ورقة بيانات ثنائي الضوء LED ثنائي اللون LTST-C295KGKFKT - ارتفاع 0.55 مم - جهد أمامي نموذجي 2.0 فولت - أخضر وبرتقالي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTST-C295KGKFKT ثنائي ضوء LED ثنائي اللون، من نوع الجهاز السطحي (SMD)، مُصمم للتطبيقات الإلكترونية الحديثة التي تتطلب حجمًا مضغوطًا وأداءً موثوقًا. يستخدم هذا المنتج تقنية شريحة AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) المتقدمة لكل من مصدري الضوء الأخضر والبرتقالي، مُحاطًا بغلاف خارجي رقيق للغاية يبلغ ارتفاعه 0.55 مم فقط. يتم تعبئته على شريط بعرض 8 مم ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات، مما يجعله متوافقًا تمامًا مع معدات التجميع الآلي عالية السرعة (pick-and-place). يُصنف الجهاز على أنه منتج صديق للبيئة، حيث يلبي معايير التوافق مع RoHS (تقييد المواد الخطرة)، وهو مناسب للاستخدام في مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

1.1 المزايا الأساسية

تنبع المزايا الأساسية لهذا LED من الجمع بين المواد المتقدمة والعامل الشكلي المصغر. يوفر استخدام مادة أشباه الموصلات AlInGaP كفاءة إضاءة عالية، مما يؤدي إلى إخراج ساطع من مساحة شريحة صغيرة. توفر القدرة ثنائية اللون داخل غلاف واحد توفيرًا في المساحة الثمينة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) مقارنة باستخدام ثنائيي LED أحاديي اللون منفصلين. يعد ملفه الشخصي الفائق الرقة أمرًا بالغ الأهمية للتطبيقات ذات القيود الصارمة على الارتفاع، كما في شاشات التلفزيون فائقة النحافة والأجهزة المحمولة ووحدات الإضاءة الخلفية. علاوة على ذلك، فإن توافقه مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) يسمح بدمجه باستخدام خطوط تجميع تقنية التركيب السطحي القياسية (SMT)، مما يضمن عائد تصنيع عالي وموثوقية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات، موضحًا أهميتها لمهندسي التصميم.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييدات حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يُقصد بها التشغيل العادي.

