IR26-61C/L746/R/TR8 侧向红外LED规格书 - 1.6mm圆形 - 1.25V - 940nm - 100mW - 简体中文技术文档

1. 产品概述

IR26-61C/L746/R/TR8 是一款专为表面贴装应用设计的超小型侧向红外（IR）发射二极管。该器件采用紧凑的双端封装，由带球形透镜的透明塑料模塑而成，针对高效红外发射进行了优化。其光谱输出与硅光电二极管和光电晶体管完美匹配，是接近感应、物体检测以及其他需要可靠紧凑发射源的IR系统的理想选择。

该元件的关键优势包括其极小的外形尺寸、低正向电压工作特性以及与标准硅探测器的出色兼容性。器件以8mm载带形式提供，卷绕在7英寸直径的卷盘上，便于自动化组装流程。它符合RoHS、欧盟REACH等环保标准，且不含卤素。

1.1 器件选型指南

该器件通过料号 IR26-61C/L746/R/TR8 进行标识。它采用GaAlAs（砷化镓铝）芯片材料，这是一种用于产生红外光的常见半导体材料。透镜为透明材质，可实现发射的红外辐射的最大透射率，没有任何会衰减信号的滤光或着色。

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损坏的极限条件。在此条件下工作无法得到保证。

• 连续正向电流 (IF)：65 mA。这是可以持续通过LED的最大直流电流。
• 反向电压 (VR)：5 V。施加高于此值的反向偏压可能导致LED结击穿。
• 工作与存储温度 (Topr, Tstg)：-40°C 至 +100°C。该器件适用于宽广的工业温度范围。
• 焊接温度 (Tsol)：260°C，最长5秒。这定义了峰值回流焊温度曲线的耐受极限。
• 功耗 (Pc)：在环境温度25°C或以下时为100 mW。这限制了封装内可转化为热量的总电功率。

2.2 光电特性

这些参数在环境温度 (Ta) 25°C下规定，定义了器件在正常工作条件下的典型性能。

• 辐射强度 (IE)：每单位立体角发射的光功率。典型值在20mA时为8.0 mW/sr，在100mA脉冲工作下（脉宽≤100μs，占空比≤1%）可达40.0 mW/sr。
• 峰值波长 (λp)：940 nm。这是LED发射光功率最强的波长，与许多硅基探测器的峰值灵敏度完美匹配。
• 光谱带宽 (Δλ)：30 nm（典型值）。这表示以峰值为中心发射的波长范围。
• 正向电压 (VF)：在20mA时，典型值为1.25V，最大值为1.50V。在100mA（脉冲）时，典型值升至1.40V，最大值为1.90V。低VF有助于提高系统效率。
• 反向电流 (IR)：在5V反向偏压下最大为10 μA，表明结质量良好。
• 视角 (2θ1/2)：20度。这是辐射强度降至其最大值（轴向）一半时的全角，定义了一个相对较窄的定向光束。

3. 性能曲线分析

规格书包含多条特性曲线，提供了在不同条件下器件行为的深入见解。

3.1 正向电流 vs. 环境温度

此图显示了最大允许正向电流随环境温度升高而降额的情况。为防止过热并确保可靠性，在高于25°C的环境下工作时，必须降低正向电流。曲线通常显示从25°C时的额定65mA线性下降，直至在最高结温时降至零。

3.2 光谱分布

光谱输出曲线说明了不同波长下的相对辐射强度。它确认了940nm的峰值和大约30nm的带宽，显示出LED光源常见的高斯类分布。

3.3 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关系。在较低电流范围内通常是线性的，但在极高电流下，由于半导体内部的热效应和其他非线性效应，可能会显示出饱和或效率下降的迹象。

3.4 正向电流 vs. 正向电压

IV特性曲线对于电路设计至关重要。它显示了典型的二极管指数关系。规格书中20mA和100mA时的VF值就是这条曲线上的点。设计人员利用此曲线计算给定电源电压下所需的限流电阻值。

3.5 相对辐射强度 vs. 角度位移

此极坐标图直观地定义了LED的辐射模式或光束轮廓。对于这款视角为20度的侧向器件，该图将显示一个垂直于安装平面发射的光瓣，在±10度半角之外强度急剧下降。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸与极性

LED为1.6mm圆形封装。详细的机械图纸提供了本体、引脚和透镜的精确尺寸。图中清晰标识了阳极和阴极。同时提供了推荐的焊接焊盘图形（焊盘布局），以确保PCB组装过程中正确的机械和热连接，最大限度地减少对元件的应力。

4.2 载带与卷盘规格

该器件采用适合自动贴装的包装。详细说明了载带尺寸（凹槽尺寸、间距等）和卷盘规格（7英寸直径，每卷1500片），以确保与标准贴片设备的兼容性。

5. 焊接与组装指南

5.1 关键注意事项

• 过流保护：必须使用外部限流电阻。LED的指数型IV特性意味着电压的微小增加会导致电流大幅、破坏性的增加。
• 存储：该器件对湿气敏感（MSL）。未开封的袋子必须在≤30°C和≤90% RH条件下储存，并在一年内使用。开封后，在≤30°C/≤70% RH条件下储存时，必须在168小时（7天）内使用。超过这些限制，使用前需要在60±5°C下烘烤至少24小时。

5.2 焊接条件

• 回流焊：参考无铅温度曲线。回流焊不应超过两次，以避免对塑料封装和引线键合造成热损伤。
• 手工焊接：如必须进行，请使用烙铁头温度低于350°C，每个引脚最多焊接3秒。使用容量为25W或更低的烙铁，并在焊接不同引脚之间至少间隔2秒冷却时间。
• 返修：焊接后应避免返工。如果不可避免，必须使用双头烙铁同时加热两个引脚，以防止一个焊盘抬起而另一个仍焊接着时产生的机械应力。

