ورقة بيانات SMD LED 19-213/G6W-FN1P1B/3T - أصفر أخضر لامع - 2.0x1.25x1.1 مم - 2.35 فولت كحد أقصى - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة الإنجليزية

1. نظرة عامة على المنتج

19-213/G6W-FN1P1B/3T هو صمام ثنائي باعث للضوء (LED) من نوع الأجهزة المركبة على السطح (SMD) مصمم للتجميعات الإلكترونية عالية الكثافة. يتميز بعامل شكل مضغوط يتيح تصميمات لوحات دوائر مطبوعة (PCB) أصغر، ويقلل من متطلبات التخزين، ويساهم في النهاية في تصغير حجم المعدات النهائية. يجعل بناؤه خفيف الوزن مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي تكون فيها المساحة والوزن قيودًا حرجة.

هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء من النوع أحادي اللون، ويبعث ضوءًا أصفر مخضرًا لامعًا. وهو مصنوع باستخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم)، المعروفة بكفاءتها العالية في طيف الأطوال الموجية من الأصفر إلى الأحمر. يتم تغليف الجهاز بحزمة راتنجية منتشرة بالماء، مما يساعد في تحقيق زاوية مشاهدة واسعة.

The product is compliant with key environmental and safety standards, including being Pb-free (lead-free), RoHS compliant, EU REACH compliant, and Halogen Free, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content strictly controlled below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تُحدِّد التصنيفات القصوى المطلقة الحدود التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. يتم تحديد هذه التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية ولا ينبغي تجاوزها تحت أي ظروف تشغيلية.

• الجهد العكسي (VR): 5 فولت. تطبيق جهد أعلى من هذا في الاتجاه العكسي يمكن أن يتسبب في انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي المستمر (IF): 25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تمريره بشكل مستمر عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء.
• تيار الذروة الأمامي (IFP): 60 مللي أمبير. ينطبق هذا التصنيف في ظروف النبض بدورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلوهرتز. وهو يسمح بتيارات لحظية أعلى لفترات قصيرة، كما في دوائر التعددية (Multiplexing).
• تبديد الطاقة (Pd): 60 ملي واط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للجهاز تبديدها على شكل حرارة. تجاوز هذا الحد يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي.
• درجة حرارة التشغيل (Topr): من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. تم تصميم LED ليعمل ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• درجة حرارة التخزين (Tstg): من -40 درجة مئوية إلى +90 درجة مئوية. يمكن تخزين الجهاز ضمن هذا النطاق عندما لا يكون قيد التشغيل.
• تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) نموذج جسم الإنسان (HBM): 2000 V. يشير هذا إلى حساسية الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) للكهرباء الساكنة. يجب اتباع إجراءات التعامل الصحيحة مع تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) أثناء التجميع والتعامل.
• درجة حرارة اللحام (Tsol): يمكن للجهاز تحمل لحام إعادة التدفق عند درجة حرارة 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ أو اللحام اليدوي عند درجة حرارة 350 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس الخصائص الكهروضوئية عند درجة حرارة بيئة Ta=25°C وتيار أمامي IF قدره 20 مللي أمبير، وهي ظروف الاختبار النموذجية. تحدد هذه المعلمات خرج الضوء والسلوك الكهربائي لصمام الثناء الباعث للضوء.

• شدة الإضاءة (Iv): تتراوح من حد أدنى 28.5 mcd إلى حد أقصى 57.0 mcd. يتم تحديد القيمة الفعلية من خلال عملية التصنيف (انظر القسم 3). ينطبق تسامح ±11% على شدة الإضاءة.
• زاوية الرؤية (2θ1/2): عادةً 130 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة عند 0 درجة (على المحور). ناتج زاوية الرؤية الواسعة هو راتنج منتشر بالماء، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة.
• الطول الموجي الذروي (λp): عادةً 575 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث في أقصى حد له.
• الطول الموجي السائد (λd): يتراوح من 570.0 نانومتر إلى 574.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق بشكل أفضل مع لون الضوء المنبعث. له تسامح يبلغ ±1 نانومتر.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ): عادةً 20 نانومتر. تشير هذه المعلمة إلى العرض الطيفي للضوء المنبعث، ويُقاس عند نصف أقصى شدة (العرض الكامل عند نصف الأقصى - FWHM).
• الجهد الأمامي (VF): يتراوح من 1.75 فولت إلى 2.35 فولت عند IF=20mA. يتم تحديد القيمة المحددة حسب فئة الجهد (انظر القسم 3). ينطبق تسامح قدره ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (IR): الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت. من المهم ملاحظة أن هذا الجهاز غير مصمم للعمل في الاتجاه العكسي؛ حالة الاختبار هذه هي لأغراض التوصيف فقط.