• تبديد الطاقة (P_D):75 ملي واط لكل لون. هذا هو الحد الأقصى للطاقة التي يمكن لـ LED تبديدها كحرارة. يمكن أن يؤدي تجاوز هذه القيمة، عادةً عن طريق التشغيل بتيار مرتفع جدًا أو في درجة حرارة محيطة عالية، إلى ارتفاع درجة الحرارة، وتسريع تدهور مادة أشباه الموصلات، وفي النهاية، الفشل.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):80 مللي أمبير (عند دورة عمل 1/10، وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية). هذا التقييد مخصص للتشغيل النبضي، وغالبًا ما يُستخدم في دوائر التعددية (multiplexing) أو لتحقيق فترات قصيرة من السطوع العالي جدًا. تعتبر دورة العمل المنخفضة وعرض النبضة القصير ضروريين لمنع ارتفاع درجة حرارة الوصلة بشكل مفرط أثناء النبضة.
• تيار التيار المستمر الأمامي (I_F):30 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الموصى به للتشغيل الموثوق على المدى الطويل. يعد تصميم دائرة القيادة للتشغيل عند هذا التيار أو أقل أمرًا بالغ الأهمية لضمان العمر الافتراضي المحدد لـ LED والحفاظ على الخصائص البصرية المستقرة.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. لم يتم تصميم LEDs لتحمل انحياز عكسي كبير. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في حدوث انهيار مفاجئ للوصلة PN، مما يؤدي إلى فشل فوري وكارثي. يجب أن يضمن تصميم الدائرة المناسب عدم تعرض LED لجهد عكسي، غالبًا باستخدام ثنائيات حماية متسلسلة في سيناريوهات التيار المتردد أو القيادة ثنائية القطب.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-30°C إلى +85°C و -40°C إلى +85°C، على التوالي. تحدد هذه النطاقات الظروف البيئية التي يمكن للجهاز تحملها أثناء الاستخدام وأثناء إيقاف التشغيل. سيؤدي التشغيل بالقرب من الحد الأعلى أو تجاوزه إلى تقليل إخراج الضوء والعمر الافتراضي.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه المعلمات تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C) وتمثل الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإضاءة (I_V):لـ LED الأخضر، القيمة النموذجية هي 35.0 ملي شمعة عند 20 مللي أمبير، مع حد أدنى 18.0 ملي شمعة. لـ LED البرتقالي، القيمة النموذجية هي 90.0 ملي شمعة عند 20 مللي أمبير، مع حد أدنى 28.0 ملي شمعة. الباعث البرتقالي أكثر كفاءة بطبيعته في نظام مادة AlInGaP، مما يؤدي إلى إخراج نموذجي أعلى. تعتبر القيم الدنيا بالغة الأهمية للمصممين الذين يجب عليهم ضمان مستوى معين من السطوع في تطبيقهم.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):130 درجة (نموذجية لكلا اللونين). تشير زاوية الرؤية الواسعة هذه إلى نمط إشعاع لامبرتي أو شبه لامبرتي، حيث تكون شدة الضوء موحدة نسبيًا عبر منطقة واسعة. هذا مثالي لمصابيح المؤشر العامة والإضاءة الخلفية حيث تكون الرؤية من زوايا متعددة مطلوبة، على عكس LED ذو الحزمة الضيقة المستخدم لتوجيه الضوء.
• طول موجة الذروة والطول الموجي السائد (λ_P, λ_d):يبلغ طول موجة الذروة النموذجي لـ LED الأخضر 574 نانومتر والطول الموجي السائد 571 نانومتر. يبلغ طول موجة الذروة النموذجي لـ LED البرتقالي 611 نانومتر والطول الموجي السائد 605 نانومتر. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية وهو المعيار الرئيسي لتحديد اللون. يرجع الاختلاف الطفيف بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد إلى شكل طيف الانبعاث.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 15 نانومتر للأخضر و 17 نانومتر للبرتقالي. يصف هذا المعيار، المعروف أيضًا باسم العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM)، نقاء الطيفي للضوء. يشير العرض الأضيق إلى لون أكثر أحادية (نقي). هذه القيم نموذجية لـ LEDs من نوع AlInGaP وتوفر تشبع لوني جيد.
• الجهد الأمامي (V_F):2.0 فولت نموذجي، 2.4 فولت كحد أقصى عند 20 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا الجهد الأمامي المنخفض مفيد لأنه يقلل من استهلاك الطاقة والحمل الحراري. يجب تصميم دائرة القيادة (عادةً مصدر تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار) لاستيعاب أقصى V_Fلضمان توصيل التيار المطلوب تحت جميع الظروف، بما في ذلك الاختلاف من جهاز لآخر وتأثيرات درجة الحرارة.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند 5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون الجهاز في حالة انحياز عكسي ضمن حدوده القصوى. قد تشير القيمة الأعلى بكثير من هذه إلى وجود وصلة تالفة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تتضمن ورقة البيانات رموز التصنيف لشدة الإضاءة والطول الموجي السائد، وهي ضرورية للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون أو السطوع.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز (تصنيف) LEDs بعد التصنيع بناءً على إخراج الضوء المقاس. بالنسبة لـ LED الأخضر، تتراوح التصنيفات من \"M\" (18.0-28.0 ملي شمعة) إلى \"Q\" (71.0-112.0 ملي شمعة). بالنسبة لـ LED البرتقالي، تتراوح التصنيفات من \"N\" (28.0-45.0 ملي شمعة) إلى \"R\" (112.0-180.0 ملي شمعة). كل تصنيف له تسامح +/-15%. عند الطلب، يضمن تحديد تصنيف أضيق (على سبيل المثال، فقط \"P\" و \"Q\") سطوعًا أكثر اتساقًا عبر وحدات متعددة في التجميع، وهو أمر حيوي للشاشات متعددة LEDs أو مصفوفات الإضاءة الخلفية. يُوصى باستخدام LEDs من تصنيف واحد لتحقيق الاتساق البصري الأمثل.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (للأخضر فقط)

يتم أيضًا تصنيف LEDs الخضراء حسب الطول الموجي السائد إلى الرموز \"C\" (567.5-570.5 نانومتر)، \"D\" (570.5-573.5 نانومتر)، و \"E\" (573.5-576.5 نانومتر)، مع تسامح +/-1 نانومتر لكل تصنيف. يسمح ذلك للمصممين باختيار LEDs ذات درجة محددة جدًا من اللون الأخضر، وهو أمر مهم لمؤشرات الترميز اللوني أو عند مطابقة مخطط ألوان مؤسسي أو منتج محدد. يتم تحديد الطول الموجي لـ LED البرتقالي كقيمة نموذجية فقط، مما يشير إلى تباين أقل أو أن التصنيف غير مقدم لهذا المعيار.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (على سبيل المثال، الشكل 1، الشكل 6)، فإن آثارها قياسية لتقنية LED.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

خاصية I-V لـ LED هي أسية. تؤدي الزيادة الصغيرة في الجهد الأمامي بعد نقطة \"التشغيل\" إلى زيادة كبيرة في التيار. هذا هو السبب في أنه يجب تشغيل LEDs بواسطة مصدر تيار ثابت أو مع مقاومة محددة للتيار على التوالي؛ حيث أن مصدر الجهد الثابت سيؤدي إلى هروب حراري وتدمير. يوفر V_Fالنموذجي البالغ 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير نقطة التشغيل لهذا التصميم.

4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي

تتناسب شدة الإضاءة تقريبًا مع التيار الأمامي في نطاق التشغيل العادي. ومع ذلك، غالبًا ما تنخفض الكفاءة (لومن لكل واط) عند التيارات العالية جدًا بسبب زيادة الحرارة وعمليات إعادة التركيب غير المشعة الأخرى. يضمن التشغيل عند التيار الموصى به 20 مللي أمبير DC أو أقل كفاءة مثالية وعمر أطول.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

يعتمد أداء LED بشكل كبير على درجة الحرارة. مع زيادة درجة حرارة الوصلة: ينخفض الجهد الأمامي (V_F) قليلاً. تنخفض شدة الإضاءة بشكل كبير. بالنسبة لـ LEDs من نوع AlInGaP، يمكن أن ينخفض إخراج الضوء بنحو 0.5-1.0% لكل درجة مئوية ارتفاع في درجة حرارة الوصلة. قد يتحول الطول الموجي السائد قليلاً (عادةً إلى أطوال موجية أطول لـ AlInGaP). يعد الإدارة الحرارية الفعالة على لوحة الدوائر المطبوعة، مثل استخدام الفتحات الحرارية أو مساحة نحاسية، أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء البصري المستقر، خاصة في تطبيقات الطاقة العالية أو درجة الحرارة المحيطة العالية.

4.4 التوزيع الطيفي

سيظهر الرسم البياني الطيفي المشار إليه ذروة واحدة ضيقة نسبيًا لكل لون، وهي سمة مميزة لمادة AlInGaP. يؤكد غياب القمم الثانوية أو الطيف العريض نقاء لون الجهاز، وهو مرغوب للتطبيقات التي تتطلب ألوانًا مشبعة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف والقطبية

يتوافق الجهاز مع مخطط غلاف قياسي EIA. الميزة الميكانيكية الرئيسية هي ارتفاعه البالغ 0.55 مم. يتم تحديد تخصيص المسامير بوضوح: المسامير 1 و 3 مخصصة لـ LED الأخضر، والمسامير 2 و 4 مخصصة لـ LED البرتقالي. يسمح تصميم الوسادات الأربعة هذا بالتحكم المستقل في اللونين. يتم الإشارة إلى القطبية عن طريق ترقيم المسامير؛ عادةً، يتم توصيل الأنود بمصدر الطاقة الموجب عبر دائرة القيادة، ويتم توصيل الكاثود بالأرض أو مصرف التيار.

5.2 تصميم وسادة اللحام الموصى به

توفر ورقة البيانات أبعاد وسادة اللحام المقترحة. يعد اتباع هذه التوصيات أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق وصلات لحام موثوقة أثناء إعادة التدفق. يؤثر تصميم الوسادة على شكل حشوة اللحام، مما يؤثر على القوة الميكانيكية والتوصيل الحراري بعيدًا عن LED. يضمن الوسادة المصممة جيدًا المحاذاة الذاتية المناسبة أثناء إعادة التدفق ويمنع ظاهرة \"الشمعدان\" (حيث يرتفع أحد طرفي المكون عن الوسادة).

