目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統解釋 LED嘅輻射輸出會分級，確保應用設計嘅一致性。分級係基於喺IF=20mA時量度到嘅輻射強度。可用嘅級別有K、L、M同N，對應嘅最小同最大輻射強度值如下：K級：4.0-6.4 mW/sr；L級：5.6-8.9 mW/sr；M級：7.8-12.5 mW/sr；N級：11.0-17.6 mW/sr。咁樣設計師就可以揀到符合佢哋光電探測器電路特定靈敏度要求嘅元件。 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 環境溫度
- 4.2 光譜分佈
- 4.3 輻射強度 vs. 正向電流
- 4.4 相對輻射強度 vs. 角度位移
- 5. 機械同封裝資料
- 6. 焊接同組裝指引
- 7. 包裝同訂購資料
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (FAQs)
- 11. 實際使用案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高強度3mm (T-1) 紅外線發光二極管 (LED) 嘅規格。呢個元件用藍色透明塑膠封裝，專為同矽光電探測器、光電晶體管同紅外線接收模組達到最佳光譜匹配而設計。佢嘅主要功能係發射峰值波長為940納米嘅紅外線光，呢種光人眼睇唔到，但係電子感應器就好容易探測到。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED有幾個主要優勢，包括高可靠性、低正向電壓同高輻射強度。佢採用標準2.54mm引腳間距設計，方便PCB整合。產品符合RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準 (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm)，適合注重環保同受監管嘅市場。佢嘅主要目標應用係紅外線系統，例如遙控器、接近感應器、物件檢測同光學開關。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢個元件設計喺嚴格限制內運作，以確保壽命同可靠性。連續正向電流 (IF) 唔可以超過100 mA。對於脈衝寬度 ≤100μs 同佔空比 ≤1% 嘅脈衝操作，峰值正向電流 (IFP) 最高可以去到1.0 A。最大反向電壓 (VR) 係5 V。工作溫度範圍 (Topr) 係由-40°C到+85°C，而儲存溫度 (Tstg) 就由-40°C到+100°C。焊接溫度 (Tsol) 必須保持喺或低於260°C，時間唔可以超過5秒。喺25°C自由空氣溫度下，最大功耗 (Pd) 係150 mW。
2.2 電光特性
除非另有說明，所有電光特性都係喺環境溫度 (Ta) 25°C同正向電流 (IF) 20mA下指定。輻射強度 (IE) 係分級嘅，最小值由4.0到11.0 mW/sr不等，視乎級別而定。峰值波長 (λp) 通常係940 nm，光譜帶寬 (Δλ) 係45 nm。正向電壓 (VF) 通常係1.2 V，最大值係1.5 V。反向電流 (IR) 喺反向電壓5V下最大值係10 μA。視角 (2θ1/2)，定義為強度減半時嘅全角，通常係50度。
3. 分級系統解釋
LED嘅輻射輸出會分級，確保應用設計嘅一致性。分級係基於喺IF=20mA時量度到嘅輻射強度。可用嘅級別有K、L、M同N，對應嘅最小同最大輻射強度值如下：K級：4.0-6.4 mW/sr；L級：5.6-8.9 mW/sr；M級：7.8-12.5 mW/sr；N級：11.0-17.6 mW/sr。咁樣設計師就可以揀到符合佢哋光電探測器電路特定靈敏度要求嘅元件。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電流 vs. 環境溫度
降額曲線顯示咗最大允許連續正向電流同環境溫度之間嘅關係。隨住環境溫度升高，最大允許正向電流會線性下降。呢個係一個關鍵嘅設計考慮因素，用嚟防止熱失控同確保接面溫度保持喺安全操作限制內，從而維持元件可靠性。
4.2 光譜分佈
光譜分佈圖顯示咗相對輻射強度作為波長嘅函數。發射集中喺典型峰值波長940 nm附近，並有定義好嘅帶寬。呢個特性對於確保同接收感應器兼容至關重要，因為接收感應器通常有自己嘅光譜靈敏度曲線。良好嘅匹配可以最大化系統效率同訊噪比。
4.3 輻射強度 vs. 正向電流
呢個圖描述咗輻射輸出 (Ie) 同正向電流 (IF) 之間嘅非線性關係。輻射強度會隨電流增加，但唔係完全線性，特別係喺較高電流水平時。理解呢條曲線對於正確驅動LED以達到所需光學輸出而唔超過絕對最大額定值至關重要。
4.4 相對輻射強度 vs. 角度位移
輻射模式圖顯示咗發射光強度點樣隨住偏離中心軸 (0°) 嘅角度而變化。對於呢種封裝類型，模式通常係朗伯或接近朗伯分佈，強度喺大約±25度時下降到軸上值嘅50% (從而得出50°視角)。呢個資訊對於光學設計好重要，用嚟決定系統中嘅覆蓋範圍同對準要求。
5. 機械同封裝資料
LED封裝喺標準T-1 (3mm) 徑向引腳封裝內。主體由藍色透明塑膠製成。引腳有標準2.54mm (0.1英寸) 間距。尺寸圖 (PDF中隱含) 會提供主體直徑、引腳長度同其他關鍵尺寸嘅準確測量值，通常公差為±0.25mm，除非另有說明。陰極通常由透鏡邊緣上嘅平面或較短嘅引腳標識，但具體標記應從機械圖中確認。
6. 焊接同組裝指引
可以使用手動焊接或波峰焊接工藝。絕對最大焊接溫度係260°C，焊接時間唔應該超過5秒。建議遵循IPC標準指引進行通孔元件焊接。長時間暴露喺高溫下會損壞塑膠封裝同內部半導體晶粒。元件應儲存喺乾燥環境中以防止吸濕，如果適用，吸濕可能會導致回流焊時出現爆米花現象，不過呢主要係一個通孔元件。
7. 包裝同訂購資料
標準包裝規格係每袋200至1000件，每盒4袋，每箱10盒。包裝上嘅標籤包含追溯同識別嘅關鍵資訊：客戶生產編號 (CPN)、生產編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)、級別 (CAT)、峰值波長 (HUE)、參考 (REF)、批次編號 (LOT No) 同生產地點。使用防潮包裝材料嚟保護元件喺儲存同運輸期間。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款紅外線LED非常適合各種非接觸式感應同訊號傳輸應用。常見用途包括消費電子產品 (電視、音響系統) 嘅紅外線遙控器、電器同工業設備中嘅接近同物件檢測、光學編碼器、光束中斷感應器，以及作為配對發射器-探測器模組中嘅光源，用於計數或液位感應。
8.2 設計考慮因素
設計電路時，一定要同LED串聯一個限流電阻嚟控制正向電流同防止損壞。電阻值可以用歐姆定律計算：R = (供電電壓 - VF) / IF。根據所需感應距離同探測器靈敏度選擇合適嘅輻射強度級別。對準LED同接收器時要考慮視角。對於脈衝操作以達到更高瞬時輸出 (例如，更長距離)，確保脈衝寬度同佔空比保持喺IFP嘅指定限制內。提供足夠嘅PCB佈局嚟散熱，特別係喺接近最大額定值運作時。
