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IR323/H0-A 5mm 红外发光二极管规格书 - 5mm封装 - 1.2V正向电压 - 940nm波长 - 150mW功耗 - 中文技术文档

IR323/H0-A 5mm红外LED完整技术规格书。特性包括940nm峰值波长、高辐射强度、低正向电压，符合RoHS/REACH标准。包含详细规格、性能曲线和应用指南。
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目录

1. 产品概述

IR323/H0-A是一款采用5.0mm蓝色塑料封装的高强度红外发射二极管。它专为需要在940nm光谱范围内实现可靠红外发射的应用而设计。该器件的光谱特性与常见的硅光敏晶体管、光电二极管及红外接收模块相匹配，使其成为各类光电系统中通用的核心元件。

其主要优势包括高可靠性、优异的辐射强度以及低正向电压，有助于实现节能运行。本产品符合RoHS、欧盟REACH及无卤素等主要环保法规，确保其适用于现代电子制造。

2. 技术规格详解

2.1 绝对最大额定值

为确保器件寿命和可靠性，其设计工作在严格限制范围内。连续正向电流（IF）额定值为100 mA。在特定条件下（脉冲宽度≤100μs，占空比≤1%），允许的峰值正向电流（IFP）为1.0 A。最大反向电压（VR）为5 V。工作温度范围（Topr）为-40°C至+85°C，存储温度范围为-40°C至+100°C。在环境温度≤25°C时，最大功耗（Pd）为150 mW。焊接温度不得超过260°C，持续时间不超过5秒。

2.2 光电特性

所有特性均在环境温度（Ta）为25°C下规定。辐射强度（Ie）是主要性能指标。在正向电流（IF）为20mA时，典型辐射强度为3.5 mW/sr，最小值为2.0 mW/sr。在脉冲条件下（IF=100mA，脉冲宽度≤100μs，占空比≤1%），典型强度可达15 mW/sr。在相同脉冲条件下，峰值电流为1A时，典型强度为150 mW/sr。

峰值发射波长（λp）典型值为940nm，光谱带宽（Δλ）为45nm。正向电压（VF）较低，在20mA时典型值为1.2V，最大值为1.5V。在100mA（脉冲）时，VF典型值为1.3V（最大1.6V）。在1A（脉冲）时，VF典型值升至2.6V（最大4.0V）。在VR=5V时，反向电流（IR）最大为10 μA。视角（2θ1/2）典型值为60度，定义了发射光锥角。

3. 分档系统说明

本产品根据在IF=20mA下测得的辐射强度，提供不同的性能等级（即分档）。这使得设计人员能够精确选择符合其灵敏度要求的元件。

测量不确定度说明：正向电压为±0.1V，发光强度为±10%，主波长为±1.0nm。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电流 vs. 环境温度

降额曲线显示了当环境温度超过25°C时，最大允许正向电流如何降低。此图表对于热管理以及确保LED在所有环境条件下均在其安全工作区（SOA）内运行至关重要。

4.2 光谱分布

光谱输出图证实了以940nm为中心的窄带发射。该波长非常适合与硅基探测器兼容（硅基探测器在近红外区域具有峰值灵敏度），并且与较短的红外波长相比，对人眼更不可见。

4.3 峰值发射波长 vs. 环境温度

此曲线说明了峰值波长随结温变化的微小偏移。对于需要在宽温度范围内实现精确光谱匹配的应用，理解这种偏移非常重要。

4.4 正向电流 vs. 正向电压

IV特性曲线是非线性的，这是二极管的典型特征。它显示了所施加的正向电压与产生的电流之间的关系。无论是使用恒流源还是电阻限压源，此曲线对于设计驱动电路都至关重要。

4.5 辐射强度 vs. 正向电流

此图展示了驱动电流与光输出之间的超线性关系。辐射强度随电流显著增加，尤其是在脉冲大电流区域，突显了该器件在高亮度脉冲应用中的能力。

4.6 相对辐射强度 vs. 角度位移

极坐标图直观地展示了视角，显示了发射强度如何随着与中心轴（0°）夹角的增大而减小。典型的60度视角（强度降至一半处）由此曲线证实，这对于设计光学对准和覆盖范围至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸图

机械图纸规定了LED的物理尺寸。关键尺寸包括总直径5.0mm、引脚间距2.54mm（通孔元件的标准间距）以及从基座到透镜上各点的距离。图纸包含顶视图和侧视图，并标注了关键公差（除非另有说明，通常为±0.25mm）。阳极（正极）引脚通常被标识为较长的引脚。

6. 焊接与组装指南

6.1 引脚成型

引脚应在距离环氧树脂灯珠基座至少3mm处弯曲。成型必须在焊接前且在室温下进行，以避免对封装施加应力或损坏内部键合线。PCB孔必须与LED引脚精确对齐，以防止安装应力。

6.2 存储

LED应存储在30°C或以下、相对湿度70%或以下的环境中。建议的运输后存储寿命为3个月。如需更长时间存储（最长一年），应使用带有氮气气氛和干燥剂的密封容器。打开防潮袋后，元件应在24小时内使用。

6.3 焊接工艺

焊接时，焊点必须距离环氧树脂灯珠至少3mm。推荐条件如下：

提供了推荐的焊接温度曲线图，显示了逐步升温、高于液相线的规定时间以及受控的冷却过程。避免快速热循环。浸焊或手工焊接不应超过一次。在LED发热时，应保护其免受机械冲击。

