目錄
1. 產品概述
IR383 是一款高強度紅外線發射二極體，採用標準 T-1 (5mm) 藍色塑膠封裝。其設計旨在為紅外線傳輸系統提供可靠的性能表現。此元件的核心功能是發射峰值波長為 940nm 的紅外光，使其在光譜上與常見的光電晶體、光電二極體及紅外線接收模組相容。其主要優勢包括高輻射強度、低順向電壓，以及符合 RoHS、REACH 與無鹵素標準的設計，確保能滿足現代電子製造的要求。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
本元件設計在嚴格的限制範圍內運作，以確保其使用壽命與可靠性。連續順向電流 (IF) 額定值為 100mA，而在脈衝條件下（脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1%）則允許峰值順向電流 (IFP) 達 1.0A。最大逆向電壓 (VR) 為 5V。工作溫度範圍為 -40°C 至 +85°C，儲存溫度最高可達 +100°C。元件可承受最高 260°C 的焊接溫度，持續時間最長 10 秒。當環境溫度在 25°C 或以下時，最大功率耗散 (Pd) 為 120mW。
2.2 電氣與光學特性
關鍵性能參數是在標準溫度 25°C 下測量的。在順向電流 20mA 時，輻射強度 (Ie) 最小值為 15.0 mW/sr，典型值為 20.0 mW/sr。在脈衝操作下 (IF=50mA，脈衝寬度 ≤100μs，工作週期 ≤1%)，典型輻射強度可達 80.0 mW/sr。峰值發射波長 (λp) 中心為 940nm，典型頻譜頻寬 (Δλ) 為 45nm。順向電壓 (VF) 在 20mA 時典型值為 1.2V，最大值為 1.5V。在脈衝條件下 50mA 時，VF 典型值為 1.4V（最大值 1.8V）。在 5V 逆向偏壓下，逆向電流 (IR) 最大值為 10μA。視角 (2θ1/2) 典型值為 20 度。
3. 分級系統說明
IR383 採用輻射強度分級系統，根據元件的輸出功率進行分類。分級定義如下：P 級 (15.0-24.0 mW/sr)、Q 級 (21.0-34.0 mW/sr)、R 級 (30.0-48.0 mW/sr) 以及 S 級 (42.0-67.0 mW/sr)。此分級制度讓設計師能根據其應用的特定強度需求選擇元件，確保系統性能的一致性。測量不確定度標註為：順向電壓 ±0.1V、發光強度 ±10%、主波長 ±1.0nm。
4. 性能曲線分析
本規格書包含數條特性曲線，用以說明元件在不同條件下的行為。圖 1 顯示順向電流與環境溫度之間的關係。圖 2 描繪頻譜分佈，確認 940nm 峰值。圖 3 繪製峰值發射波長隨環境溫度變化的偏移。圖 4 說明順向電流與順向電壓的關係。圖 5 顯示相對強度如何隨順向電流變化。圖 6 呈現相對輻射強度作為與中心軸角度位移的函數。圖 7 繪製相對強度對環境溫度的關係，而圖 8 則顯示相對順向電壓如何隨環境溫度變化。這些曲線對於預測元件在實際工作環境中的性能至關重要。
5. 機械與封裝資訊
IR383 採用標準 T-1 (直徑 5mm) 藍色塑膠封裝。引腳間距為 2.54mm，與標準麵包板及印刷電路板相容。規格書中提供了詳細的封裝尺寸圖，所有尺寸均以毫米為單位標示。未指定尺寸的公差為 ±0.25mm。藍色透鏡材料有助於識別此元件為紅外線發射器。
6. 焊接與組裝指南
本元件適用於波峰焊或迴流焊，最高溫度為 260°C，持續時間不得超過 10 秒。嚴格遵守這些限制對於防止塑膠封裝或半導體晶片受損至關重要。本元件為無鉛產品，並符合無鹵素標準（溴<900ppm，氯<900ppm，溴+氯<1500ppm）。在處理與組裝過程中應遵循標準的靜電放電 (ESD) 防護措施。
7. 包裝與訂購資訊
標準包裝規格為每袋 500 件，每箱 5 袋，每箱 10 盒，總計每箱 25,000 件。標籤格式包含客戶料號 (CPN)、生產料號 (P/N)、包裝數量 (QTY)、強度等級 (AT)、峰值波長 (HUE)、參考編號 (REF) 以及批號 (LOT No) 等欄位。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
IR383 非常適合用於自由空間紅外線傳輸系統，例如消費性電子產品（電視、音響系統、機上盒）的遙控器，其高輸出功率可延長操作距離。它也適用於煙霧偵測器，與接收器配對以偵測懸浮微粒，以及各種其他基於紅外線的感測與通訊系統。
8.2 設計考量
設計驅動電路時，必須使用串聯電阻或恆流源將順向電流限制在最大連續或脈衝額定值內。低順向電壓有助於降低功耗。窄 20 度視角提供了更集中的光束，這對點對點通訊有益，但需要仔細對準。若在接近最大功率耗散的情況下運作，特別是在高環境溫度時，可能需要考慮散熱措施。
9. 技術比較與差異化
與通用的 5mm 紅外線 LED 相比，IR383 提供了保證的最低輻射強度，並具備完整的性能曲線集與正式的分級結構。其符合現代環保法規（RoHS、REACH、無鹵素）的特性，對於材料限制嚴格的市場而言是一項關鍵的差異化優勢。指定的 940nm 波長是常見標準，確保了與接收器積體電路的廣泛相容性。
10. 常見問題 (FAQ)
問：連續順向電流額定值與脈衝順向電流額定值有何不同？
答：連續額定值 (100mA) 適用於穩態操作。脈衝額定值 (1.0A) 允許更高的瞬間電流以產生更亮的閃光，但僅適用於極短的脈衝 (≤100μs) 且工作週期低 (≤1%)，以避免過熱。
問：環境溫度如何影響性能？
答：如特性曲線所示，溫度升高通常會導致輻射輸出下降，並使順向電壓略微增加。設計師在超過 25°C 的環境下運作時，必須對性能參數進行降額處理。
問：此 LED 可用於資料傳輸嗎？
