目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術規格詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 3. 分級系統說明 產品根據喺IF=20mA下測量嘅輻射強度，提供唔同嘅性能等級或分級。咁樣設計師就可以揀選完全符合其靈敏度要求嘅元件。 H級：輻射強度範圍由2.0 mW/sr（最小）至3.2 mW/sr（最大）。 J級：輻射強度範圍由2.8 mW/sr（最小）至4.5 mW/sr（最大）。 K級：輻射強度範圍由4.0 mW/sr（最小）至6.4 mW/sr（最大）。 測量不確定度註明：正向電壓為±0.1V，發光強度為±10%，主波長為±1.0nm。 4. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 環境溫度
- 4.2 光譜分佈
- 3.3 峰值發射波長 vs. 環境溫度
- 4.4 正向電流 vs. 正向電壓
- 4.5 輻射強度 vs. 正向電流
- 4.6 相對輻射強度 vs. 角度位移
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸圖
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 儲存
- 6.3 焊接過程
- 6.4 清潔
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 標籤規格
- 7.2 包裝規格
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較同區分
- 10. 常見問題解答（FAQ）
- 11. 實際使用案例
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
IR323/H0-A 係一款高強度紅外線發射二極管，採用5.0mm藍色塑膠封裝。佢專為需要喺940nm光譜範圍內提供可靠紅外線發射嘅應用而設計。呢款器件喺光譜上同常見嘅矽光電晶體管、光電二極管同紅外線接收模組匹配，令佢成為各種光電系統中嘅多功能元件。
主要優點包括高可靠性、出色嘅輻射強度，以及低正向電壓，有助於實現節能運作。產品符合主要環保法規，包括RoHS、歐盟REACH同無鹵素標準，確保佢適合現代電子製造。
2. 技術規格詳解
2.1 絕對最大額定值
器件設計喺嚴格限制內運作，以確保長壽命同可靠性。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，佔空比 ≤1%），允許峰值正向電流（IFP）達到1.0 A。最大反向電壓（VR）為5 V。工作溫度範圍（Topr）由-40°C至+85°C，而儲存溫度範圍則為-40°C至+100°C。喺環境溫度25°C或以下時，最大功耗（Pd）為150 mW。焊接溫度唔應該超過260°C，持續時間為5秒或更短。
2.2 電光特性
所有特性均喺環境溫度（Ta）25°C下指定。輻射強度（Ie）係主要性能指標。喺正向電流（IF）為20mA時，典型輻射強度為3.5 mW/sr，最小值為2.0 mW/sr。喺脈衝條件下（IF=100mA，脈衝寬度 ≤100μs，佔空比 ≤1%），典型強度達到15 mW/sr。喺相同脈衝條件下，峰值電流為1A時，典型強度為150 mW/sr。
峰值發射波長（λp）通常為940nm，光譜帶寬（Δλ）為45nm。正向電壓（VF）較低，喺20mA時典型值為1.2V，最大值為1.5V。喺100mA（脈衝）時，VF典型值為1.3V（最大1.6V）。喺1A（脈衝）時，VF上升至典型值2.6V（最大4.0V）。反向電流（IR）喺VR=5V時最大值為10 μA。視角（2θ1/2）通常為60度，定義咗發射錐角。
3. 分級系統說明
產品根據喺IF=20mA下測量嘅輻射強度，提供唔同嘅性能等級或分級。咁樣設計師就可以揀選完全符合其靈敏度要求嘅元件。
