SIR383C 5mm 紅外線LED 規格書 - 5mm封裝 - 1.6V順向電壓 - 875nm波長 - 150mW功率 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

SIR383C是一款高強度5mm紅外線發光二極體。它採用透明塑膠封裝，設計用於發射峰值波長為875奈米的光線。此元件的光譜與常見的矽光電晶體、光電二極體及紅外線接收模組相匹配，使其成為各種紅外線感測與傳輸應用的理想光源。

此元件的關鍵優勢包括高可靠性、高輻射強度輸出以及低順向電壓需求。它採用無鉛材料製造，並符合相關環保法規，包括RoHS、歐盟REACH及無鹵素標準（Br < 900ppm，Cl < 900ppm，Br+Cl < 1500ppm）。標準的2.54mm接腳間距便於輕鬆整合至標準印刷電路板。

2. 技術參數詳解

2.1 絕對最大額定值

這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不保證在此條件下運作。

• 連續順向電流 (I_F): 100 mA
• 峰值順向電流 (I_FP): 1.0 A (脈衝寬度 ≤ 100μs，工作週期 ≤ 1%)
• 逆向電壓 (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
• 焊接溫度 (T_sol): 260°C (持續時間 ≤ 5秒)
• 功率消耗 (P_d): 150 mW (在25°C或以下自由空氣溫度時)

2.2 電氣與光學特性 (T_a= 25°C)

這些是在指定測試條件下的典型性能參數。

• 輻射強度 (I_e): 在 I_F= 20mA時，典型值為20 mW/sr。在脈衝條件下 (I_F= 100mA，脈衝 ≤ 100μs，工作週期 ≤ 1%)，可達95 mW/sr；在 I_F= 1A且相同脈衝限制下，最高可達950 mW/sr。
• 峰值波長 (λ_p): 875 nm (在 I_F= 20mA時)
• 頻譜頻寬 (Δλ): 80 nm (在 I_F= 20mA時)
• 順向電壓 (V_F): 1.3 V (典型值)，1.6 V (最大值) 在 I_F= 20mA時
• 逆向電流 (I_R): 10 μA (最大值) 在 V_R= 5V時
• 視角 (2θ_1/2): 20 度 (在 I_F= 20mA時)

註：測量不確定度為 V_F±0.1V，I_e±10%，λ_p.

±1.0nm。

3. 性能曲線分析

規格書提供了幾條對設計工程師至關重要的特性曲線。

此降額曲線顯示了最大允許連續順向電流如何隨著環境溫度超過25°C而降低。適當的熱管理需要參考此圖表，以防止過熱並確保長期可靠性。

3.2 光譜分佈

此圖表說明了以875nm峰值為中心，在整個波長頻譜上的相對輻射功率輸出。80nm頻寬表示發射的波長範圍，這對於匹配接收感測器的靈敏度曲線非常重要。

3.3 峰值發射波長 vs. 環境溫度

此曲線展示了峰值波長 (λ_p) 隨環境溫度變化而產生的偏移。了解這種熱漂移對於需要精確波長對齊的應用至關重要。

3.4 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V曲線)

I-V曲線是電路設計的基礎，顯示了流經LED的電流與其兩端電壓之間的非線性關係。它有助於選擇適當的限流電阻和電源需求。

3.5 輻射強度 vs. 順向電流

此圖表顯示了光學輸出（輻射強度）作為驅動電流的函數。在較高電流下，由於熱效應和效率影響，它通常是次線性的，這凸顯了在最佳範圍內驅動LED的重要性。

3.6 相對輻射強度 vs. 角度位移

此極座標圖定義了LED的空間發射模式或視角。20度的視角表示光束相對集中，適合定向紅外線應用。

4. 機械與封裝資訊

4.1 封裝尺寸

SIR383C採用標準5mm圓形LED封裝。關鍵尺寸包括本體直徑5.0mm、典型接腳間距2.54mm及總長度。陰極通常由LED透鏡邊緣的平坦面及/或較短的接腳來標示。除非另有說明，所有尺寸公差為±0.25mm。工程師必須參考規格書中的詳細機械圖以進行精確放置和佔位設計。

5. 焊接與組裝指南

正確的處理對於保持元件完整性和性能至關重要。

5.1 接腳成型

• 彎曲處應距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm。
• 在焊接前成型接腳，避免對封裝施加壓力。
• 在室溫下剪裁接腳，而非在接腳發熱時。
• 確保PCB孔位與LED接腳完美對齊，以避免安裝應力。

5.2 儲存

• 儲存於 ≤ 30°C 且 ≤ 70% 相對濕度條件下。在此條件下，保存期限為3個月。
• 如需更長時間儲存（最長1年），請使用帶有乾燥劑的氮氣密封容器。
• 避免在潮濕環境中溫度急劇變化，以防止凝結。

5.3 焊接

保持焊點與環氧樹脂燈泡之間的最小距離為3mm。

• 手工焊接: 烙鐵頭溫度 ≤ 300°C (適用最大30W烙鐵)，焊接時間 ≤ 3秒。
• 波峰/浸焊: 預熱 ≤ 100°C (最長60秒)，焊錫槽 ≤ 260°C，持續時間 ≤ 5秒。
• 在焊接期間及焊接後元件仍熱時，避免對接腳施加壓力。
• 不要進行超過一次的浸焊/手工焊接。
• 讓LED逐漸冷卻至室溫，冷卻過程中保護其免受衝擊或振動。

5.4 清潔

• 如有必要，僅在室溫下使用異丙醇清潔，時間 ≤ 1分鐘。風乾。
• 避免超音波清洗。若絕對必要，請預先確認製程參數，確保不會造成損壞。

5.5 熱管理

在應用設計階段必須考慮熱管理。工作電流應根據順向電流 vs. 環境溫度曲線進行降額，以防止接面溫度過高，這會降低性能和壽命。

6. 包裝與訂購資訊

6.1 標籤規格

產品標籤包含客戶料號、產品料號、包裝數量、各種性能等級（CAT代表強度，HUE代表波長，REF代表電壓），以及批號和日期碼等資訊。

6.2 包裝數量

標準包裝為每袋500顆，每內盒5袋。標準外箱包含10個內盒，總計5000顆。

7. 應用建議

7.1 典型應用場景

• 紅外線遙控器: 其高輻射強度，特別是在脈衝操作下，使其適合長距離或高功率遙控器。
• 煙霧偵測器: 用於光電式煙霧偵測器，其中紅外線光束被煙霧粒子散射到接收器上。
• 紅外線應用系統: 用於數據鏈路、接近感測器、物體計數器和工業自動化的通用紅外線傳輸。

7.2 設計考量

• 電流驅動: 使用恆流源或與LED串聯的限流電阻。請參考I-V曲線和降額曲線。
• 脈衝驅動以獲得更高輸出: 對於需要極高瞬時強度的應用（例如長距離傳輸），請使用脈衝驅動規格（I_FP最高可達1A，並嚴格遵守工作週期限制）。
• 光譜匹配: 確保接收器（光電晶體、光電二極體或紅外線模組）在875nm附近具有峰值靈敏度，以獲得最佳訊號強度。
• 光學設計: 20度的視角可能需要透鏡或反射器來實現所需的光束模式。
• PCB佈局: 精確遵循機械尺寸，並遵守焊點到本體最小3mm距離的規則。

8. 技術比較與差異化

與通用的5mm紅外線LED相比，SIR383C提供了均衡的功能組合：

• 高強度: 其在20mA時20 mW/sr的典型輻射強度，對於標準5mm封裝具有競爭力。
• 精確波長: 875nm峰值是常見標準，確保與接收器的廣泛相容性。
• 穩健的規格: 明確定義的脈衝操作額定值（最高1A）為高突發應用提供了設計靈活性。
• 全面合規: RoHS、REACH和無鹵素合規性使設計能適應全球市場的未來需求。
• 詳細的應用說明: 規格書提供了關於處理、焊接和儲存的廣泛指導，這對於製造良率和產品可靠性至關重要。

9. 常見問題 (FAQs)

9.1 連續順向電流額定值與脈衝順向電流額定值有何不同？

連續順向電流（100mA）是LED在考慮熱限制下，可以無限期承受而不損壞的最大直流電流。峰值順向電流（1A）是允許在非常短的脈衝（≤100μs）和低工作週期（≤1%）下使用的更高電流。這允許在不使LED晶粒過熱的情況下，產生短暫的高強度光脈衝。