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء

الجهاز متوافق تمامًا مع عمليات لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) أو الحمل الحراري، وهو المعيار لتجميع SMT. توفر ورقة البيانات ملفًا تعريفًا مقترحًا متوافقًا مع معايير JEDEC للحام الخالي من الرصاص. تشمل المعايير الرئيسية: منطقة تسخين مسبق (150-200 درجة مئوية) لرفع درجة الحرارة ببطء وتنشيط المادة المساعدة على اللحام (flux). درجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية. وقت فوق درجة السيولة (عادة 217 درجة مئوية لحام SnAgCu) بحد أقصى 10 ثوانٍ. يجب التحكم في إجمالي الوقت من درجة حرارة الغرفة إلى الذروة والعودة لتقليل الإجهاد الحراري على الغلاف البلاستيكي وشريحة أشباه الموصلات.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا للإصلاح أو النماذج الأولية، فيجب توخي الحذر الشديد. التوصية هي استخدام مكواة لحام بحد أقصى درجة حرارة 300 درجة مئوية وتحديد وقت التلامس إلى 3 ثوانٍ لكل وسادة. يمكن أن يؤدي الحرارة المفرطة أو التلامس المطول إلى إذابة العدسة البلاستيكية، أو إتلاف روابط الأسلاك داخل الغلاف، أو تقشير مادة تثبيت الشريحة.

6.3 ظروف التخزين والتعامل

تعتبر LEDs أجهزة حساسة للرطوبة (MSD). يمكن للغلاف البلاستيكي امتصاص الرطوبة من الهواء، والتي يمكن أن تتحول إلى بخار أثناء عملية إعادة التدفق عالية الحرارة، مما يتسبب في تشقق داخلي أو \"انفجار مثل الفشار\". تحدد ورقة البيانات ما يلي: يجب تخزين العبوات المغلقة عند ≤30 درجة مئوية و ≤90% رطوبة نسبية واستخدامها خلال عام واحد. بمجرد الفتح، يجب تخزين LEDs عند ≤30 درجة مئوية و ≤60% رطوبة نسبية. يجب تجفيف المكونات المعرضة للهواء المحيط لأكثر من أسبوع واحد عند 60 درجة مئوية لمدة 20 ساعة على الأقل قبل اللحام لطرد الرطوبة. يشمل التعامل السليم أيضًا احتياطات ضد التفريغ الكهروستاتيكي (ESD). على الرغم من أنها ليست حساسة مثل بعض الدوائر المتكاملة، إلا أن LEDs يمكن أن تتلف بسبب ESD. يُوصى باستخدام أسوار معصم مؤرضة، وسجاد مضاد للكهرباء الساكنة، ومعدات مؤرضة بشكل صحيح.

6.4 التنظيف

يجب إجراء التنظيف بعد اللحام، إذا لزم الأمر، باستخدام المذيبات المحددة فقط. توصي ورقة البيانات باستخدام الكحول الإيثيلي أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. يمكن للمواد الكيميائية القاسية أو غير المحددة أن تهاجم مادة العدسة البلاستيكية، مما يسبب التعكر أو التشقق أو تغير اللون، مما يؤدي إلى تدهور شديد في الأداء البصري.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد الجهاز في شريط حامل بارز بشريط غطاء واقٍ، ملفوف على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). الكمية القياسية للبكرة هي 4000 قطعة. يتم تحديد الحد الأدنى لكمية الطلب بـ 500 قطعة للبكرات المتبقية. تتوافق أبعاد الشريط وتباعد الجيوب مع مواصفات ANSI/EIA-481، مما يضمن التوافق مع مغذيات SMT القياسية. يتضمن تصميم الشريط ميزات للتوجيه وثقوب التروس للتقدم الميكانيكي الدقيق.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تجعل القدرة ثنائية اللون والملف الشخصي الرقيق هذا LED مناسبًا للعديد من التطبيقات: مؤشرات الحالة: يمكن لعنصر واحد عرض حالتين (على سبيل المثال، أخضر لـ \"تشغيل/جاهز\"، برتقالي لـ \"استعداد/تحذير\"). الإضاءة الخلفية للأزرار والمفاتيح: زاوية الرؤية الواسعة والسطوع مثاليان لإضاءة الرموز على لوحات التحكم. الإلكترونيات الاستهلاكية: تُستخدم في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء وأجهزة التحكم عن بُعد حيث تكون المساحة محدودة. إضاءة المقصورة الداخلية للسيارات: لمؤشرات لوحة القيادة أو الإضاءة المحيطة (خاضعة للتأهيل للدرجات السيارة المحددة). الأجهزة المحمولة: تستفيد الأجهزة التي تعمل بالبطارية من جهدها الأمامي المنخفض، مما يقلل من استنزاف الطاقة.

