ورقة بيانات LED أحمر T-1 3مم LTL42EKEKNN - جسم 5مم - 2.4 فولت - 75 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أحمر عالي الكفاءة ومنخفض استهلاك الطاقة، في غلاف شعبي من نوع T-1 (قطر 3مم) للتركيب عبر الثقب. يستخدم الجهاز مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) كمصدر للضوء، مغلفة بعدسة شفافة تمامًا. تم تصميمه للتركيب المتعدد الاستخدامات على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح وهو متوافق مع مستويات تشغيل الدوائر المتكاملة (IC) نظرًا لمتطلباته المنخفضة للتيار. تشمل التطبيقات الرئيسية مؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية، والإضاءة العامة في الإلكترونيات الاستهلاكية، ومعدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر أحمر ساطع وموثوق.

2. تحليل عميق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تم تصنيف الجهاز للعمل ضمن حدود بيئية وكهربائية صارمة لضمان الموثوقية ومنع الفشل الكارثي. الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 75 ميغاواط عند درجة حرارة محيطة (T) تبلغ 25°C. يجب ألا يتجاوز تيار التوصيل الأمامي المستمر 30 مللي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يصل إلى 90 مللي أمبير تحت ظروف محددة: دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. يمكن للجهاز تحمل جهد عكسي يصل إلى 5 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين محدد من -40°C إلى +100°C. بالنسبة للحام، يمكن تعريض الأطراف لدرجة حرارة 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، بشرط أن تكون نقطة اللحام على بعد 1.6 ملم على الأقل (0.063 بوصة) من جسم LED. ينطبق عامل تخفيض حرج قدره 0.4 مللي أمبير/°C على تيار التوصيل الأمامي المستمر لدرجات الحرارة المحيطة التي تزيد عن 50°C، مما يعني أن التيار المستمر المسموح به يتناقص خطيًا مع ارتفاع درجة الحرارة._A2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معايير الأداء الرئيسية عند T=25°C وتيار تشغيل (I) قدره 20 مللي أمبير. الشدة الضوئية (I) لها قيمة نموذجية تبلغ 880 ملي كانديلا (mcd)، مع حد أدنى 310 mcd، مما يشير إلى احتمال التصنيف. زاوية الرؤية (2θ1/2)، المعرفة على أنها الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية، هي 22 درجة، وهي سمة لـ LED قياسي من نوع T-1 بحزمة ضيقة. طول موجة الانبعاث الذروة (λ) هو 632 نانومتر، بينما الطول الموجي السائد (λ)، الذي يحدد اللون المُدرك، هو 624 نانومتر. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 20 نانومتر. جهد التوصيل الأمامي (V) يقيس عادة 2.4 فولت، بحد أقصى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير. التيار العكسي (I) هو بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند انحياز عكسي 5 فولت، والسعة الوصلة (C) هي 40 بيكو فاراد مقاسة عند انحياز صفري وتردد 1 ميجاهرتز.