9.2 如何識別陰極（負極接腳）？

陰極通常由兩個特徵指示：1) 圓形LED透鏡邊緣的平坦面，以及 2) 陰極接腳通常比陽極接腳短。焊接前務必驗證極性，以避免逆向偏壓。

9.3 我可以直接從3.3V或5V微控制器接腳驅動此LED嗎？

不可以，您不應直接連接。LED的順向電壓約為1.3-1.6V。將其直接連接到更高電壓源而不使用限流電阻，將導致過量電流流過，可能立即損壞LED。請務必使用串聯電阻，計算公式為 R = (V_電源- V_F) / I_F.

。

9.4 為何儲存條件限制為3個月？

塑膠封裝會從空氣中吸收濕氣。在後續的高溫製程（如焊接）中，這些被困住的濕氣會迅速膨脹，導致內部分層或開裂（"爆米花效應"）。3個月的限制是基於標準工廠環境條件。對於更長時間的儲存，規定了使用乾燥袋（含乾燥劑的氮氣）方法以防止吸濕。

10. 實務設計案例

情境：設計一個長距離紅外線遙控發射器。目標

: 在典型的客廳環境中實現超過30公尺的距離。:

1. 設計步驟驅動方法選擇_FP: 為了最大化距離，我們需要高的瞬時光功率。因此，我們將使用最大額定值 I
2. 為1A的脈衝驅動。脈衝參數
3. : 設定脈衝寬度為100μs，工作週期為1%（例如，100μs導通，9900μs關斷）。這確保我們保持在絕對最大額定值內。電路設計
4. : 可以使用一個由微控制器GPIO接腳控制的簡單電晶體開關（例如NPN或N通道MOSFET）。一個小的基極/閘極電阻用於限制控制電流。考慮到電晶體的飽和電壓，可能仍需要在電源和LED之間串聯一個電阻來設定精確的1A脈衝電流。電源供應_F: 電源電壓必須足夠高，以克服 V
5. （高電流時約1.5V）加上電晶體和任何串聯電阻上的壓降。5V電源通常足夠。調變
6. : 紅外線脈衝應以與目標接收器相容的載波頻率（例如38kHz）進行調變。這是在100μs的脈衝包絡內，以38kHz的速率開啟和關閉1A脈衝來實現的。熱考量_{: 雖然工作週期非常低，但仍需驗證平均功率 (P}avg_F= V_{* I}F_avg_{) 是否在150mW額定值內。在1A脈衝、1%工作週期下，I}F_avg_{= 10mA。P}avg

≈ 1.5V * 0.01A = 15mW，這完全在限制範圍內。

此方法利用了LED的脈衝能力，實現了比連續20mA驅動所能達到的更遠距離。

11. 原理介紹

紅外線發光二極體是一種半導體p-n接面二極體，當在順向偏壓下通電時，會發射不可見的紅外光。電子在元件內與電洞復合，以光子的形式釋放能量。發射光的特定波長（例如875nm）由所用半導體材料的能隙決定，在本例中為砷化鎵鋁。透明環氧樹脂透鏡不會過濾紅外光，從而實現高傳輸效率。輻射強度是每單位立體角發射的光功率量度，表示發射光束的聚焦程度和強度。

12. 發展趨勢

• 紅外線LED領域持續發展。業界可觀察到的一般趨勢包括：效率提升
• : 開發新的半導體材料和晶片結構（例如覆晶、薄膜），以在相同或更小的封裝尺寸下實現更高的輻射強度和電光轉換效率。微型化
• : 對更小封裝尺寸（例如0402、0603 SMD）的需求，以實現更緊湊的電子設備，特別是在消費性電子和穿戴式裝置中。可靠性增強
• : 改進封裝材料和製程，以承受更高的焊接溫度（符合無鉛要求）、更嚴苛的環境條件和更長的工作壽命。整合解決方案
• : 結合發射器-感測器模組和特定應用積體電路的增長，這些積體電路包含驅動器、調變器和邏輯電路，簡化了終端使用者的系統設計。波長多樣化