目錄
- 1. 產品概覽
- 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 產品會根據喺 IF = 20 mA 時量度到嘅輻射強度，分為唔同嘅性能等級。咁樣可以確保生產時揀選嘅一致性。分級定義如下： 等級 M：輻射強度範圍由 7.8 mW/sr (最小) 到 12.5 mW/sr (最大)。 等級 N：輻射強度範圍由 11.0 mW/sr (最小) 到 17.6 mW/sr (最大)。 等級 P：輻射強度範圍由 15.0 mW/sr (最小) 到 24.0 mW/sr (最大)。 等級 Q：輻射強度範圍由 21.0 mW/sr (最小) 到 34.0 mW/sr (最大)。 呢個分級系統可以俾設計師揀到符合佢哋應用特定最低輸出要求嘅元件，確保系統性能。 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. 機械及封裝資料
- 6. 焊接及組裝指引
- 6.1 引腳成形
- 6.2 儲存
- 6.3 焊接過程
- 6.4 清潔
- 6.5 熱管理
- 7. 包裝及訂購資料
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較及差異
- 10. 常見問題 (FAQs)
- 11. 實用設計及使用例子
- 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5mm紅外線發光二極管嘅規格。呢個元件專為需要可靠紅外線發射嘅應用而設計，峰值波長為850納米。佢採用標準T-1 3/4 (5mm) 透明塑膠封裝，可以最有效噉傳輸紅外線光。呢個元件喺光譜上同常見嘅矽光電晶體、光電二極管同紅外線接收模組匹配，係各種紅外線感應同通訊系統嘅理想光源。
呢款產品嘅核心優勢包括高可靠性、顯著嘅輻射輸出，以及低正向電壓特性，有助於節能運作。佢採用無鉛製造，並符合主要環保法規，包括RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準 (Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm)。佢嘅主要目標市場係設計同開發紅外線系統嘅設計師同工程師，例如接近感應器、物件檢測、遙控器同工業自動化。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
呢個元件嘅連續正向電流 (IF) 額定值為 100 mA。對於脈衝操作，喺特定條件下（脈衝寬度 ≤ 100μs 同佔空比 ≤ 1%），佢可以處理高達 1.0 A 嘅峰值正向電流 (IFP)。最大允許反向電壓 (VR) 係 5 V。工作溫度範圍指定為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度範圍為 -40°C 至 +100°C。喺 25°C 或以下嘅自由空氣溫度下，最大功耗 (Pd) 為 150 mW。焊接溫度額定值為 260°C，持續時間唔超過 5 秒。
2.2 電光特性
關鍵性能參數喺環境溫度 (Ta) 為 25°C 時量度。輻射強度 (Ie) 係主要嘅光學輸出指標。喺標準測試電流 20 mA 下，典型輻射強度為 15 mW/sr，根據產品等級，最小值為 7.8 mW/sr。喺最大連續電流 100 mA 下（脈衝條件），典型輻射強度會增加到 75 mW/sr。
峰值發射波長 (λp) 通常為 850 nm，半高全寬嘅光譜帶寬 (Δλ) 約為 45 nm。正向電壓 (VF) 喺 20 mA 時通常為 1.45 V，最大值為 1.65 V。喺 100 mA (脈衝) 時，VF範圍由 1.80 V 到 2.40 V。當施加 5 V 反向電壓時，最大反向電流 (IR) 為 10 μA。視角 (2θ1/2)，定義為半強度嘅全角，通常為 40 度。
3. 分級系統解釋
產品會根據喺 IF= 20 mA 時量度到嘅輻射強度，分為唔同嘅性能等級。咁樣可以確保生產時揀選嘅一致性。分級定義如下：
- 等級 M：輻射強度範圍由 7.8 mW/sr (最小) 到 12.5 mW/sr (最大)。
- 等級 N：輻射強度範圍由 11.0 mW/sr (最小) 到 17.6 mW/sr (最大)。
- 等級 P：輻射強度範圍由 15.0 mW/sr (最小) 到 24.0 mW/sr (最大)。
