SIR204C 3mm 红外LED规格书 - 3.0mm直径 - 1.3V正向电压 - 875nm波长 - 150mW功耗

1. 产品概述
1.1 核心优势与目标市场
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
2.2 光电特性
为 ±1.0nm。
规格书包含多条特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。
该曲线显示了最大允许连续正向电流与环境工作温度之间的关系。随着温度升高，最大允许电流线性下降，以防止超过功耗限制并确保长期可靠性。
光谱输出图确认了峰值发射在875nm，典型带宽为80nm。这种宽带宽确保了与硅探测器的良好兼容性，后者在近红外区域具有宽光谱灵敏度。
峰值波长随温度略有偏移，这是半导体LED的常见特性。设计人员必须在波长关键型应用中考虑这种偏移，尤其是在-40°C至+85°C的整个工作温度范围内。
这条IV曲线展示了电流与电压之间的指数关系。典型的正向电压较低（20mA时为1.3V），有助于实现节能运行。该曲线对于设计合适的限流电路至关重要。
辐射强度随正向电流增加而增加，但在较高电流下由于热效应和效率影响，呈现出亚线性关系。该图有助于确定达到所需输出强度时的最佳驱动电流。
该极坐标图定义了空间发射模式，其特征是30度半角。强度在0°（轴上）最高，并按照类似余弦函数递减，这对于光学系统设计以确保正确对准和信号强度非常重要。
4. 机械与封装信息
SIR204C采用标准的T-1（3mm）圆形封装。关键尺寸包括本体直径3.0mm，典型引脚间距2.54mm，以及总长度。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.25mm。透镜为水清透明，允许完整的红外光谱通过而不会显著吸收。
LED在塑料透镜边缘有一个平面，通常表示阴极（负极）引脚。较长的引脚通常是阳极（正极）。在电路组装过程中必须注意正确的极性，以防止反向偏压损坏。
可使用手工焊接或波峰焊接。绝对最大焊接温度为260°C，焊接时间不得超过5秒。建议在波峰焊接期间使LED本体至少高出PCB表面1.5mm，以最大限度地减少对环氧树脂封装的热应力。器件应储存在-40°C至+100°C之间的干燥、防静电环境中。
6. 包装与订购信息
LED通常以袋装和盒装形式包装：每袋200-1000片，每盒5袋，每箱10盒。
产品标签包含关键标识符：客户生产编号（CPN）、生产编号（P/N）、包装数量（QTY）、等级（CAT）、峰值波长（HUE）、参考号（REF）和批号（LOT No）。
7. 应用建议
历史上用于零磁道检测。
较低的反向电压额定值（5V）使器件容易受到静电放电或极性错误造成的损坏。在可能出现反向电压瞬变的电路中，考虑增加并联保护二极管。
SIR204C通过其标准3mm封装、相对较高的辐射强度（20mA时高达6.4 mW/sr）和低正向电压的组合实现差异化。与一些较旧的红外LED相比，它提供了更好的可靠性并符合现代环保法规（RoHS、无卤）。其与硅探测器的光谱匹配是相对于不同峰值波长LED的关键优势，可最大化系统灵敏度。
9. 常见问题解答（基于技术参数）
连续正向电流（100mA）是可以无限期施加而不会损坏风险的最大直流电流。峰值正向电流（1A）是更高的电流，只能在极低的占空比（≤1%）下以非常短的脉冲（≤100μs）施加。这允许为远距离传感或同步目的产生短暂的高强度光脉冲。
如特性曲线所示，温度升高会降低最大允许连续电流，并可能导致峰值波长轻微偏移。辐射强度在较高温度下也可能降低。设计用于在-40°C至+85°C范围极端温度下工作的应用，应相应地降额工作电流。
对于大多数在50mA或以下连续电流工作的应用，如果PCB提供一定的铜箔面积用于散热，则不需要专用散热器。对于在100mA连续电流下工作，尤其是在环境温度升高的情况下，建议进行仔细的热设计，以将结温保持在安全限值内。
在典型的光电开关中，SIR204C与光电晶体管配对使用。LED以20-50mA电流驱动，通常以特定频率（例如38kHz）调制以抑制环境光干扰。发射的红外光被附近物体反射，并由光电晶体管检测。LED的30度视角在检测范围和视场之间提供了良好的平衡。低正向电压允许传感器通过简单的限流电阻从3.3V或5V逻辑电源高效供电。设计人员必须确保LED和探测器的机械对准，并可能使用隔离物来防止直接的光学串扰。
红外发光二极管（IR LED）是一种半导体p-n结二极管。当正向偏置时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，能量以光子的形式释放。发射光的波长（颜色）由半导体材料（本例中为砷化镓铝 - GaAlAs）的带隙能量决定，该材料被设计用于产生约875nm的近红外光谱光子。该波长对人眼不可见，但能被硅基传感器有效检测。

1. 产品概述

SIR204C是一款高强度的红外发射二极管，采用3毫米（T-1）水清透明塑料封装。它专为需要可靠红外发射且与硅基光电探测器光谱匹配良好的应用而设计。该器件采用GaAlAs芯片，产生峰值波长为875nm的光线，非常适合各种传感和传输系统。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED具有多项关键优势，包括高可靠性、低正向电压以及标准的2.54mm引脚间距紧凑外形。其光谱与常见的光电晶体管、光电二极管和红外接收模块相匹配。产品符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准（溴<900ppm，氯<900ppm，溴+氯<1500ppm）。其主要目标市场包括消费电子、工业自动化以及需要红外信号或传感的安全设备。

2. 深入技术参数分析

以下章节详细分解了器件的电气、光学和热学规格。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能对器件造成永久性损坏的极限。在此条件下工作不保证性能。

连续正向电流（I_F）：100 mA
峰值正向电流（I_FP）：1.0 A（脉冲宽度 ≤ 100μs，占空比 ≤ 1%）
反向电压（V_R）：5 V
工作温度（T_opr）：-40°C 至 +85°C
储存温度（T_stg）：-40°C 至 +100°C
焊接温度（T_sol）：260°C（持续时间 ≤ 5 秒）
功耗（P_d）：150 mW（在环境温度25°C或以下）

2.2 光电特性

这些参数在环境温度（T_a）为25°C时测量，定义了器件的典型性能。

辐射强度（I_e）：4.0 mW/sr（最小值）至 6.4 mW/sr（典型值），在 I_F=20mA 条件下。在脉冲条件下（I_F=100mA，占空比1%），可达 30 mW/sr，在 I_F=1A 时可达 300 mW/sr。
峰值波长（λ_p）：875 nm（典型值），在 I_F=20mA 条件下。
光谱带宽（Δλ）：80 nm（典型值），在 I_F=20mA 条件下。
正向电压（V_F）：1.3V（典型值）至 1.6V（最大值），在 I_F=20mA 条件下。在更高电流脉冲工作下此值会增加。
反向电流（I_R）：最大 10 μA，在 V_R=5V 条件下。
视角（2θ_1/2）：30 度（典型值），在 I_F=20mA 条件下。

注：测量不确定度：V_F为 ±0.1V，I_e为 ±10%，λ_p.

为 ±1.0nm。

3. 性能曲线分析

规格书包含多条特性曲线，说明了器件在不同条件下的行为。

3.1 正向电流 vs. 环境温度

该曲线显示了最大允许连续正向电流与环境工作温度之间的关系。随着温度升高，最大允许电流线性下降，以防止超过功耗限制并确保长期可靠性。

3.2 光谱分布

光谱输出图确认了峰值发射在875nm，典型带宽为80nm。这种宽带宽确保了与硅探测器的良好兼容性，后者在近红外区域具有宽光谱灵敏度。

3.3 峰值发射波长 vs. 环境温度

峰值波长随温度略有偏移，这是半导体LED的常见特性。设计人员必须在波长关键型应用中考虑这种偏移，尤其是在-40°C至+85°C的整个工作温度范围内。

3.4 正向电流 vs. 正向电压

这条IV曲线展示了电流与电压之间的指数关系。典型的正向电压较低（20mA时为1.3V），有助于实现节能运行。该曲线对于设计合适的限流电路至关重要。

3.5 辐射强度 vs. 正向电流

辐射强度随正向电流增加而增加，但在较高电流下由于热效应和效率影响，呈现出亚线性关系。该图有助于确定达到所需输出强度时的最佳驱动电流。

3.6 相对辐射强度 vs. 角位移

该极坐标图定义了空间发射模式，其特征是30度半角。强度在0°（轴上）最高，并按照类似余弦函数递减，这对于光学系统设计以确保正确对准和信号强度非常重要。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

SIR204C采用标准的T-1（3mm）圆形封装。关键尺寸包括本体直径3.0mm，典型引脚间距2.54mm，以及总长度。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.25mm。透镜为水清透明，允许完整的红外光谱通过而不会显著吸收。

4.2 极性识别

LED在塑料透镜边缘有一个平面，通常表示阴极（负极）引脚。较长的引脚通常是阳极（正极）。在电路组装过程中必须注意正确的极性，以防止反向偏压损坏。

5. 焊接与组装指南

可使用手工焊接或波峰焊接。绝对最大焊接温度为260°C，焊接时间不得超过5秒。建议在波峰焊接期间使LED本体至少高出PCB表面1.5mm，以最大限度地减少对环氧树脂封装的热应力。器件应储存在-40°C至+100°C之间的干燥、防静电环境中。

6. 包装与订购信息

6.1 包装数量规格

LED通常以袋装和盒装形式包装：每袋200-1000片，每盒5袋，每箱10盒。

6.2 标签格式规格

产品标签包含关键标识符：客户生产编号（CPN）、生产编号（P/N）、包装数量（QTY）、等级（CAT）、峰值波长（HUE）、参考号（REF）和批号（LOT No）。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景自由空间传输系统：
遥控器、短距离数据链路。光电开关：
物体检测、位置传感、槽型传感器。烟雾探测器：
用于遮光型烟雾探测腔。通用红外系统：
夜视照明器、安防系统。软盘驱动器：

历史上用于零磁道检测。

7.2 设计注意事项限流：_F始终使用串联电阻或恒流驱动器将 I
限制在所需值，对于连续工作，通常在20mA至100mA之间。热管理：
虽然功耗较低，但如果工作在接近最大额定值或高环境温度下，应确保足够的PCB铜箔面积或散热措施。光学设计：
在设计透镜、反射器或孔径以有效收集或准直发射光时，需考虑30度的视角。反向电压保护：

较低的反向电压额定值（5V）使器件容易受到静电放电或极性错误造成的损坏。在可能出现反向电压瞬变的电路中，考虑增加并联保护二极管。

8. 技术对比与差异化

SIR204C通过其标准3mm封装、相对较高的辐射强度（20mA时高达6.4 mW/sr）和低正向电压的组合实现差异化。与一些较旧的红外LED相比，它提供了更好的可靠性并符合现代环保法规（RoHS、无卤）。其与硅探测器的光谱匹配是相对于不同峰值波长LED的关键优势，可最大化系统灵敏度。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

9.1 连续正向电流和峰值正向电流有何区别？

连续正向电流（100mA）是可以无限期施加而不会损坏风险的最大直流电流。峰值正向电流（1A）是更高的电流，只能在极低的占空比（≤1%）下以非常短的脉冲（≤100μs）施加。这允许为远距离传感或同步目的产生短暂的高强度光脉冲。

9.2 环境温度如何影响性能？

如特性曲线所示，温度升高会降低最大允许连续电流，并可能导致峰值波长轻微偏移。辐射强度在较高温度下也可能降低。设计用于在-40°C至+85°C范围极端温度下工作的应用，应相应地降额工作电流。

9.3 是否需要散热器？

对于大多数在50mA或以下连续电流工作的应用，如果PCB提供一定的铜箔面积用于散热，则不需要专用散热器。对于在100mA连续电流下工作，尤其是在环境温度升高的情况下，建议进行仔细的热设计，以将结温保持在安全限值内。

10. 实际设计与使用案例

案例：物体接近传感器

在典型的光电开关中，SIR204C与光电晶体管配对使用。LED以20-50mA电流驱动，通常以特定频率（例如38kHz）调制以抑制环境光干扰。发射的红外光被附近物体反射，并由光电晶体管检测。LED的30度视角在检测范围和视场之间提供了良好的平衡。低正向电压允许传感器通过简单的限流电阻从3.3V或5V逻辑电源高效供电。设计人员必须确保LED和探测器的机械对准，并可能使用隔离物来防止直接的光学串扰。