3. شرح نظام Binning

لضمان اتساق اللون والسطوع، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات تطبيقية محددة من أجل التجانس.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الثنائيات الباعثة للضوء إلى ثلاث مجموعات (N1, N2, P1) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند تيار أمامي IF=20mA.

• المجموعة N1: 28.5 mcd (الحد الأدنى) إلى 36.0 mcd (الحد الأقصى)
• Bin N2: 36.0 mcd (الحد الأدنى) إلى 45.0 mcd (الحد الأقصى)
• Bin P1: 45.0 mcd (Min) إلى 57.0 mcd (Max)

اختيار Bin أضيق (مثل P1 فقط) يضمن أن جميع مصابيح LED في المصفوفة ستكون ذات سطوع متشابه جدًا.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الثنائيات الضوئية إلى ثلاث مجموعات (CC2, CC3, CC4) للتحكم في الدرجة الدقيقة للضوء الأصفر المخضر.

• المجموعة CC2: 570.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 571.5 نانومتر (الحد الأقصى)
• Bin CC3: 571.5 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 573.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• Bin CC4: 573.0 nm (Min) إلى 574.5 nm (Max)

هذا التصنيف حاسم للتطبيقات التي يكون فيها اتساق اللون أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال في مؤشرات LED المتعددة أو وحدات الإضاءة الخلفية.

3.3 فرز جهد الأمام

يتم تجميع الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs) في ثلاث مجموعات جهد (0، 1، 2) لإدارة تصميم مصدر الطاقة ومطابقة التيار في الدوائر المتسلسلة/المتوازية.

• Bin 0: 1.75 فولت (الحد الأدنى) إلى 1.95 فولت (الحد الأقصى)
• Bin 1: 1.95 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.15 فولت (الحد الأقصى)
• Bin 2: 2.15 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.35 فولت (الحد الأقصى)

استخدام مصابيح LED من نفس Bin للجهد يبسط حساب المقاوم المحدد للتيار ويحسن انتظام التيار المسير.

4. تحليل منحنى الأداء

تقدم ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الصمام الثنائي الباعث للضوء تحت ظروف متغيرة. فهم هذه المنحنيات هو مفتاح تصميم دائرة قوية.

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

يُظهر منحنى I-V العلاقة الأسية بين التيار والجهد. بالنسبة لهذا LED، عند تيار تشغيل نموذجي قدره 20 مللي أمبير، يتراوح الجهد الأمامي بين 1.75 فولت و2.35 فولت اعتمادًا على التصنيف. يسلط المنحنى الضوء على أهمية استخدام جهاز تحديد التيار (مقاومة أو مشغل تيار ثابت) بدلاً من مصدر جهد ثابت، حيث أن زيادة صغيرة في الجهد يمكن أن تسبب زيادة كبيرة وربما مدمرة في التيار.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

يوضح هذا المنحنى اعتماد الناتج الضوئي على درجة الحرارة. عادةً ما تنخفض الشدة الضوئية مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. على سبيل المثال، عند درجة حرارة التشغيل القصوى البالغة +85 درجة مئوية، قد يكون الناتج الضوئي أقل بكثير منه عند 25 درجة مئوية. يجب على المصممين مراعاة هذا التخفيض في التصنيف في التطبيقات التي تعمل عند درجات حرارة محيطة مرتفعة لضمان الحفاظ على سطوع كافٍ.