- 等級 Q：輻射強度範圍由 21.0 mW/sr (最小) 到 34.0 mW/sr (最大)。
呢個分級系統可以俾設計師揀到符合佢哋應用特定最低輸出要求嘅元件，確保系統性能。
4. 性能曲線分析
呢份規格書提供咗幾條對設計至關重要嘅特性曲線。
4.1 正向電流 vs. 環境溫度
呢條降額曲線顯示咗最大允許連續正向電流隨環境溫度變化嘅關係。隨著溫度升高，最大允許電流會線性下降，以防止過熱並確保長期可靠性。設計師必須參考呢條曲線，為佢哋預期嘅環境條件選擇合適嘅工作電流。
4.2 光譜分佈
光譜分佈圖將相對輻射強度對應波長繪製出嚟。佢確認咗峰值喺 850 nm 同大約 45 nm 嘅帶寬。呢條曲線對於確保同目標接收器（例如峰值靈敏度喺 850-950 nm 左右嘅光電晶體）嘅光譜靈敏度兼容非常重要。
4.3 輻射強度 vs. 正向電流
呢個圖表說明咗驅動電流同光學輸出之間嘅關係。輻射強度會隨電流超線性增加。佢有助於設計師理解驅動電流、光功率同器件效率之間嘅權衡。
4.4 相對輻射強度 vs. 角度位移
呢個極座標圖描繪咗 LED 嘅發射模式。強度喺中心軸 (0°) 最高，並隨著角度增加而減弱，從而定義咗 40 度嘅視角。呢個資訊對於光學設計（例如感應應用中嘅透鏡選擇同對準）至關重要。
5. 機械及封裝資料
呢個元件採用標準 5mm 徑向引腳封裝。封裝尺寸圖指定咗物理尺寸，包括環氧樹脂透鏡嘅直徑（通常為 5.0mm）、引腳間距（2.54mm 或 0.1 英寸，通孔元件標準）同總長度。圖紙包括公差，關鍵尺寸通常為 ±0.25mm。陽極（正極）引腳通常被識別為較長嘅引腳。透明透鏡材料針對紅外線傳輸進行咗優化，吸收率極低。
6. 焊接及組裝指引
6.1 引腳成形
如果需要彎曲引腳，必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少 3mm 嘅位置進行。成形應始終喺焊接前同室溫下進行，以避免對封裝施加壓力或損壞內部晶片同鍵合線。PCB 孔必須同 LED 引腳精確對齊，以防止安裝應力。
6.2 儲存
元件應儲存喺受控環境中，溫度為 30°C 或以下，相對濕度為 70% 或以下。建議嘅運輸後儲存壽命為 3 個月。對於更長嘅儲存時間（長達一年），應將佢哋存放喺帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器中。應避免喺潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。
6.3 焊接過程
必須小心進行焊接，以防止熱損壞。焊點應距離環氧樹脂燈泡至少 3mm。
- 手動焊接：烙鐵頭最高溫度為 300°C（適用於最大 30W 烙鐵），每個引腳焊接時間唔超過 3 秒。
- 波峰/浸焊：最高預熱溫度為 100°C，持續時間最多 60 秒。焊錫槽溫度唔應超過 260°C，元件浸入時間最多為 5 秒。
提供咗建議嘅焊接溫度曲線，強調受控嘅升溫、峰值溫度停留同受控嘅冷卻。唔建議快速冷卻。浸焊或手動焊接唔應進行超過一次。焊接後，LED 應避免受到機械衝擊，直至佢恢復到室溫。
6.4 清潔
如果需要清潔，請使用室溫下嘅異丙醇，時間唔超過一分鐘，然後風乾。通常唔建議使用超聲波清潔，因為有損壞內部結構嘅風險。如果絕對需要，必須事先仔細驗證過程。
6.5 熱管理
雖然呢個係一個低功率器件，但喺應用設計中必須考慮熱管理，特別係喺接近最大額定值運作時。應根據正向電流 vs. 環境溫度曲線對電流進行降額，以將結溫維持喺安全限度內並確保長期可靠性。
7. 包裝及訂購資料
標準包裝規格如下：500 件裝喺一個防靜電袋中。五個呢啲袋放入一個內盒。然後十個內盒裝入一個主（外）箱，每個主箱總共 25,000 件。
包裝上嘅標籤包含幾個代碼：客戶產品編號 (CPN)、製造商產品編號 (P/N)、包裝數量 (QTY)、發光強度等級 (CAT)、主波長等級 (HUE)、正向電壓等級 (REF)、批號 (LOT No.) 同日期代碼 (月份 X)。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款紅外線 LED 適用於多種應用，包括但不限於：紅外線遙控發射器、接近同物件檢測感應器、工業光學開關同編碼器、夜視照明系統、光學數據傳輸鏈路，以及非接觸式用戶界面。
8.2 設計考慮因素
- 限流：當從電壓源驅動 LED 時，務必使用串聯限流電阻。數值可以使用歐姆定律計算：R = (V電源- VF) / IF.
- 接收器匹配：確保所選嘅光電檢測器（光電晶體、光電二極管或紅外線接收 IC）喺 850 nm 附近具有峰值靈敏度，以獲得最佳性能。
- 光路：考慮視角同可能對透鏡或光圈嘅需求，以用於遠距離或定向應用中嘅紅外線光束準直或聚焦。
- 電氣噪聲：喺感應應用中，對紅外線信號進行調製（例如使用特定頻率）並喺接收器進行同步檢測，可以大大提高對環境光干擾嘅抗擾度。
9. 技術比較及差異
同普通紅外線 LED 相比，呢款器件提供咗明確嘅高輻射強度（喺 100mA 脈衝下典型值高達 75 mW/sr）同相對較低正向電壓（喺 20mA 下典型值為 1.45V）嘅組合。850nm 波長係一個常見標準，確保咗同矽基接收器嘅廣泛兼容性。佢符合嚴格嘅環保標準（RoHS、REACH、無鹵素），適合需要綠色認證嘅現代電子產品。透明封裝提供咗一致、未經過濾嘅輸出，相比之下，有色封裝可能會衰減信號。
10. 常見問題 (FAQs)
問：輻射強度 (mW/sr) 同發光強度 (mcd) 有咩分別？
答：輻射強度量度每單位立體角（球面度）發射嘅光功率（以毫瓦為單位），適用於所有波長。發光強度則根據人眼靈敏度（明視覺曲線）加權，以坎德拉量度；對於呢款 850nm LED 等紅外線光源唔適用。
問：我可唔可以用 100 mA 嘅恆定電流連續驅動呢個 LED？
答：絕對最大額定值指定 100 mA 為最大連續正向電流。然而，為咗可靠嘅長期運作，建議喺呢個最大值以下運作，特別係喺較高環境溫度下，請參考降額曲線。
問：點解視角指定為 40 度？
答> 40 度角 (2θ1/2) 係輻射強度下降到中心軸峰值一半時嘅全寬。佢描述咗 LED 嘅光束擴散。
問：呢個 LED 需要 ESD 保護二極管嗎？
答> 雖然規格書冇指定高 ESD 額定值，但通常良好嘅做法係以 ESD 預防措施處理所有半導體器件，包括 LED。串聯加入限流電阻亦提供咗一定嘅固有保護。
11. 實用設計及使用例子
例子 1：簡單接近感應器。將 LED 同一個放喺短距離外嘅光電晶體配對。一個物件喺佢哋之間通過會中斷光束，被檢測為光電晶體電流嘅下降。使用調製嘅 LED 信號（例如 38 kHz 方波）同調諧接收器可以抑制環境光。
例子 2：夜視攝像機用紅外線照明器。一個由呢啲 LED 組成嘅陣列，以脈衝模式喺或接近 1A 峰值電流（具有適當佔空比）驅動，可以為對 850nm 光敏感嘅攝像機提供顯著嘅不可見照明，喺低光條件下擴展佢哋嘅有效範圍。
12. 工作原理介紹
紅外線發光二極管係一種半導體 p-n 結二極管。當施加正向電壓時，來自 n 區嘅電子同來自 p 區嘅電洞被注入到有源區。當呢啲電荷載流子復合時，佢哋會以光子形式釋放能量。所用嘅特定半導體材料（呢個器件中係砷化鎵鋁 - GaAlAs）決定咗帶隙能量，從而決定咗發射光嘅波長，對於呢個器件係喺紅外線光譜（850nm）。透明環氧樹脂封裝充當透鏡，塑造輸出光束。
13. 技術趨勢
紅外線發射器技術嘅趨勢繼續朝向更高效率（每電瓦輸入更多輻射輸出）、為遠距離應用增加功率密度，以及開發用於自動化組裝同更細小外形尺寸嘅表面貼裝器件封裝。仲有針對先進感應應用（如光譜學同氣體檢測）嘅多波長同寬光譜紅外線光源嘅持續開發。將 LED 驅動電路同保護功能集成到元件本身係另一個發展領域。
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。 |