11. 工作原理

红外发光二极管（IR LED）是一种半导体p-n结二极管。当正向偏置时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，能量以光子的形式释放。发射光的波长（颜色）由半导体材料（本例中为砷化镓铝 - GaAlAs）的带隙能量决定，该材料被设计用于产生约875nm的近红外光谱光子。该波长对人眼不可见，但能被硅基传感器有效检测。

12. 行业趋势与发展

LED规格术语详解

LED技术术语完整解释

一、光电性能核心指标

术语	单位/表示	通俗解释	为什么重要
光效（Luminous Efficacy）	lm/W（流明/瓦）	每瓦电能发出的光通量，越高越节能。	直接决定灯具的能效等级与电费成本。
光通量（Luminous Flux）	lm（流明）	光源发出的总光量，俗称"亮度"。	决定灯具够不够亮。
发光角度（Viewing Angle）	°（度），如120°	光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。	影响光照范围与均匀度。
色温（CCT）	K（开尔文），如2700K/6500K	光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。	决定照明氛围与适用场景。
显色指数（CRI / Ra）	无单位，0–100	光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。	影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。
色容差（SDCM）	麦克亚当椭圆步数，如"5-step"	颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。	保证同一批灯具颜色无差异。
主波长（Dominant Wavelength）	nm（纳米），如620nm（红）	彩色LED颜色对应的波长值。	决定红、黄、绿等单色LED的色相。
光谱分布（Spectral Distribution）	波长 vs. 强度曲线	显示LED发出的光在各波长的强度分布。	影响显色性与颜色品质。

二、电气参数

术语	符号	通俗解释	设计注意事项
正向电压（Forward Voltage）	Vf	LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。	驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。
正向电流（Forward Current）	If	使LED正常发光的电流值。	常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。
最大脉冲电流（Pulse Current）	Ifp	短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。	脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。
反向电压（Reverse Voltage）	Vr	LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。	电路中需防止反接或电压冲击。
热阻（Thermal Resistance）	Rth（°C/W）	热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。	高热阻需更强散热设计，否则结温升高。
静电放电耐受（ESD Immunity）	V（HBM），如1000V	抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。	生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。

三、热管理与可靠性

术语	关键指标	通俗解释	影响
结温（Junction Temperature）	Tj（°C）	LED芯片内部的实际工作温度。	每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。
光衰（Lumen Depreciation）	L70 / L80（小时）	亮度降至初始值70%或80%所需时间。	直接定义LED的"使用寿命"。
流明维持率（Lumen Maintenance）	%（如70%）	使用一段时间后剩余亮度的百分比。	表征长期使用后的亮度保持能力。
色漂移（Color Shift）	Δu′v′ 或麦克亚当椭圆	使用过程中颜色的变化程度。	影响照明场景的颜色一致性。
热老化（Thermal Aging）	材料性能下降	因长期高温导致的封装材料劣化。	可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。

四、封装与材料

术语	常见类型	通俗解释	特点与应用
封装类型	EMC、PPA、陶瓷	保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。	EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。
芯片结构	正装、倒装（Flip Chip）	芯片电极布置方式。	倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。
荧光粉涂层	YAG、硅酸盐、氮化物	覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。	不同荧光粉影响光效、色温与显色性。
透镜/光学设计	平面、微透镜、全反射	封装表面的光学结构，控制光线分布。	决定发光角度与配光曲线。

五、质量控制与分档

术语	分档内容	通俗解释	目的
光通量分档	代码如 2G、2H	按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。	确保同一批产品亮度一致。
电压分档	代码如 6W、6X	按正向电压范围分组。	便于驱动电源匹配，提高系统效率。
色区分档	5-step MacAdam椭圆	按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。	保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。
色温分档	2700K、3000K等	按色温分组，每组有对应的坐标范围。	满足不同场景的色温需求。

六、测试与认证

术语	标准/测试	通俗解释	意义
LM-80	流明维持测试	在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。	用于推算LED寿命（结合TM-21）。
TM-21	寿命推演标准	基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。	提供科学的寿命预测。
IESNA标准	照明工程学会标准	涵盖光学、电气、热学测试方法。	行业公认的测试依据。
RoHS / REACH	环保认证	确保产品不含有害物质（如铅、汞）。	进入国际市场的准入条件。
ENERGY STAR / DLC	能效认证	针对照明产品的能效与性能认证。	常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。

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