4.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني أن الناتج الضوئي يزداد مع زيادة تيار الأمام، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصةً عند التيارات الأعلى. قد يؤدي التشغيل فوق التيار المستمر الموصى به (25 مللي أمبير) إلى عوائد متناقصة في السطوع مع زيادة توليد الحرارة بشكل كبير وتسريع استهلاك اللومن.

4.4 توزيع الطيف

يؤكد منحنى توزيع الطيف الطبيعة أحادية اللون لـ LED، مع ذروة واحدة حول 575 نانومتر (أصفر-أخضر) وعرض نصف أقصى نموذجي يبلغ 20 نانومتر. النطاق الترددي الضيق هو سمة مميزة لمصابيح LED القائمة على AlGaInP.

4.5 منحنى تخفيض التيار الأمامي

تحدد هذه المنحنى الحرج الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع ارتفاع درجة الحرارة، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار للبقاء ضمن حدود تبديد الطاقة والحرارة للجهاز. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، يجب الالتزام الصارم بمنحنى تخفيض التصنيف.

4.6 مخطط الإشعاع

نمط الإشعاع (أو التوزيع المكاني) يكون عادةً لامبرتي أو شبه لامبرتي بالنسبة للعبوة المشتتة، مما يؤكد زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة. هذا النمط مثالي للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موحدة وواسعة المساحة بدلاً من شعاع مركز.

5. المعلومات الميكانيكية ومعلومات التعبئة والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتميز LED ببصمة SMD مدمجة. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمتر، مع تسامح ±0.1 مم ما لم يُحدد خلاف ذلك):

• الطول الإجمالي: 2.0 مم
• العرض الإجمالي: 1.25 ملم
• الارتفاع الإجمالي: 1.1 ملم
• يتم توفير أبعاد وتباعد الأطراف (الطرفية) لتصميم نمط اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة.

يتم تحديد القطب السالب عادةً بواسطة علامة على الغلاف أو شكل هندسي محدد للباد (مثل شق أو علامة خضراء). يجب على المصممين الرجوع إلى رسم الأبعاد التفصيلي لتحديد القطبية بشكل صحيح وتصميم تخطيط وسادة اللحام.

5.2 تغليف مقاوم للرطوبة ومعلومات البكرة

يتم تزويد مصابيح LED بتغليف مقاوم للرطوبة لمنع التلف الناتج عن الرطوبة المحيطة، وهو أمر بالغ الأهمية للامتثال لمستوى الحساسية للرطوبة (MSL).

• التعبئة: يتم تعبئة الأجهزة على شريط ناقل بعرض 8 مم، وتُلف على بكرة قطرها 7 بوصات.
• الكمية: 3000 قطعة لكل بكرة.
• كيس حاجز للرطوبة: يتم إغلاق البكرة داخل كيس ألومنيوم مقاوم للرطوبة مع مجفف وبطاقة مؤشر الرطوبة.
• معلومات الملصق: يتضمن ملصق البكرة معلومات حرجة مثل رقم القطعة (P/N)، الكمية (QTY)، ورموز التصنيف المحددة لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، وجهد التشغيل الأمامي (REF).

6. إرشادات اللحام والتجميع

يُعد التعامل الصحيح واللحام السليم أمران ضروريان لضمان الموثوقية.

6.1 التخزين والتعامل

• لا تفتح الكيس المقاوم للرطوبة إلا عند الاستعداد للاستخدام.
• بعد الفتح، يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة في درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤60%.
• مدة الصلاحية بعد فتح العبوة هي 168 ساعة (7 أيام). إذا تم تجاوز هذه المدة، أو إذا أظهر مؤشر المجفف حالة التشبع، فيجب تجفيف مصابيح LED عند درجة حرارة 60 ±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل الاستخدام.
• اتبع دائمًا احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء التعامل.

6.2 ملف لحام إعادة التدفق (خالي من الرصاص)

ملف إعادة التدفق الموصى به حاسم لسبائك اللحام الخالية من الرصاص (SAC).

