SIR234采用标准的T-1（直径3mm）圆形封装。关键尺寸包括：本体直径3.0mm，典型引脚间距2.54mm（0.1英寸），以及总长度。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.25mm。阴极通常通过封装边缘的平坦处和/或较短的引脚来识别。

6. 焊接与组装指南

• 手工焊接：使用温控烙铁。每个引脚的焊接时间最多不超过3秒，温度不超过350°C。
• 波峰焊/回流焊：根据绝对最大额定值，器件可承受最高260°C的峰值焊接温度，持续时间最长5秒。
• 清洗：使用与蓝色透明塑料环氧树脂兼容的适当溶剂。
• 储存条件：在规定的-40°C至+85°C温度范围内，储存在干燥、防静电的环境中。避免暴露在过度潮湿的环境中。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

器件通常以袋装形式包装：每袋200至1000片。五袋装一盒，十盒装一主箱。

7.2 标签信息

产品标签包含关键标识符：客户部件号（CPN）、制造商部件号（P/N）、包装数量（QTY）、性能等级（CAT）、峰值波长（HUE）和批号（LOT No）。

8. 应用设计建议

8.1 典型应用电路

对于连续工作，需要一个简单的串联限流电阻。电阻值计算公式为：R = (V_supply- V_F) / I_F。对于脉冲工作以实现更高的峰值强度，确保驱动电路能够在规定的宽度和占空比限制（≤100μs，≤1%）内提供必要的电流脉冲。

8.2 设计注意事项

• 电流驱动：切勿超过绝对最大连续或脉冲电流额定值。使用稳定的电流源或经过精确计算的串联电阻以确保可靠运行。
• 散热：虽然封装小巧，但在高电流连续工作或环境温度较高时，应考虑PCB布局技术（散热焊盘、铺铜）以帮助散热并维持性能。
• 光学设计：30度的视角和875nm的波长应与接收传感器（光电二极管、光电晶体管或红外接收IC）的视场和光谱灵敏度相匹配，以获得最佳信噪比。
• 反极性保护：超过5V的反向电压可能损坏LED。如果电源极性可能接反，应加入保护措施。

9. 技术对比与差异化

SIR234通过其标准3mm封装、相对较高的辐射强度（P档最高可达24 mW/sr）和低正向电压的组合实现差异化。与一些较旧或通用的红外LED相比，其对脉冲工作（1A峰值）的保证规格以及明确符合现代环保标准（RoHS、无卤素、REACH）的特点，使其更适合当代设计要求。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 蓝色透明封装的作用是什么？

蓝色塑料充当短波长通滤光片，阻挡来自外部的可见光（这可能在探测器中引起噪声），同时让芯片发出的875nm红外光高效通过。它还提供机械和环境保护。

10.2 我可以直接用5V微控制器引脚驱动这个LED吗？

不可以。微控制器的GPIO引脚通常无法持续提供20mA电流而无风险，更不用说提供100mA或1A的脉冲电流。您必须使用外部驱动电路，例如由MCU引脚控制的晶体管（BJT或MOSFET），来开关LED所需的更高电流。

10.3 如何选择正确的分档（L、M、N、P）？

根据您应用链路预算（距离、探测器灵敏度）所需的辐射强度进行选择。对于较长距离或灵敏度较低的探测器，较高的分档（N或P）更可取。对于短距离应用，较低的分档（L或M）可能就足够且更具成本效益。

10.4 为什么1A脉冲时的正向电压比20mA时高？

这是由于半导体芯片和键合线的内部串联电阻造成的。随着电流增加，该电阻上的压降（V = I * R）显著增加，导致总正向电压更高。

11. 实际应用案例

场景：自动售货机中的物体检测。一个SIR234 LED和一个匹配的光电晶体管被放置在产品滑槽的两侧。LED以20mA连续电流驱动（选择M档以确保输出稳定）。当没有物体时，光电晶体管接收到红外光束并导通。当产品滑过滑槽时，它会中断光束，导致光电晶体管的输出状态改变。该信号被送入机器的控制器以确认产品已售出。30度的光束确保了即使随着时间的推移出现轻微的机械错位，也能实现可靠的检测。

12. 工作原理

红外发光二极管（IR LED）是一种半导体p-n结二极管。当正向偏置（相对于阴极，阳极施加正电压）时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入结区。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在这个由砷化镓铝（GaAlAs）制成的特定器件中，这种能量主要以峰值波长为875纳米的光子形式释放，这种红外光人眼不可见，但可被硅基传感器检测到。

13. 行业趋势

用于传感的红外发射器趋势继续朝着更高效率、更低功耗和更高集成度发展。这包括内置驱动器、用于抗干扰的调制输出以及适用于自动化组装的表面贴装封装（SMD）器件。虽然像3mm T-1这样的通孔元件对于原型制作、维修和某些工业应用仍然至关重要，但新设计越来越倾向于SMD变体，因为它们占用空间更小，更适合大批量制造。对环保合规性（RoHS、无卤素）的强调现已成为整个电子行业的标准要求。