答：可以，其快速響應時間（LED 固有特性）與高輸出使其適合用於遙控器與短距離通訊鏈路中的調變資料傳輸，儘管規格書中未指定調變頻寬。
11. 實務設計與使用案例
案例：設計長距離紅外線遙控器
對於需要延長距離的遙控器，設計師會選擇 IR383 的 S 級以獲得最高的輻射強度。驅動電路會使用微控制器產生調變訊號（例如 38kHz 載波）。電晶體開關將以 50mA 或更高的電流脈衝驅動 LED，並保持在通訊協定所用脈衝寬度的 1% 工作週期限制內。窄視角有助於將能量集中朝向接收器。簡單的串聯電阻計算公式為 R = (Vcc - Vf) / If，其中 Vf 取自脈衝電流下的典型值。
12. 原理介紹
紅外線發光二極體 (IR LED) 是一種半導體 p-n 接面二極體，當施加順向偏壓時會發射不可見的紅外光。電子在元件內部與電洞復合，以光子的形式釋放能量。特定的半導體材料（IR383 使用 GaAlAs）與結構決定了發射光的波長，在此案例中為 940nm。塑膠封裝保護晶片、提供機械防護，而透鏡則塑造了輻射圖案。
13. 技術趨勢
紅外線 LED 的技術趨勢持續朝向更高效率（每瓦電能產生更多輻射輸出）發展，這有助於降低功耗與熱量產生。同時也致力於提升可靠性與使用壽命。封裝技術不斷演進，以實現更好的熱管理與更精確的光學控制。此外，將驅動電路與感測器整合到緊湊模組中，以簡化終端使用者的設計，正變得越來越普遍。符合不斷演進的全球環保與材料法規，仍然是產業的關鍵焦點。
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦電能發出的光通量，越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源發出的總光量，俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光強降至一半時的角度，決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫（CCT） | K（開爾文），如2700K/6500K | 光的顏色冷暖，低值偏黃/暖，高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數（CRI / Ra） | 無單位，0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力，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，如"5-step" | 顏色一致性的量化指標，步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長（Dominant Wavelength） | nm（奈米），如620nm（紅） | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈（Spectral Distribution） | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓，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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動，電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流（Pulse Current） | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流，用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制，否則過熱損壞。 |
| 反向電壓（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向電壓，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） | 熱量從晶片傳到焊點的阻力，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），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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低；陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝（Flip Chip） | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高，適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上，部分轉化為黃/紅光，混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構，控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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，確保顏色落在極小範圍內。 | 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，每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質（如鉛、汞）。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目，提升市場競爭力。 |