- H級：輻射強度範圍由2.0 mW/sr（最小）至3.2 mW/sr（最大）。
- J級：輻射強度範圍由2.8 mW/sr（最小）至4.5 mW/sr（最大）。
- K級：輻射強度範圍由4.0 mW/sr（最小）至6.4 mW/sr（最大）。
測量不確定度註明：正向電壓為±0.1V，發光強度為±10%，主波長為±1.0nm。
4. 性能曲線分析
4.1 正向電流 vs. 環境溫度
降額曲線顯示最大允許正向電流點樣隨住環境溫度升高超過25°C而降低。呢個圖表對於熱管理同確保LED喺所有環境條件下都喺其安全工作區（SOA）內運作至關重要。
4.2 光譜分佈
光譜輸出圖確認咗以940nm為中心嘅窄帶發射。呢個波長非常適合同矽基探測器兼容，因為後者喺近紅外區域具有峰值靈敏度，而且相比更短嘅紅外波長，對人眼嘅可見度更低。
3.3 峰值發射波長 vs. 環境溫度
呢條曲線說明咗峰值波長隨住結溫變化而產生嘅輕微偏移。對於需要喺寬溫度範圍內進行精確光譜匹配嘅應用，理解呢種偏移好重要。
4.4 正向電流 vs. 正向電壓
IV特性曲線係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。佢顯示咗施加嘅正向電壓同產生嘅電流之間嘅關係。呢條曲線對於設計驅動電路（無論係使用恆流源定係電阻限壓源）都係必不可少嘅。
4.5 輻射強度 vs. 正向電流
呢個圖表展示咗驅動電流同光學輸出之間嘅超線性關係。輻射強度隨電流顯著增加，特別係喺脈衝高電流區域，突顯咗器件喺高亮度脈衝應用中嘅能力。
4.6 相對輻射強度 vs. 角度位移
極座標圖可視化咗視角，顯示出發射強度點樣隨住偏離中心軸（0°）嘅角度增加而降低。典型嘅60度視角（強度降至一半）由呢條曲線確認，對於設計光學對準同覆蓋範圍至關重要。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸圖
機械圖指定咗LED嘅物理尺寸。關鍵尺寸包括總直徑5.0mm、引腳間距2.54mm（通孔元件標準）以及由底座到透鏡上各個點嘅距離。圖紙包括頂視圖同側視圖，並註明關鍵公差（除非另有說明，通常為±0.25mm）。陽極（正極）引腳通常被識別為較長嘅引腳。
6. 焊接同組裝指引
6.1 引腳成型
引腳應該喺距離環氧樹脂燈泡底座至少3mm嘅位置彎曲。成型必須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
LED應該儲存喺30°C或以下同70%相對濕度或以下嘅環境中。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），請使用帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器。打開防潮袋後，元件應喺24小時內使用。
6.3 焊接過程
焊接時，焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少3mm。推薦條件如下：
- 手動焊接：烙鐵頭最高溫度300°C（最大30W），焊接時間最長3秒。
- 波峰焊/浸焊：預熱最高溫度100°C（最長60秒），焊錫槽最高溫度260°C，最長5秒。
提供咗推薦嘅焊接溫度曲線圖，顯示咗逐漸升溫、喺液相線以上嘅特定時間同受控冷卻。避免快速熱循環。浸焊或手動焊接唔應該進行超過一次。喺LED熱嘅時候保護佢免受機械衝擊。
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。由於可能損壞內部結構，唔建議使用超聲波清潔。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 標籤規格
包裝上嘅標籤包含關鍵資訊：客戶產品編號（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（LOT No）同月份代碼（X）。
7.2 包裝規格