• التسخين المسبق: 150-200 درجة مئوية لمدة 60-120 ثانية.
• Time Above Liquidus (TAL): 60-150 ثانية فوق 217 درجة مئوية.
• Peak Temperature: بحد أقصى 260 درجة مئوية، تُحفظ لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.
• معدلات التغير: معدل تسخين أقصى 6 درجة مئوية/ثانية حتى الذروة؛ معدل تبريد أقصى 3 درجة مئوية/ثانية.
• مهم: لا ينبغي إجراء لحام إعادة التدفق أكثر من مرتين على نفس الجهاز.

6.3 اللحام اليدوي

إذا كان الإصلاح اليدوي ضرورياً، يجب توخي الحذر الشديد:

• استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة طرف لا تتجاوز 350 درجة مئوية.
• قم بتسخين كل طرف لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ.
• استخدم مكواة لحام منخفضة الطاقة (≤25 واط).
• اترك فترة لا تقل عن ثانيتين بين لحام كل طرف لتجنب الصدمة الحرارية.
• للإزالة، يُوصى باستخدام مكواة لحام ذات رأس مزدوج لتسخين كلا الطرفين في وقت واحد وتجنب الإجهاد الميكانيكي على الصمام الثنائي الباعث للضوء.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية: مثالية للإضاءة الخلفية للمفاتيح والرموز ومؤشرات لوحة القيادة الصغيرة في الإلكترونيات الاستهلاكية والسيارات.
• مؤشرات الحالة: مثالي لمؤشرات الطاقة، أو الاتصال، أو الحالة في معدات الاتصالات (الهواتف، والفاكسات)، وأجهزة الشبكات، ولوحات التحكم الصناعية.
• الإضاءة العامة: مناسب لأغراض مؤشر الإضاءة العامة منخفض المستوى في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية.
• إضاءة خلفية مسطحة للشاشات البلورية السائلة: يمكن استخدامها في مصفوفات لتوفير إضاءة حافة للشاشات البلورية السائلة الصغيرة أحادية اللون.

7.2 الاعتبارات والاحتياطات التصميمية

• تحديد التيار إلزامي: يجب دائماً استخدام مقاومة خارجية لتحديد التيار أو محرك تيار ثابت على التوالي مع الصمام الثنائي الباعث للضوء. تعني الخاصية الأسية للتيار مقابل الجهد أن تغيراً بسيطاً في الجهد يتسبب في تغير كبير في التيار، مما يمكن أن يدمر الصمام الثنائي الباعث للضوء على الفور.
• إدارة الحرارة: على الرغم من أن الحزمة صغيرة، فإن تبديد الطاقة (حتى 60 ملي واط) يولد حرارة. تأكد من استخدام مساحة كافية من النحاس على اللوحة المطبوعة (PCB) أو الفتحات الحرارية، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة بيئية عالية أو بالقرب من أقصى تيار.
• التصميم البصري: توفر زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة انبعاثًا واسعًا. للحصول على ضوء أكثر توجيهًا، قد تكون العدسات الخارجية أو أدلة الضوء ضرورية.
• فرز الدفعات لتحقيق الاتساق: بالنسبة للتطبيقات متعددة الثنائيات الباعثة للضوء (المصفوفات، الإضاءة الخلفية)، حدد نطاقات ضيقة لطول الموجة السائد (HUE) وشدة الإضاءة (CAT) لتحقيق لون وإضاءة موحدين.
• تجنب الإجهاد الميكانيكي: لا تقم بثني أو تطبيق قوة على لوحة الدوائر المطبوعة بالقرب من الثنائي الباعث للضوء الملحوم، لأن ذلك قد يتسبب في تشقق رقاقة أشباه الموصلات أو وصلات الأسلاك داخل الغلاف.

