目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与优势
- 1.2 目标应用
- 2. 技术规格与客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 2.3 热学考量
- 3. 分档系统说明
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电流 vs. 环境温度
- 4.2 光谱分布
- 3.3 峰值发射波长 vs. 环境温度
- 4.4 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）
- 4.5 辐射强度 vs. 正向电流
- 4.6 相对辐射强度 vs. 角位移
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型
- 6.2 焊接参数
- 6.3 清洗
- 6.4 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 标签规格
- 7.2 包装数量
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用电路
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（FAQ）
- 10.1 连续正向电流额定值与脉冲正向电流额定值有何区别？
- 10.2 如何选择正确的限流电阻？
- 10.3 我可以将此LED用于数据传输吗？
- 10.4 为什么存储条件很重要？
- 11. 实际设计与使用案例
- 11.1 案例研究：远距离红外遥控器
- 12. 原理介绍
- 13. 发展趋势
1. 产品概述
SIR333-A是一款高强度的5mm红外（IR）发光二极管。它采用蓝色塑料封装，专为需要可靠红外发射的应用而设计。该器件的频谱输出与常见的光电晶体管、光电二极管和红外接收模块相匹配，适用于各种传感和传输系统。
1.1 核心特性与优势
- 高可靠性：专为长期稳定性能而设计。
- 高辐射强度：提供强大的红外输出，确保信号有效传输。
- 特定波长：峰值发射波长（λp）为875nm。
- 标准引脚间距：2.54mm引脚间距，便于PCB安装。
- 低正向电压：有助于实现节能运行。
- 环保合规：产品为无铅设计，符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准（Br < 900ppm，Cl < 900ppm，Br+Cl < 1500ppm）。
1.2 目标应用
- 自由空间传输系统。
- 高功率要求的红外遥控装置。
- 烟雾探测器。
- 通用红外应用系统。
2. 技术规格与客观解读
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损坏的极限。不保证在此极限或超出此极限下工作。
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 连续正向电流 | IF | 100 | mA | |
| 峰值正向电流 | IFP | 1.0 | A | 脉冲宽度 ≤100μs，占空比 ≤1% |
| 反向电压 | VR | 5 | V | |
| 工作温度 | Topr | -40 至 +85 | °C | |
| 存储温度 | Tstg | -40 至 +100 | °C | |
| 焊接温度 | Tsol | 260 | °C | 时间 ≤5 秒 |
| 功耗（Ta=25°C） | Pd | 150 | mW |
2.2 光电特性
这些是在环境温度（Ta）为25°C时测得的典型性能参数。
| 参数 | 符号 | Min. | Typ. | Max. | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 辐射强度 | 该图表绘制了相对辐射强度与波长的关系。它确认了典型的875nm峰值波长和大约80nm的光谱带宽（半高全宽）。这种窄带宽有利于最小化环境光的干扰，并与接收器中的光学滤波器匹配。 | 7.8 | 20 | --- | mW/sr | IF=20mA |
| 辐射强度 | Ie | --- | 90 | --- | mW/sr | IF=100mA（脉冲） |
| 峰值波长 | λp | --- | 875 | --- | nm | IF=20mA |
| 光谱带宽 | Δλ | --- | 80 | --- | nm | IF=20mA |
| 正向电压 | VF | --- | 1.3 | 1.65 | V | IF=20mA |
| 正向电压 | VF | --- | 1.4 | 1.8 | V | IF=100mA（脉冲） |
| 反向电流 | IR | --- | --- | 10 | μA | VR=5V |
| 视角（半角） | 2θ1/2 | --- | 20 | --- | 度 | IF=20mA |
测量公差：正向电压：±0.1V，辐射强度：±10%，峰值波长：±1.0nm。
2.3 热学考量
器件性能与温度相关。150mW的最大功耗是在25°C或更低的环境温度下规定的。随着环境温度升高，允许的功耗会降低，在热设计中必须考虑这一点，以确保可靠性并防止过热。
3. 分档系统说明
SIR333-A根据其在正向电流（IF）为20mA时测得的辐射强度，提供不同的性能等级或“分档”。这使得设计人员能够选择精确匹配其应用灵敏度要求的组件。
| 分档编号 | M | N | P | Q | R |
|---|---|---|---|---|---|
| 最小强度（mW/sr） | 7.8 | 11 | 15 | 21 | 30 |
| 最大强度（mW/sr） | 12.5 | 17.6 | 24 | 34 | 48 |
所提供数据中未单独指明正向电压或峰值波长的分档；使用的是典型值。
4. 性能曲线分析
4.1 正向电流 vs. 环境温度
该曲线显示了当环境温度超过25°C时，最大允许连续正向电流的降额情况。设计人员必须参考此图，以避免在高温环境中超出安全工作极限。
4.2 光谱分布
The graph plots relative radiant intensity against wavelength. It confirms the typical peak wavelength of 875nm and the spectral bandwidth of approximately 80nm (Full Width at Half Maximum). This narrow bandwidth is beneficial for minimizing interference from ambient light and matching optical filters in receivers.