3. شرح نظام التصنيف_Aيتم تصنيف المنتج وفقًا لمعيارين رئيسيين: الشدة الضوئية والطول الموجي السائد. يضمن هذا التصنيف الاتساق داخل دفعة الإنتاج ويسمح للمصممين باختيار قطع تتطابق مع متطلبات سطوع أو لون محددة._F3.1 تصنيف الشدة الضوئية_Vيتم تصنيف الشدة الضوئية إلى فئات بتحمل 15% على كل حد. الفئات المشار إليها لهذا المنتج هي KL (310-520 mcd) و MN (520-880 mcd). الفئات الأعلى مثل PQ (880-1500 mcd) و RS (1500-2500 mcd) مدرجة للرجوع إليها، مما يشير إلى قدرة المنصة التكنولوجية، على الرغم من أنها قد لا تكون متاحة لهذا الرقم التسلسلي المحدد. يتم وضع رمز الفئة على كل كيس تغليف للتتبع._{3.2 تصنيف الطول الموجي السائد}الطول الموجي السائد، الذي يحدد الدرجة الدقيقة للون الأحمر، يتم تصنيفه بخطوات تقريبية 4 نانومتر مع تحمل ±1 نانومتر لكل فئة. الفئات المدرجة هي H27 (613.5-617.0 نانومتر)، H28 (617.0-621.0 نانومتر)، H29 (621.0-625.0 نانومتر)، H30 (625.0-629.0 نانومتر)، و H31 (629.0-633.0 نانومتر). القيمة النموذجية البالغة 624 نانومتر تقع ضمن فئة H29._P4. تحليل منحنيات الأداء_dتشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية التي تعتبر أساسية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية. تشمل هذه عادة العلاقة بين تيار التوصيل الأمامي (I) وجهد التوصيل الأمامي (V)، والتي تُظهر خاصية I-V الأسية للدايود. منحنى حاسم آخر يصور الشدة الضوئية النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة، موضحًا معامل درجة الحرارة السالب لإخراج الضوء الشائع في مصابيح LED - حيث ينخفض الإخراج مع زيادة درجة الحرارة. يظهر منحنى قياسي ثالث الشدة الضوئية النسبية مقابل تيار التوصيل الأمامي، موضحًا كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار ولكن قد يشبع أو يتدهور عند تيارات عالية جدًا. منحنى التوزيع الطيفي سيظهر شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، متمركزًا حول الذروة 632 نانومتر مع عرض النصف المذكور البالغ 20 نانومتر._F5. معلومات الميكانيكا والتغليف_Rيتوافق الجهاز مع أبعاد غلاف LED المستدير القياسي من نوع T-1 (3مم). تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات (مع البوصات بين قوسين)، مع تحمل عام ±0.25 ملم (0.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك. قد يبرز الراتنج تحت الحافة حتى 1.0 ملم (0.04 بوصة) كحد أقصى. يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم الغلاف، وهو أمر بالغ الأهمية لتخطيط PCB.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف. يجب تشكيل الأطراف عند نقطة تبعد 3 ملم على الأقل من قاعدة عدسة LED، دون استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. يجب إجراء التشكيل في درجة حرارة الغرفة وقبل اللحام. أثناء تجميع PCB، يجب استخدام الحد الأدنى من قوة التثبيت. بالنسبة للحام، يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 ملم من قاعدة العدسة إلى نقطة اللحام. يجب ألا تغمر العدسة في اللحام أبدًا. الظروف الموصى بها هي: لمكواة اللحام، درجة حرارة قصوى 300°C لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط)؛ للحام الموجي، تسخين مسبق بحد أقصى 100°C لمدة تصل إلى 60 ثانية، تليها موجة لحام بحد أقصى 260°C لمدة تصل إلى 10 ثوانٍ. يُذكر صراحة أن إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسبة لهذا المنتج من نوع الثقب عبر اللوحة. يمكن أن تؤدي درجة الحرارة أو الوقت المفرط إلى تشويه العدسة أو التسبب في فشل.

7. معلومات التغليف والطلب

التغليف القياسي كما يلي: يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس تحتوي على 1000 أو 500 أو 250 قطعة. توضع عشرة من هذه الأكياس في صندوق داخلي، بإجمالي 10000 قطعة. يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي، مما ينتج عنه إجمالي 80000 قطعة لكل صندوق خارجي. يُلاحظ أنه داخل دفعة الشحن، قد يحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة. الرقم التسلسلي المحدد هو LTL42EKEKNN.

8. توصيات التطبيق

8.1 تصميم دائرة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED فردي (نموذج الدائرة A). لا يُنصح بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد مشترك بمقاومة مشتركة واحدة (نموذج الدائرة B)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خاصية جهد التوصيل الأمامي (V) بين مصابيح LED الفردية ستسبب اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي، في السطوع.

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)_Fالجهاز عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي. يجب تنفيذ تدابير وقائية في بيئة التعامل: يجب على المشغلين استخدام أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة؛ يجب تأريض جميع المعدات والآلات وأسطح العمل بشكل صحيح؛ يجب أن تكون أرفف التخزين موصلة ومؤرضة. يوصى باستخدام منفاخ أيوني لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية بسبب الاحتكاك أثناء التعامل._F8.3 التخزين والتنظيف

للتخزين، يجب ألا تتجاوز البيئة المحيطة 30°C أو 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من تغليفها الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين طويل الأمد خارج العبوة الأصلية، يجب الاحتفاظ بها في وعاء محكم مع مجفف أو في مجفف نيتروجين. إذا كان التنظيف ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل.