8. المقارنة التقنية والتمييز

تقدم LED 19-213 عدة مزايا رئيسية في فئتها:

• ميزة الحجم: مساحتها البالغة 2.0 × 1.25 ملم أصغر بكثير من مصابيح LED التقليدية ذات الأطراف (مثل المستديرة 3 مم أو 5 مم)، مما يتيح كثافة أعلى للمكونات على لوحات الدوائر المطبوعة.
• زاوية رؤية واسعة: الزاوية البالغة 130 درجة من العبوة المشتتة بالماء تفوق العديد من مصابيح LED السطحية ذات العدسات الشفافة، مما يوفر إضاءة أكثر انتظامًا على مساحة أوسع دون الحاجة إلى بصريات ثانوية.
• الامتثال البيئي: الامتثال الكامل لمعايير RoHS وREACH والخالية من الهالوجين يجعله مناسبًا لأحدث اللوائح البيئية العالمية والتطبيقات الحساسة مثل مقصورات السيارات الداخلية.
• التصنيف القوي: تمنح مصفوفة التجميع المحددة جيدًا 3x3x3 (الشدة، الطول الموجي، الجهد) المصممين تحكمًا دقيقًا في الأداء البصري والكهربائي لمنتجهم النهائي، مما يحسن العائد والاتساق.
• التوافق: معبأة على شريط قياسي 8 مم ومتوافقة مع آلات الالتقاط والوضع الآلي، تناسب بسلاسة خطوط التجميع الآلي عالية الحجم.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

9.1 لماذا تعتبر مقاومة تحديد التيار ضرورية للغاية؟

لجهد الأمامي للـ LED له نطاق (1.75V-2.35V) ومعامل حراري سالب (VF يقل مع ارتفاع درجة الحرارة). إذا تم توصيله مباشرة بمصدر جهد حتى لو كان أعلى قليلاً من VF الخاص به، فإن التيار سيرتفع بشكل لا يمكن السيطرة عليه، مقيدًا فقط بالمقاومة الطفيلية للدائرة، مما يؤدي على الأرجح إلى تجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف البالغ 25mA والتسبب في عطل فوري. يحدد المقاوم تيار تشغيل آمن وقابل للتنبؤ.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بمصدر طاقة 3.3 فولت أو 5 فولت؟

نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاومة على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 3.3 فولت وتيار مستهدف 20 مللي أمبير، بافتراض جهد أمامي نموذجي VF بقيمة 2.1 فولت: R = (Vsupply - VF) / IF = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 أوم. ستختار القيمة القياسية الأقرب (مثل 62 أوم) وتحسب التيار الفعلي واستهلاك الطاقة في المقاومة. استخدم دائمًا أقصى قيمة VF من Bin لتصميم متحفظ لضمان ألا يصبح التيار منخفضًا جدًا، أو أدنى قيمة VF لضمان ألا يصبح مرتفعًا جدًا.

9.3 ماذا يحدث إذا قمت بتشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عند تياره الأقصى (60 مللي أمبير) بشكل مستمر؟

التشغيل المستمر عند تصنيف تيار الذروة النبضي هو انتهاك لمواصفات الحد الأقصى المطلق. سيؤدي ذلك إلى ارتفاع شديد في درجة الحرارة، ويسرع بشكل كبير من استهلاك شدة الإضاءة (سيخفت LED بسرعة)، وسيقود حتمًا تقريبًا إلى فشل كارثي في وقت قصير. تصنيف 60 مللي أمبير مخصص للنبضات القصيرة جدًا فقط.

9.4 كيف يمكنني تفسير رموز الحاوية على ملصق البكرة؟

تحتوي الملصق على رموز مثل CAT:N2, HUE:CC3, REF:1. هذا يخبرك أن جميع مصابيح LED الموجودة على البكرة لها شدة إضاءة تتراوح بين 36.0 و 45.0 mcd (N2)، وطول موجي سائد بين 571.5 و 573.0 nm (CC3)، وجهد أمامي بين 1.95 و 2.15 فولت (1). يمكنك تحديد هذه الفئات الدقيقة عند الطلب لضمان اتساق الأداء لتطبيقك.