8.2 اعتبارات التصميم

تحديد التيار: استخدم دائمًا مشغل تيار ثابت أو مقاومة متسلسلة محسوبة بناءً على جهد الإمداد وأقصى V_Fلـ LED. الإدارة الحرارية: تأكد من أن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة يوفر مسارًا حراريًا كافيًا، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من أقصى تيار. ضع في الاعتبار المقاومة الحرارية من وصلة LED إلى البيئة المحيطة. حماية ESD: قم بتضمين ثنائيات حماية ESD على خطوط الإشارة التي تشغل LED إذا كانت معرضة لواجهات المستخدم. التصميم البصري: قد تتطلب زاوية الرؤية الواسعة أدلة ضوئية أو موزعات إذا كانت هناك حاجة لنمط حزمة محدد. بالنسبة لخلط الألوان (إذا تم تشغيل كلا LED في وقت واحد)، افهم أن إدراك العين البشرية للون المختلط (على سبيل المثال، لون مصفر من الأخضر+البرتقالي) غير خطي.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بتقنيات LED الأقدم مثل GaP القياسي (فوسفيد الغاليوم) أو GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم شريحة AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى إخراج ضوء أكثر سطوعًا لنفس تيار القيادة. مقارنة ببعض LEDs البيضاء القائمة على شرائح زرقاء مع الفوسفور، تقدم هذه LEDs أحادية اللون نقاء لونيًا فائقًا وكفاءة أعلى عادةً ضمن نطاق لونها المحدد. المميز الرئيسي لهذا الجزء المحدد هو الجمع بين لونين متميزين وفعالين في غلاف قياسي في الصناعة فائق الرقة يدعم تجميع إعادة التدفق الكامل. يقلل هذا التكامل من عدد الأجزاء ووقت التجميع ومساحة اللوحة مقارنة باستخدام ثنائيي LED منفصلين.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل كل من LED الأخضر والبرتقالي في نفس الوقت؟

ج: نعم، فهما مستقلان كهربائيًا. ومع ذلك، يجب عليك التأكد من أن إجمالي تبديد الطاقة (I_F* V_Fلكل LED، بالإضافة إلى أي خسائر في المشغل) لا يتجاوز السعة الحرارية لـ PCB والحدود الخاصة بالجهاز نفسه. يؤدي تشغيل كليهما بكامل 20 مللي أمبير في وقت واحد إلى تبديد حوالي 80 ملي واط، وهو أعلى من تصنيف 75 ملي واط لكل لون ولكن قد يكون مقبولاً إذا كانت دورة العمل منخفضة أو كانت الإدارة الحرارية ممتازة. استشر الحسابات الحرارية لتخطيطك المحدد.

س: ما الفرق بين \"طول موجة الذروة\" و \"الطول الموجي السائد\"؟

ج: طول موجة الذروة (λ_P) هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في الحد الأقصى. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي سيبدو له نفس اللون لمراقب بشري قياسي. يتم حساب λ_dمن إحداثيات اللونية CIE وهو المعيار الأكثر صلة لتحديد اللون المدرك.

س: كيف أفسر رموز التصنيف عند تقديم طلب؟

ج: لضمان الاتساق، حدد تصنيف شدة الإضاءة المطلوب (على سبيل المثال، \"P\")، وللأخضر، تصنيف الطول الموجي السائد (على سبيل المثال، \"D\"). هذا يخبر الشركة المصنعة بتوريد أجزاء تقع ضمن نطاقات الأداء المحددة هذه. قد يؤدي عدم تحديد التصنيفات إلى استلام أجزاء من أي تصنيف إنتاجي، مما يؤدي إلى تباين محتمل في منتجك النهائي.