9. 技術比較同差異化
同普通紅外線LED相比，呢款元件提供咗定義明確且一致、中心喺940nm嘅光譜輸出，呢個波長係矽光電二極管同光電晶體管常見嘅峰值靈敏度波長，確保高效耦合。輻射強度級別嘅可用性令批量生產中嘅性能可預測。低正向電壓 (通常1.2V) 同高輻射強度嘅結合可以實現更高能效嘅設計。符合現代環保標準 (RoHS、REACH、無鹵素) 對於目標係嚴格監管嘅全球市場嘅產品係一個顯著優勢。
10. 常見問題 (FAQs)
問：K、L、M、N級有咩分別？
答：呢啲級別代表唔同嘅最小輻射強度範圍。N級輸出最高 (11.0-17.6 mW/sr)，而K級最低 (4.0-6.4 mW/sr)。根據你應用所需嘅訊號強度選擇級別。
問：我可唔可以直接用5V電源驅動呢個LED？
答：唔可以。正向電壓只係大約1.2-1.5V。直接接去5V會導致過大電流而燒毀LED。你必須永遠使用串聯限流電阻。
問：點樣識別陰極？
答：對於標準T-1封裝，陰極通常由塑膠透鏡邊緣上嘅平面標示。或者，從底部睇LED時，對應平面嗰邊嘅引腳就係陰極。陰極亦可能係較短嘅引腳。
問：典型操作壽命有幾長？
答：雖然呢份規格書無明確說明，但呢類紅外線LED喺指定嘅絕對最大額定值內操作時，通常有非常長嘅操作壽命 (數萬小時)，特別係電流同溫度限制。
11. 實際使用案例
場景：設計一個簡單嘅物件檢測感應器。
一位工程師需要檢測有物件通過一個間隙。佢將呢個IR204 LED同一個光電晶體管配對，放喺間隙嘅另一邊 (對射式配置)。佢揀咗一個M級嘅LED以獲得足夠強度。LED由一個3.3V微控制器引腳透過一個100Ω電阻器 (R = (3.3V - 1.2V) / 0.02A ≈ 105Ω) 以20mA恆定電流驅動。光電晶體管嘅集電極透過一個電阻器上拉到3.3V，集電極電壓由微控制器嘅ADC讀取。當光束無受阻時，光電晶體管導通，將電壓拉低。當物件阻擋光束時，光電晶體管停止導通，電壓變高，表示物件存在。50°視角確保光束足夠寬，即使有輕微錯位也能可靠檢測。
12. 工作原理介紹
紅外線LED係一種半導體p-n接面二極管。當施加超過其能隙能量嘅正向電壓時，來自n區嘅電子會同來自p區嘅電洞喺有源區 (呢個例子中由GaAlAs製成) 複合。呢個複合過程以光子 (光) 嘅形式釋放能量。特定材料成分 (鎵鋁砷) 決定咗發射光子嘅波長，喺呢個元件中係喺940 nm左右嘅紅外線光譜。藍色透明塑膠封裝唔係濾光片，而係作為透鏡嚟塑造輸出光束同保護半導體晶片。
13. 技術趨勢
紅外線LED技術繼續向更高效率 (每電瓦輸入有更多輻射輸出)、更高功率密度 (用於LiDAR同飛行時間感應等更長距離應用) 同更細封裝尺寸 (用於整合到緊湊型消費設備) 發展。亦有一個趨勢係針對特定感應應用 (例如氣體檢測或生理監測) 進行更精確嘅波長控制同更窄嘅光譜帶寬。將驅動器同控制邏輯直接同LED晶粒整合 (智能LED) 係另一個發展領域。好似呢度描述嘅呢類元件嘅基本原理，對於大量現有同新興嘅光電系統仍然至關重要。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出嘅光通量，越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出嘅總光量，俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），例如120° | 光強降至一半時嘅角度，決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力，Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性，用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差（SDCM） | 麥克亞當橢圓步數，例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標，步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（納米），例如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓（Forward Voltage） | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓，類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf，多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流（Forward Current） | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓，超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力，值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計，否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受（ESD Immunity） | V（HBM），例如1000V | 抗靜電打擊能力，值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施，尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C，壽命可能延長一倍；過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小時） | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（例如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組，每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配，提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組，確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性，避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組，每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮，記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命（結合TM-21）。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（例如鉛、汞）。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |