5mm 紅外線發光二極管 IR8353-14C 規格書 - 5mm 封裝 - 1.2V-1.8V 正向電壓 - 940nm 波長 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高強度5mm紅外線（IR）發光二極管嘅規格。器件封裝喺透明塑膠殼入面，適用於各種紅外線感應同傳輸應用。佢嘅光譜輸出經過特別匹配，能夠高效噉同常見嘅光電晶體管、光電二極管同紅外線接收模組一齊工作。

1.1 核心優勢

• 高可靠性：設計用於穩定性能同長期運作。
• 高輻射強度：提供強勁嘅紅外線輸出，確保有效信號傳輸。
• 低正向電壓：典型值喺20mA時為1.2V，有助於節能運作。
• 環保合規：產品符合RoHS、歐盟REACH，並且係無鹵素（Br < 900ppm, Cl < 900ppm, Br+Cl < 1500ppm）。

1.2 目標應用

呢款IR LED適用於各種紅外線系統，包括但不限於遙控器、接近感應器、物件檢測、光學開關同短距離數據傳輸。

2. 技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

以下額定值定義咗器件可能永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。

• 連續正向電流（I_F）：100 mA
• 峰值正向電流（I_FP）：1.0 A（脈衝寬度 ≤100μs，佔空比 ≤1%）
• 反向電壓（V_R）：5 V
• 工作溫度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
• 儲存溫度（T_stg）：-40°C 至 +100°C
• 功耗（P_d）：150 mW（喺或低於25°C自由空氣溫度時）

2.2 電光特性

呢啲參數喺環境溫度（T_a）為25°C時量度，定義咗器件嘅典型性能。

• 輻射強度（I_e）：7.8 - 17.6 mW/sr（喺 I_F=20mA，視乎等級）。喺 I_F=100mA時，典型值可達50 mW/sr。
• 峰值波長（λ_p）：940 nm（喺 I_F=20mA）。
• 光譜帶寬（Δλ）：45 nm（喺 I_F=20mA）。
• 正向電壓（V_F）：20mA時：1.2V（典型）/ 1.5V（最大）；100mA時：1.4V（典型）/ 1.8V（最大）。
• 反向電流（I_R）：10 μA（最大）喺 V_R=5V。
• 視角（2θ_1/2）：27° 至 43°（喺 I_F=20mA）。

3. 分級系統說明

呢款LED嘅輻射強度會分為唔同等級（Bin），以確保應用設計嘅一致性。分級係喺20mA正向電流下定義嘅。

• Bin M：輻射強度範圍由7.80 mW/sr 到 12.50 mW/sr。
• Bin N：輻射強度範圍由11.0 mW/sr 到 17.6 mW/sr。

咁樣設計師就可以根據佢哋特定嘅靈敏度要求，揀選有保證最低輸出嘅LED。

4. 性能曲線分析

規格書包含幾條對電路設計同熱管理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。隨住溫度升高，最大電流必須降低，以防止超出器件嘅功耗極限，並確保長期可靠性。設計師必須使用呢條曲線，為佢哋應用嘅熱環境選擇合適嘅工作電流。

4.2 輻射強度 vs. 正向電流

呢幅圖說明咗驅動電流同光輸出功率（輻射強度）之間嘅關係。輸出喺一定範圍內通常係線性嘅，但喺極高電流下會飽和。對於確定要喺接收器達到所需信號強度所需嘅驅動電流至關重要。

4.3 光譜分佈

光譜曲線確認咗峰值發射喺940nm，典型帶寬為45nm。呢個波長係理想嘅，因為佢喺可見光譜之外，可以將可見光干擾減到最少，並且同矽基光電探測器嘅靈敏度非常匹配。

4.4 相對輻射強度 vs. 角度偏移

呢個極坐標圖定義咗視角（2θ_1/2），即係輻射強度下降到0°（軸上）時一半數值嘅角度。指定嘅27°至43°範圍表示光束擴散。較窄嘅角度提供更集中嘅光線，而較寬嘅角度則提供更廣嘅覆蓋範圍。

5. 機械同封裝資料

5.1 封裝尺寸

器件封裝喺標準5mm圓形LED封裝內。關鍵尺寸包括總直徑（典型5.0mm）、引腳間距（標準2.54mm / 0.1英寸）同底座到透鏡圓頂嘅距離。引腳直徑通常為0.45mm。除非另有說明，所有尺寸公差為±0.25mm。詳細嘅尺寸圖喺原始規格書中提供，以便進行精確嘅PCB佈局。

5.2 極性識別

陰極（負極引腳）通常可以透過塑膠透鏡邊緣嘅平口標記同/或較短嘅引腳嚟識別。陽極（正極引腳）較長。電路組裝時必須注意正確極性。

6. 焊接同組裝指引

6.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底座至少3mm嘅位置進行。
• 成型必須喺焊接前同室溫下進行。
• 彎曲或切割時避免對封裝施加壓力。
• PCB孔必須同LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。

6.2 儲存條件

• 建議儲存：≤30°C 同 ≤70% 相對濕度。
• 喺呢啲條件下，出貨後嘅保質期為3個月。
• 如需更長儲存（長達1年），請使用帶有氮氣同乾燥劑嘅密封容器。
• 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。

6.3 焊接參數

手工焊接：

• 烙鐵頭溫度：最高300°C（最大30W）
• 焊接時間：每引腳最多3秒。
• 焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離：3mm。

波峰/浸焊：

• 預熱溫度：最高100°C（最多60秒）
• 焊錫槽溫度：最高260°C
• 浸槽時間：最多5秒
• 焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離：3mm。

重要注意事項：

• LED仲熱嘅時候，避免對引腳施加壓力。
• 唔好焊接（浸焊或手工焊）超過一次。
• 喺LED冷卻到室溫之前，保護佢免受衝擊/振動。
• 使用能夠實現可靠焊點嘅最低可能焊接溫度。

6.4 清潔

• 如有需要，只可使用異丙醇喺室溫下清潔≤1分鐘。
• 除非經過預先驗證，否則唔好使用超聲波清潔，因為可能會造成損壞。

7. 熱管理

有效散熱對LED性能同壽命至關重要。必須根據正向電流 vs. 環境溫度曲線進行電流降額。必須控制最終應用中LED周圍嘅溫度。呢個可能涉及使用適當嘅PCB銅面積嚟散熱、確保足夠通風，或者如果連續驅動高電流，則需要使用散熱器。

8. 包裝同訂購資料

8.1 包裝規格

• LED包裝喺防靜電袋中。
• 包裝數量：每袋200-500件。每個內箱5袋。每個主（外）箱10個內箱。

8.2 標籤資料

產品標籤包括關鍵識別信息：客戶部件號（CPN）、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）、批號同日期代碼。

9. 應用設計考慮因素

9.1 驅動LED

務必使用串聯限流電阻。電阻值可以使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。為咗保守設計，請使用規格書中嘅最大 V_F。對於脈衝操作（例如遙控器），確保唔好超過峰值電流（I_FP）同佔空比極限，以避免過熱。

9.2 光學設計

為系統設計透鏡或反射器時，要考慮視角。940nm波長係不可見嘅，因此可能需要指示燈LED或電路反饋嚟讓用戶確認操作。確保接收器（光電晶體管、IC）喺光譜上匹配940nm，以獲得最佳靈敏度。

9.3 電氣抗噪能力

喺電氣嘈雜嘅環境中，考慮屏蔽LED/接收器對、使用調製紅外信號（例如38kHz載波）配合相應嘅解調接收器，並實施軟件濾波以抑制環境光同噪聲尖峰。

10. 技術比較同定位

呢款5mm、940nm IR LED為通用紅外應用提供咗性能同成本之間嘅平衡。佢嘅主要區別在於從標準5mm封裝中獲得相對較高嘅輻射強度（高達17.6 mW/sr）同低正向電壓，從而降低功耗。同舊款880nm或850nm LED相比，940nm發射光更不可見（無微弱紅光），令佢更適合隱蔽應用。對於需要極窄光束角或更高功率嘅應用，其他封裝類型（例如側視型、高功率SMD）會更合適。

11. 常見問題（FAQ）

11.1 Bin M 同 Bin N 有咩分別？

Bin M 同 Bin N 根據LED喺20mA時嘅最低保證輻射強度進行分類。Bin N LED嘅最低輸出（11.0 mW/sr）比 Bin M（7.8 mW/sr）高。對於需要更強信號強度或更長距離嘅應用，請選擇 Bin N。

11.2 我可唔可以連續用100mA驅動呢個LED？

可以，連續正向電流嘅絕對最大額定值係100mA。不過，你必須參考降額曲線。喺環境溫度25°C時，100mA係允許嘅，但隨著環境溫度升高，最大允許連續電流會降低，以保持結溫喺安全範圍內。足夠嘅散熱對於連續高電流操作至關重要。

11.3 點解最小焊接距離（3mm）咁重要？

3mm距離可以防止過多熱量沿引腳傳導，並喺焊接過程中損壞內部半導體晶片或環氧樹脂封裝。過熱會導致開裂、分層或永久性電氣性能下降。

12. 設計用例示例

場景：簡單物件接近感應器。

設計：將IR LED同一個光電晶體管並排放置，面向同一方向。用20mA恆定電流驅動LED（使用5V電源嘅電阻：R = (5V - 1.5V) / 0.02A = 175Ω，使用180Ω標準值）。當物件進入範圍時，紅外光從物件反射並進入光電晶體管，導致其集電極電流增加。呢個電流變化可以透過上拉電阻轉換為電壓，並輸入到比較器或微控制器ADC嚟檢測物件存在。940nm波長有助於抑制可見環境光。選擇 Bin M 或 N 取決於所需嘅感應距離同物件反射率。

13. 工作原理

紅外線發光二極管（IR LED）係一種半導體p-n結二極管。當正向偏置（陽極相對陰極施加正電壓）時，電子同電洞喺有源區複合，以光子形式釋放能量。所用嘅特定半導體材料（呢度係砷化鎵鋁 - GaAlAs）決定咗發射光嘅波長。對於GaAlAs，呢個會產生中心喺940納米左右嘅紅外輻射，佢喺可見光譜之外。透明透鏡唔會過濾或為光線著色，從而實現紅外輸出嘅最大傳輸。

14. 技術趨勢

雖然分立式5mm通孔LED仍然喺原型製作、業餘愛好者項目同某些工業應用中流行，但行業趨勢強烈指向表面貼裝器件（SMD）封裝。SMD IR LED具有優勢，例如更小嘅佔位面積、更適合自動貼片組裝，並且由於直接安裝喺PCB上，通常具有更好嘅熱性能。業界亦持續發展以提高IR發射器嘅效率（每電瓦輸入有更多輻射輸出）同可靠性。然而，對於任何IR應用，基本工作原理同關鍵參數（如波長、強度同視角）仍然係關鍵嘅選擇標準。