LED包裝喺防靜電袋中。標準包裝流程為：每袋200-500件，每內盒5袋，每外箱10個內盒。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 自由空間傳輸系統：適用於短距離無線數據鏈路、遙控器或接近傳感器。
- 光電開關同物體檢測：與光電探測器結合使用，以感應物體嘅存在、位置或移動。
- 軟磁碟機：歷史上用於感應磁碟存在或磁軌位置。
- 煙霧探測器：用於遮光式探測器，煙霧顆粒會散射或阻擋紅外光束。
- 通用紅外線系統：任何需要可靠940nm紅外光源嘅應用。
8.2 設計考慮因素
- 驅動電路：使用恆流源或串聯限流電阻來設定所需嘅正向電流（IF）。計算電源要求時，請考慮正向電壓（VF）降。
- 熱管理：遵守降額曲線。對於高電流或高環境溫度下嘅連續運作，請考慮使用散熱器或強制風冷，以將結溫保持喺限制範圍內。
- 光學設計：60度視角定義咗光束擴散。如果需要唔同嘅光束模式，請使用透鏡或光圈。確保與接收傳感器正確對準。
- 電氣保護：加入針對反向電壓尖峰同靜電放電（ESD）嘅保護，因為最大反向電壓只有5V。
9. 技術比較同區分
IR323/H0-A 通過結合標準5mm通孔封裝、精確定義嘅940nm波長同高輻射強度來區分自己。相比通用紅外線LED，佢提供保證性能分級、全面嘅環保合規性（RoHS、REACH、無鹵素）以及由典型性能曲線支持嘅詳細可靠規格書。低正向電壓對於電池供電應用係一個優勢，可以降低驅動電路嘅功耗。
10. 常見問題解答（FAQ）
問：H級、J級同K級有咩分別？
答：分級代表喺20mA下唔同嘅保證最小同最大輻射強度水平。K級提供最高輸出，其次係J級，然後係H級。請根據你接收電路所需嘅靈敏度進行選擇。
問：我可唔可以直接用5V電源驅動呢個LED？
答：唔可以。喺20mA時，正向電壓只有大約1.2-1.5V。直接連接到5V會導致過大電流，損壞LED。你必須使用一個串聯電阻來限制電流。例如，使用5V電源同目標IF=20mA，R = (5V - 1.2V) / 0.02A = 190 歐姆（使用標準200歐姆電阻）。
問：點解峰值電流（1A）比連續電流（100mA）高咁多？
答：呢個係由於熱限制。喺高連續電流下，熱量會喺半導體結中積聚。喺脈衝模式下（非常短嘅脈衝同低佔空比），結冇時間過熱，因此允許喺短時間內有更高嘅瞬時電流。
問：藍色封裝顏色有冇特別意義？
答：藍色塑膠係一種環氧樹脂，對其發射嘅940nm紅外光係透明嘅。顏色用於視覺識別，對輸出波長嘅濾波影響極小。
11. 實際使用案例
設計一個簡單嘅物體檢測傳感器：將IR323/H0-A與一個光電晶體管配對。將LED同光電晶體管面對面放置喺一條路徑兩側。當物體中斷紅外光束時，來自光電晶體管嘅信號會下降。940nm波長係不可見嘅，可以防止環境可見光嘅干擾。高輻射強度確保咗強勁嘅信號，可以喺幾厘米到一米嘅距離內（取決於對準同光學設計）進行可靠檢測。低正向電壓允許傳感器由3.3V微控制器板供電，只需一個簡單嘅晶體管開關同用於LED嘅限流電阻。
12. 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。當施加正向電壓時，來自n區嘅電子同來自p區嘅空穴被注入到結區。當呢啲電荷載流子復合時，能量以光子（光）嘅形式釋放。所用嘅特定半導體材料（砷化鎵鋁 - GaAlAs）決定咗能帶隙，進而定義咗發射光子嘅波長——喺呢個情況下，大約為940nm，屬於近紅外光譜。塑膠封裝封裝並保護半導體芯片，同時充當主透鏡來塑造發射光束。
13. 技術趨勢
紅外線LED技術持續發展。總體趨勢包括提高輻射強度同功率效率（每瓦電輸入產生更多光輸出），從而實現更長距離或更低功耗。另外亦都趨向小型化，表面貼裝器件（SMD）封裝比通孔類型更為普及，以適應自動化組裝。此外，集成係一個關鍵趨勢，LED與驅動器、調製器甚至傳感器結合到單一模組中，用於特定應用，例如手勢感應或飛行時間（ToF）距離測量。基礎材料科學則專注於提高可靠性、熱性能同波長穩定性。
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。 |