6.4 清洗

如需清洗，请使用室温下的异丙醇，时间不超过一分钟，然后风干。由于可能损坏内部结构，不建议使用超声波清洗。

7. 包装与订购信息

7.1 标签规格

包装上的标签包含关键信息：客户产品编号（CPN）、产品编号（P/N）、包装数量（QTY）、发光强度等级（CAT）、主波长等级（HUE）、正向电压等级（REF）、批号（LOT No）以及月份代码（X）。

7.2 包装规格

LED采用防静电袋包装。标准包装流程为：每袋200-500片，每内盒5袋，每主（外）箱10个内盒。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

8.2 设计考量

9. 技术对比与差异化

IR323/H0-A通过其标准的5mm通孔封装、精确定义的940nm波长以及高辐射强度的组合实现差异化。与通用红外LED相比，它提供有保证的性能分档、全面的环保合规性（RoHS、REACH、无卤素）以及由典型性能曲线支持的详细可靠的数据表规格。低正向电压对于电池供电应用是一个优势，可降低驱动电路的功耗。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：H、J和K档有什么区别？

答：这些分档代表了在20mA电流下不同的保证最小和最大辐射强度等级。K档输出最高，其次是J档，然后是H档。请根据接收器电路所需的灵敏度进行选择。

问：我可以用5V电源直接驱动这个LED吗？

答：不可以。在20mA时，正向电压仅为约1.2-1.5V。直接连接到5V会导致电流过大，从而损坏LED。必须使用串联电阻来限制电流。例如，使用5V电源，目标IF=20mA，R = (5V - 1.2V) / 0.02A = 190欧姆（可使用标准的200欧姆电阻）。

问：为什么峰值电流（1A）远高于连续电流（100mA）？

答：这是由于热限制。在高连续电流下，热量会在半导体结中积聚。在脉冲模式下（极短脉冲且占空比低），结没有时间过热，从而允许在短时间内通过更高的瞬时电流。

问：蓝色封装颜色有特殊意义吗？

答：蓝色塑料是环氧树脂，对其发射的940nm红外光是透明的。该颜色用于视觉识别，对输出波长的过滤影响极小。

11. 实际应用案例

设计一个简单的物体检测传感器：将IR323/H0-A与一个光敏晶体管配对。将LED和光敏晶体管面对面放置在一个通道两侧。当物体中断红外光束时，来自光敏晶体管的信号会下降。940nm波长不可见，可防止环境可见光的干扰。高辐射强度确保了在几厘米到一米距离内（取决于对准和光学设计）的强信号，以实现可靠检测。低正向电压允许传感器由3.3V微控制器板供电，只需为LED配备一个简单的晶体管开关和限流电阻即可。

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。当施加正向电压时，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，能量以光子（光）的形式释放。所使用的特定半导体材料（砷化镓铝 - GaAlAs）决定了能带隙，进而定义了发射光子的波长——在本例中约为940nm，属于近红外光谱。塑料封装封装并保护半导体芯片，同时作为主透镜来塑造发射光束。

13. 技术趋势

红外LED技术持续发展。总体趋势包括提高辐射强度和功率效率（每瓦电输入产生更多光输出），从而实现更长的距离或更低的功耗。小型化也是一个趋势，表面贴装器件（SMD）封装在自动化组装中比通孔类型更为普及。此外，集成是关键趋势，LED与驱动器、调制器甚至传感器结合到单个模块中，用于特定应用，如手势感应或飞行时间（ToF）测距。基础材料科学的重点在于提高可靠性、热性能和波长稳定性。

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语 单位/表示 通俗解释 为什么重要
光效（Luminous Efficacy） lm/W（流明/瓦） 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux） lm（流明） 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle） °（度），如120° 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 影响光照范围与均匀度。
色温（CCT） K（开尔文），如2700K/6500K 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra） 无单位，0–100 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM） 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength） nm（纳米），如620nm（红） 彩色LED颜色对应的波长值。 决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution） 波长 vs. 强度曲线 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语 符号 通俗解释 设计注意事项
正向电压（Forward Voltage） Vf LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current） If 使LED正常发光的电流值。 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current） Ifp 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage） Vr LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance） Rth（°C/W） 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity） V（HBM），如1000V 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语 关键指标 通俗解释 影响
结温（Junction Temperature） Tj（°C） LED芯片内部的实际工作温度。 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation） L70 / L80（小时） 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance） %（如70%） 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift） Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 使用过程中颜色的变化程度。 影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging） 材料性能下降 因长期高温导致的封装材料劣化。 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语 常见类型 通俗解释 特点与应用
封装类型 EMC、PPA、陶瓷 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构 正装、倒装（Flip Chip） 芯片电极布置方式。 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层 YAG、硅酸盐、氮化物 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计 平面、微透镜、全反射 封装表面的光学结构，控制光线分布。 决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语 分档内容 通俗解释 目的
光通量分档 代码如 2G、2H 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 确保同一批产品亮度一致。
电压分档 代码如 6W、6X 按正向电压范围分组。 便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档 5-step MacAdam椭圆 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档 2700K、3000K等 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语 标准/测试 通俗解释 意义
LM-80 流明维持测试 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21 寿命推演标准 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 提供科学的寿命预测。
IESNA标准 照明工程学会标准 涵盖光学、电气、热学测试方法。 行业公认的测试依据。
RoHS / REACH 环保认证 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC 能效认证 针对照明产品的能效与性能认证。 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。