9. تحذيرات وحدود التطبيق

هذا LED مخصص للمعدات الإلكترونية العادية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث يمكن أن يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر - كما في الطيران، والنقل، والأنظمة الطبية، أو أجهزة السلامة - يلزم استشارة وموافقة محددة قبل الاستخدام. يسلط هذا الضوء على تصنيف المكون للتطبيقات التجارية/الصناعية، وليس لتطبيقات الدرجة الحرجة في السيارات أو الطبية.

10. المقارنة التقنية والتحديد

يقدم هذا LED الأحمر القائم على AlInGaP مزايا مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، بشكل أساسي من حيث كفاءة إضاءة أعلى وأداء أفضل في درجات الحرارة المرتفعة. زاوية الرؤية 22 درجة قياسية لغلاف T-1 غير المنتشر، مما يوفر حزمة موجهة مناسبة لمؤشرات الألواح. جهد التوصيل الأمامي البالغ ~2.4 فولت متوافق مع مصادر المنطق الشائعة 3.3 فولت و 5 فولت، ويتطلب فقط مقاومة على التوالي بسيطة للتشغيل. تصنيف تبديد الطاقة البالغ 75 ميغاواط نموذجي لجهاز بهذا الحجم.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر 5 فولت؟

ج: لا. يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي. على سبيل المثال، مع مصدر 5 فولت، V نموذجي 2.4 فولت، و I مرغوب 20 مللي أمبير، ستكون قيمة المقاومة R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. مقاومة قياسية 130 أو 150 أوم ستكون مناسبة.

س: لماذا يتم تحديد حد أدنى للشدة الضوئية؟_Fج: بسبب الاختلافات التصنيعية، يتم تصنيف الشدة الضوئية. تشير القيم الدنيا (310 mcd) والنموذجية (880 mcd) إلى النطاق. يجب على المصممين استخدام القيمة الدنيا لحسابات السطوع في أسوأ الحالات لضمان أن المؤشر مرئي بشكل كافٍ تحت جميع الظروف.

س: ماذا يعني عامل التخفيض 0.4 مللي أمبير/°C؟

ج: لكل درجة مئوية ترتفع فيها درجة الحرارة المحيطة فوق 50°C، ينخفض الحد الأقصى المسموح به لتيار التوصيل الأمامي المستمر بمقدار 0.4 مللي أمبير. عند 75°C، يكون التخفيض (75-50)*0.4 = 10 مللي أمبير، لذا سيكون الحد الأقصى المسموح به لـ I هو 30 مللي أمبير - 10 مللي أمبير = 20 مللي أمبير.

12. تصميم عملي وحالة استخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة بعشرة مصابيح LED حمراء موحدة السطوع. يستخدم النظام خط طاقة 5 فولت. بناءً على ورقة البيانات: 1) اختر مصابيح LED من نفس فئة الشدة الضوئية (مثل MN) للاتساق. 2) احسب المقاومة على التوالي لكل LED: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. استخدم مقاومة 1/8W أو 1/4W. 3) في تخطيط PCB، تأكد من أن الثقوب لأطراف LED متباعدة وفقًا لبُعد "تباعد الأطراف... حيث تخرج الأطراف من الغلاف". 4) ضع وسادات اللحام على بعد 2 ملم على الأقل من مخطط جسم LED. 5) أثناء التجميع، وجه الموظفين للتعامل مع مصابيح LED مع احتياطات ESD، وتشكيل الأطراف (إذا لزم الأمر) على بعد >3 ملم من الجسم، واتباع ملف تعريف اللحام الموجي المحدد.