6. 包装与订购信息

最终包装涉及将卷盘与干燥剂一起密封在铝制防潮袋中。袋子上的标签包含用于追溯和使用的关键信息：客户料号（CPN）、制造商料号（P/N）、数量（QTY）、性能等级（CAT）、峰值波长（HUE）、参考代码、批号（LOT No.）和原产国。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

这款红外LED专为红外应用系统设计。其关键特性使其适用于：

• 接近与存在感应：与光电晶体管或光电二极管配对，检测短距离内物体的存在与否。
• 物体计数与边缘检测：用于自动化设备中，对传送带上的物品进行计数或检测边缘。
• 光学开关与编码器：红外光束被运动部件中断以产生数字信号的场合。
• 短距离数据传输：用于简单的IR通信链路（例如，遥控器、IRDA），但其窄光束可能需要仔细对准。

7.2 设计考量

• 驱动电路：始终使用串联电阻来设定正向电流。电阻值计算公式为 R = (Vcc - Vf) / If，其中 Vcc 是电源电压，Vf 是规格书中的正向电压（为安全设计使用最大值），If 是所需的正向电流（例如，20mA）。
• 热管理：对于在接近最大额定电流下连续工作的情况，需考虑PCB布局从LED焊盘散热的能力。
• 光学对准：20度的视角和侧向发射方向要求精确的机械设计，以确保红外光束正确指向探测器。
• 抗环境光干扰：对于感应应用，考虑在接收器中使用调制的IR信号和同步检测来抑制环境光噪声，特别是来自阳光或荧光灯等包含IR成分光源的噪声。

8. 技术对比与差异化

与标准的顶部发射IR LED相比，侧向封装提供了独特的机械优势。它允许红外光束平行于PCB表面发射，这在发射器和探测器需要放置在同一平面上、隔着间隙相对的空间受限应用中，可以简化光路设计。其1.6mm直径和低剖面使其成为市面上较小的SMD红外发射器之一，适用于微型设备。GaAlAs芯片技术、940nm波长和透明透镜的结合，提供了高效率以及与硅探测器的良好匹配，避免了有时用于阻挡可见光的有色（例如蓝色或黑色）环氧树脂透镜造成的衰减。

9. 常见问题解答 (FAQ)

9.1 "透明"透镜的目的是什么？

透明透镜在可见光和红外光谱范围内的吸收极小。对于IR LED，这最大限度地提高了940nm红外光从封装中的透射率。它不滤除可见光，但由于芯片几乎只在红外波段发光，因此产生的可见光本身也非常少。

9.2 我可以让这个LED在100mA下连续工作吗？

不可以。辐射强度的100mA额定值是在脉冲条件下（脉宽≤100μs，占空比≤1%）规定的，以防止过度发热。最大连续正向电流 (IF) 在25°C时为65 mA，并且在更高的环境温度下必须根据相关曲线进行降额。

9.3 为什么袋子开封后存储时间这么短？

SMD元件的塑料封装会从空气中吸收湿气。在高温焊接（回流焊）过程中，这些被困住的湿气会迅速汽化，导致内部分层、开裂或"爆米花"效应，从而损坏器件。168小时的车间寿命是元件暴露在特定环境湿度水平后、在需要重新烘烤前所能承受的额定时间。

9.4 如何识别阳极和阴极？

规格书中的封装图显示了物理识别方法。通常，一个引脚可能有标记（例如，凹口、绿点或较长的引脚），或者内部反射器的形状可能不对称。该图将明确指示哪一侧对应阳极和阴极。

10. 实际设计案例分析

场景：为打印机设计纸张检测传感器。

实施方案：将IR26-61C/L746/R/TR8安装在纸路的一侧，正对着另一侧的匹配硅光电晶体管。两者都是侧向的，因此它们的光束水平穿过间隙。当没有纸张时，IR光束到达探测器，产生高电平信号。当纸张通过时，它会阻挡光束，导致探测器信号下降。20度的窄光束有助于确保传感器仅对纸路中的物体做出响应，并且较少受到杂散反射的影响。微控制器通过一个电阻设定的20mA电流驱动LED，并读取光电晶体管集电极的模拟电压来确定纸张是否存在。

关键计算：使用5V电源，并假设在20mA时最大Vf为1.5V，串联电阻值为 R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175 欧姆。将使用标准的180欧姆电阻，产生的电流约为19.4mA。

11. 工作原理

红外发光二极管（IR LED）基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。当施加正向电压时，来自n型材料的电子和来自p型材料的空穴被注入结区。当这些载流子复合时，它们会释放能量。在本LED使用的GaAlAs材料中，这种能量主要以红外光谱中的光子形式释放，具体波长约为940纳米。侧向封装包含一个模塑环氧树脂透镜，可将发射的光塑造成具有指定视角的定向光束，从而提高对准系统中的耦合效率。

12. 技术趋势

红外光电子领域持续发展。与IR26-61C/L746/R/TR8等元件相关的趋势包括：

• 微型化程度提高：消费电子产品（智能手机、可穿戴设备）对更小传感器的持续需求推动了更紧凑的IR发射器封装的发展。
• 更高效率：半导体外延和芯片设计的进步旨在以相同的电输入产生更多的光功率（辐射强度），从而提高系统电池寿命和信噪比。
• 集成化：将IR发射器、探测器，有时还包括控制逻辑集成到单个模块或封装中的趋势，为最终客户简化了设计和组装。
• 波长多样化：虽然940nm仍是标准，但其他波长如850nm（通常可见为微弱的红光）或1050nm被用于需要不同材料穿透性或环境光抑制特性的特定应用。