3.3 峰值发射波长 vs. 环境温度
此特性显示了峰值波长如何随温度漂移。对于接收器调谐到特定波长的应用，理解这种漂移至关重要，因为系统性能可能会在整个工作温度范围内发生变化。
4.4 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）
IV曲线是电路设计的基础。它显示了电流与电压之间的非线性关系。在20mA时，典型正向电压为1.3V，但它会随电流增加而变化，并且在不同器件之间可能存在差异。限流电阻或恒流驱动器是必不可少的。
4.5 辐射强度 vs. 正向电流
此图表明辐射输出随正向电流增加而增加，但并非线性关系。它突显了在最大脉冲电流（100mA）下驱动LED相比标准20mA时，输出增益显著，这对于需要更长距离或更高信号强度的应用非常有用。
4.6 相对辐射强度 vs. 角位移
此极坐标图说明了视角或发射模式。典型半角为20度，意味着在偏离中心±20度时，强度下降到其轴向值的50%。这定义了LED的光束宽度，对于将其与接收器或传感器对准至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该器件采用标准的5mm圆形LED封装。关键尺寸包括总直径（5.0mm）、引脚间距（2.54mm）和引脚直径。规格书中提供了详细的尺寸图，用于精确的PCB焊盘设计。所有未注公差为±0.25mm。
5.2 极性识别
LED封装边缘有一个平面，通常表示阴极（负极）引脚。较长的引脚通常是阳极（正极）。安装时必须注意正确的极性。
6. 焊接与组装指南
6.1 引脚成型
- 在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处弯曲引脚。
- 进行引脚成型之前 soldering.
- 避免在弯曲过程中对封装施加应力。
- 在室温下剪切引脚。
- 确保PCB孔与LED引脚完美对齐，以避免安装应力。
6.2 焊接参数
手工焊接：烙铁头温度：最高300°C（最大30W）。焊接时间：最长3秒。保持焊点到环氧树脂灯珠的最小距离为3mm。
波峰/浸焊：预热温度：最高100°C（最长60秒）。焊锡槽温度：最高260°C，时间：最长5秒。焊点到灯珠距离：最小3mm。
通用规则：避免在高温下对引脚施加应力。不要多次焊接。冷却时保护LED免受冲击。避免快速冷却过程。
6.3 清洗
如有必要，仅在室温下使用异丙醇清洗，时间不超过一分钟。请勿使用超声波清洗，因为它可能损坏内部结构。如果超声波清洗不可避免，则需对功率和组装条件格外小心。
6.4 存储条件
存储在30°C或以下，相对湿度70%或以下。建议运输后的存储寿命为3个月。如需更长时间存储（最长一年），请使用带有氮气气氛和吸湿材料的密封容器。避免在潮湿环境中快速温度变化，以防止冷凝。
7. 包装与订购信息
7.1 标签规格
产品标签包含多个代码：CPN（客户产品编号）、P/N（产品编号）、QTY（包装数量）、CAT（发光强度等级/分档）、HUE（主波长等级）、REF（正向电压等级）、LOT No.（批号）和日期代码（月份）。
7.2 包装数量
- 每袋200至500片。
- 每内盒5袋。
- 每主（外）箱10个内盒。
8. 应用建议
8.1 典型应用电路
对于基本操作，应使用串联限流电阻驱动LED。电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF，其中VF是规格书中的正向电压（为安全起见使用最大值），IF是所需的正向电流（例如20mA）。对于需要更长距离的脉冲操作（例如遥控器），可以使用由微控制器驱动的晶体管开关来提供高峰值电流（在指定占空比下最高可达1A）。