9.5 لماذا تعتبر إجراءات التخزين والخبز مهمة جدًا؟

يمكن لحزم المكونات الإلكترونية السطحية (SMD) امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء عملية اللحام بإعادة التدفق ذات درجة الحرارة العالية، تتحول هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة إلى بخار، مما يخلق ضغطًا داخليًا هائلاً. يمكن أن يتسبب هذا في ظاهرة "الفرقعة" – أي انفصال راتنج الإيبوكسي عن إطار التوصيل أو حتى تشقق رقاقة السيليكون. تمنع الكيس المقاوم للرطوبة وقواعد مدة الصلاحية في أرضية التصنيع/التجفيف الصارمة هذا النمط من الفشل.

10. تصميم عملي وحالة استخدام

10.1 تصميم لوحة مؤشر حالة متعددة الثنائيات الباعثة للضوء

السيناريو: تصميم لوحة تحكم تحتوي على 10 مؤشرات حالة متطابقة باللون الأصفر المخضر.

خطوات التصميم:

1. تحديد الفئات: لضمان أن تبدو جميع مصابيح LED العشرة متطابقة، حدد فئة واحدة ضيقة لكل من شدة الإضاءة (مثال: P1: 45-57mcd) والطول الموجي السائد (مثال: CC3: 571.5-573.0nm). قد يكلف هذا قليلاً أكثر ولكنه يضمن تجانساً بصرياً.
2. تصميم الدائرة الكهربائية: التخطيط لقيادة كل صمام ثنائي باعث للضوء بشكل مستقل باستخدام مقاومة تحديد تيار خاصة به من خط تغذية مشترك بجهد 5 فولت. هذا يتجنب مشاكل احتكار التيار التي قد تحدث في التوصيلات المتوازية. احسب قيمة المقاومة باستخدام أقصى جهد أمامي (VF) من المجموعة المحددة للجهد (مثال: المجموعة 1، أقصى VF = 2.15 فولت). R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω. استخدم مقاومة قياسية بقيمة 150Ω. التيار الأمامي الفعلي سيكون حوالي 19 مللي أمبير، وهو آمن ويوفر هامشًا بسيطًا.
3. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة: ضع مصابيح LED باتجاه ثابت. وفر مساحة صغيرة من النحاس تحت وسادة التبريد الخاصة بـ LED (إن وجدت) أو حول أطرافها للمساعدة في تبديد الحرارة، خاصة إذا كانت اللوحة تعمل في بيئة دافئة.
4. التجميع: اتبع منحنى إعادة التدفق بدقة. بعد التجميع، قم بفحص اللحام بصريًا تحت تكبير منخفض للتأكد من سلامة حشوات اللحام والمحاذاة.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات من النوع p-n. تتكون المنطقة النشطة من فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم (AlGaInP). عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد الكامن للوصلة، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. هناك، يعاد اتحادها، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة على شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث — في هذه الحالة، حوالي 575 نانومتر (أصفر-أخضر). يقوم مغلف الراتنج المنتشر بالماء بتشتيت الضوء، مما يوسع نمط الانبعاث لتحقيق زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة.

12. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

تمثل مصابيح LED السطحية مثل الطراز 19-213 الاتجاه المستمر في مجال البصريات الإلكترونية نحو التصغير، وزيادة الموثوقية، والتوافق مع عمليات التصنيع الآلي عالي الإنتاج. وقد دفع التحول من التغليف ذي الثقب المار إلى التغليف السطحي الحاجة إلى تجميعات إلكترونية أصغر حجماً وأخف وزناً وأكثر متانة. يوفر استخدام مادة AlGaInP كفاءة عالية وتشبع لوني ممتاز في الطيف من الكهرماني إلى الأحمر. وقد تشمل الاتجاهات المستقبلية في هذه الفئة من الأجهزة مزيداً من تقليل الحجم، وزيادة في الفعالية الضوئية (مزيد من إخراج الضوء لكل واط كهربائي)، وحزم أداء حراري معززة للسماح بتيارات تشغيل أعلى وسطوع من بصمات أصغر حجماً. كما أن التركيز على الامتثال البيئي (RoHS، خالٍ من الهالوجين) يمثل أيضاً اتجاهاً دائماً ومتنامياً عبر صناعة الإلكترونيات.