13. مقدمة عن مبدأ التشغيل

ينبعث الضوء من خلال عملية تسمى الإضاءة الكهربائية. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الوصلة للدايود (حوالي 2.4 فولت لمادة AlInGaP هذه)، يتم حقن الإلكترونات من أشباه الموصلات من النوع n والثقوب من أشباه الموصلات من النوع p عبر وصلة p-n. تتحد حاملات الشحنة هذه في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). التركيب المحدد لسبيكة أشباه الموصلات AlInGaP يحدد طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر عند حوالي 624-632 نانومتر. تشكل عدسة الإيبوكسي الشفافة تمامًا حزمة إخراج الضوء.

14. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

بينما تظل مصابيح LED عبر الثقب مثل غلاف T-1 هذا مستخدمة على نطاق واسع للنماذج الأولية، والتجميع اليدوي، والتطبيقات التي تتطلب تركيبًا ميكانيكيًا قويًا، فقد تحول اتجاه الصناعة بقوة نحو أغلفة الأجهزة المركبة على السطح (SMD) (مثل أنواع 0603، 0805، 1206، و PLCC) للإنتاج الآلي عالي الحجم. تمثل تكنولوجيا AlInGaP حلاً ناضجًا وفعالًا لمصابيح LED الحمراء والبرتقالية والصفراء، مما يقدم أداءً فائقًا مقارنة بـ GaAsP الأقدم. يركز التطوير الحالي على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين الأداء في درجات الحرارة العالية، وتمكين أغلفة SMD أصغر حجمًا مع إخراج ضوء أعلى. يقع هذا الجهاز ضمن فئة منتجات راسخة وموثوقة.

. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)

Q: Can I drive this LED directly from a 5V supply?

A: No. You must use a series current-limiting resistor. For example, with a 5V supply, a typical V_Fof 2.4V, and a desired I_Fof 20mA, the resistor value would be R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. A standard 130 or 150 Ohm resistor would be suitable.

Q: Why is there a minimum luminous intensity specified?

A: Due to manufacturing variations, luminous intensity is binned. The minimum (310 mcd) and typical (880 mcd) values indicate the range. Designers should use the minimum value for worst-case brightness calculations to ensure the indicator is sufficiently visible under all conditions.

Q: What does the derating factor of 0.4 mA/°C mean?

A: For every degree Celsius the ambient temperature rises above 50°C, the maximum allowable continuous DC forward current decreases by 0.4 mA. At 75°C, the derating is (75-50)*0.4 = 10 mA, so the maximum allowed I_Fwould be 30 mA - 10 mA = 20 mA.

. Practical Design and Usage Case

Scenario: Designing a status indicator panel with 10 uniformly bright red LEDs.The system uses a 5V rail. Based on the datasheet: 1) Select LEDs from the same luminous intensity bin (e.g., MN) for consistency. 2) Calculate the series resistor for each LED: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. Use a 1/8W or 1/4W resistor. 3) On the PCB layout, ensure the holes for the LED leads are spaced according to the \"lead spacing... where leads emerge from package\" dimension. 4) Place the solder pads at least 2mm away from the LED body outline. 5) During assembly, instruct personnel to handle LEDs with ESD precautions, form leads (if needed) at >3mm from the body, and follow the specified wave soldering profile.

. Operating Principle Introduction

Light is emitted through a process called electroluminescence. When a forward voltage exceeding the diode's junction potential (around 2.4V for this AlInGaP material) is applied, electrons from the n-type semiconductor and holes from the p-type semiconductor are injected across the p-n junction. These charge carriers recombine in the active region, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlInGaP semiconductor alloy determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength (color) of the emitted light—in this case, red at approximately 624-632 nm. The water-clear epoxy lens shapes the light output beam.

. Technology Trends and Context

While through-hole LEDs like this T-1 package remain widely used for prototyping, manual assembly, and applications requiring robust mechanical mounting, the industry trend has strongly shifted towards surface-mount device (SMD) packages (e.g., 0603, 0805, 1206, and PLCC types) for automated high-volume production. AlInGaP technology represents a mature and efficient solution for red, orange, and yellow LEDs, offering superior performance to older GaAsP. Current development focuses on increasing efficiency (lumens per watt), improving high-temperature performance, and enabling ever-smaller SMD packages with higher light output. This device sits within a well-established, reliable product category.