س: هل مبرد حراري مطلوب؟

ج: للتشغيل بأقصى تيار مستمر (20 مللي أمبير) في بيئة محيطة داخلية نموذجية (25 درجة مئوية)، عادةً لا يلزم مبرد حراري مخصص إذا كانت لوحة الدوائر المطبوعة تحتوي على مساحة نحاسية معقولة متصلة بالوسادات الحرارية لـ LED. ومع ذلك، لدرجات الحرارة المحيطة العالية، أو المساحات المغلقة، أو إذا كان التشغيل بنبضات تتجاوز تصنيف التيار المستمر، فإن التحليل الحراري ضروري. يجب الحفاظ على درجة حرارة الوصلة منخفضة قدر الإمكان لأقصى إخراج ضوء وعمر افتراضي.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

المثال 1: مؤشر طاقة ثنائي الحالة:في محول حائط، يمكن توصيل LED لإظهار اللون الأخضر عندما يكون الجهاز مشحونًا بالكامل ويستهلك الحد الأدنى من التيار (يتم التحكم فيه بواسطة IC الشحن)، واللون البرتقالي عندما يكون الجهاز قيد الشحن النشط. يمكن لوحدة تحكم دقيقة بسيطة أو دائرة منطقية التبديل بين تشغيل أزواج المسامير (1,3) و (2,4).

المثال 2: إضاءة خلفية مع رسوم متحركة:في جهاز طرفي للألعاب، يمكن ترتيب عدة LEDs من نوع LTST-C295KGKFKT في مصفوفة. من خلال تعديل عرض النبضة (PWM) بشكل مستقل للقنوات الخضراء والبرتقالية لكل LED، يمكن لوحدة تحكم دقيقة إنشاء تأثيرات إضاءة ديناميكية متغيرة الألوان وتأثيرات \"التنفس\"، كل ذلك ضمن قيود ملف شخصي رقيق جدًا.

المثال 3: مؤشر قوة الإشارة:في وحدة لاسلكية، يمكن أن يشير LED الأخضر إلى إشارة قوية (مشغل بكامل التيار)، ويمكن أن يشير LED البرتقالي إلى إشارة ضعيفة (مشغل بكامل التيار)، ويمكن أن يؤدي تشغيل كلا LED في وقت واحد بتيارات مخفضة إلى إنشاء لون أصفر وسيط للإشارة إلى مستوى إشارة متوسط، مما يوفر ثلاث حالات متميزة من مكون واحد.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

ثنائيات الإضاءة (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال عملية تسمى الانبعاث الكهروضوئي. عندما يتم تطبيق جهد أمامي عبر وصلة PN لمادة أشباه الموصلات (في هذه الحالة، AlInGaP)، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة من النوع N والثقوب من المنطقة من النوع P في المنطقة النشطة. عندما تعيد هذه حاملات الشحنة (الإلكترونات والثقوب) الاتحاد، فإنها تطلق الطاقة. في أشباه الموصلات ذات الفجوة المباشرة مثل AlInGaP، يتم إطلاق هذه الطاقة بشكل أساسي في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات، والتي يتم هندستها أثناء عملية نمو البلورة. يتم تحقيق اللونين الأخضر والبرتقالي في هذا الجهاز عن طريق تغيير تكوين ذرات الألومنيوم والإنديوم والغاليوم والفوسفيد قليلاً في الشرائح المعنية، مما يغير طاقة فجوة النطاق وبالتالي لون الضوء المنبعث.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في تقنية LED السطحي نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وزيادة كثافة الطاقة، ومزيد من التصغير. هناك أيضًا دافع قوي نحو تحسين تجسيد الألوان واتساق الألوان لتطبيقات الإضاءة. بالنسبة لـ LEDs المؤشر والإضاءة الخلفية، يشمل الاتجاه دمج المزيد من الميزات في الغلاف، مثل مقاومات تحديد التيار المدمجة، ومشغلات IC للعنونة (مثل \"LEDs الذكية\" من نوع WS2812)، وحتى ألوان متعددة تتجاوز الثنائية (مثل RGB). كما أن السعي نحو شاشات فائقة النحافة ومرنة يدفع أيضًا تطوير ملفات تعريف أغلفة أرق وأكثر و LEDs على ركائز مرنة. يمثل استخدام المواد المتقدمة مثل GaN-on-Si (نيتريد الغاليوم على السيليكون) وتقنية micro-LED أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا للشاشات عالية السطوع والمصغرة في المستقبل.