8.2 设计考量
- 光学对准：利用20度视角，将LED与接收器的视场正确对准。
- 电流驱动：始终使用恒流源或限流电阻。直接连接到电压源会损坏LED。
- 热管理：确保PCB和环境允许充分散热，特别是在接近最大额定值运行时。
- 接收器匹配：选择峰值灵敏度与该LED的875nm发射波长匹配的光电探测器或接收模块。
- 抗环境光干扰：对于在光线变化环境中使用的系统，考虑调制红外信号，并使用具有匹配调制频率的接收器来抑制环境噪声。
9. 技术对比与差异化
SIR333-A通过其高辐射强度（脉冲下高达90 mW/sr）和相对较窄的20度视角的组合实现差异化。这使其特别适用于需要定向、高功率红外光束的应用，例如远程遥控或特定传感器应用。其符合现代环保标准（RoHS、REACH、无卤）也是针对全球市场产品的关键优势。提供强度分档允许根据性能需求进行成本优化。
10. 常见问题解答（FAQ）
10.1 连续正向电流额定值与脉冲正向电流额定值有何区别？
连续正向电流（100mA）是LED在25°C下可以无限期承受的最大电流。峰值正向电流（1.0A）是其仅在极短脉冲（≤100μs）和极低占空比（≤1%）下才能承受的更高电流。这使得可以进行短暂的高强度光爆发，用于远距离传输而不会过热。
10.2 如何选择正确的限流电阻？
使用公式 R = (电源电压 - VF) / IF。对于5V电源，以20mA驱动，使用最大VF 1.65V：R = (5 - 1.65) / 0.02 = 167.5 欧姆。标准的180欧姆或150欧姆电阻将是安全的选择。始终使用最大VF进行计算，以确保电流不超过所需限制。
10.3 我可以将此LED用于数据传输吗？
可以，其快速的GaAlAs芯片材料允许其进行高速调制，适用于红外数据链路。高辐射强度也支持更长的链路距离。设计必须使用适当的驱动电路来实现所需的调制速度。
10.4 为什么存储条件很重要？
环氧树脂封装会吸收空气中的水分。在高温焊接过程中，这些被困住的水分会迅速膨胀，导致内部裂纹或分层（“爆米花”效应），从而可能导致立即或潜在的故障。正确的存储可以最大限度地降低这种风险。
11. 实际设计与使用案例
11.1 案例研究：远距离红外遥控器
目标：设计一款在典型客厅环境中，可靠工作距离可达15米的遥控器。
解决方案：使用SIR333-A以脉冲模式驱动。微控制器生成一个38kHz载波信号，该信号由命令数据调制。晶体管开关以1A的峰值电流（占空比≤1%）驱动LED。这种高强度脉冲输出为更远距离提供了必要的信号强度。电视上的接收模块调谐到38kHz，提供了出色的环境光和噪声抑制能力。
12. 原理介绍
红外发光二极管（IR LED）是一种半导体p-n结二极管，当在正向偏置时发射不可见的红外光。电子在器件内与空穴复合，以光子的形式释放能量。发射光的波长由半导体材料的能带隙决定。SIR333-A使用砷化镓铝（GaAlAs），可在875nm附近的近红外光谱中提供高效的发射。
13. 发展趋势
红外LED技术的总体趋势是朝着更高效率（每瓦电输入产生更多辐射输出）、更高的功率密度（用于更长距离应用）和更小的封装尺寸（用于集成到紧凑设备中）发展。同时，也专注于开发具有特定、窄波长峰值的LED用于高级传感应用（如气体传感），以及提高调制速度用于高带宽光通信（Li-Fi）。对环境可持续性的推动继续推动无卤素和其他绿色制造标准的更广泛采用。
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。 |