209-3SURSYGW/S530-A3 Zweifarbige LED-Lampe Datenblatt - 3mm Rund - Spannung 2,0V - Brillantes Rot & Gelbgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 209-3SURSYGW/S530-A3 ist eine zweifarbige LED-Lampe mit zwei integrierten Halbleiterchips in einem einzigen 3-mm-Rundgehäuse. Diese Bauteile sind für eine gleichmäßige Lichtabgabe und einen weiten Betrachtungswinkel ausgelegt, was sie für verschiedene Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen geeignet macht. Die Lampe ist in einer Konfiguration erhältlich, die zwei verschiedene Farben emittiert: Brillantes Rot und Brillantes Gelbgrün, erreicht durch den Einsatz von AlGaInP (Aluminiumgalliumindiumphosphid)-Materialtechnologie für beide Chips. Das Gehäuse wird für die Zweifarbenversion in einer weißen, diffusen Kunststoffausführung angeboten, die zur Lichtstreuung für ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild beiträgt.

Die zentralen Vorteile dieses Produkts umfassen die hohe Zuverlässigkeit der Festkörpertechnologie, die zu einer langen Betriebsdauer führt, den niedrigen Stromverbrauch, der eine Kompatibilität mit integrierten Schaltkreisen ermöglicht, sowie die Einhaltung wichtiger Umwelt- und Sicherheitsstandards wie RoHS, EU REACH und halogenfrei. Das Design zielt auf Anwendungen in der Unterhaltungselektronik und bei Computerperipheriegeräten ab.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer ein dauerhafter Schaden am Bauteil auftreten kann. Ein Betrieb unter oder bei diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Dauer-Durchlassstrom (IF): 25 mA für sowohl den SUR- (Brillantes Rot) als auch den SYG-Chip (Brillantes Gelbgrün).
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP): 60 mA für beide Chips, zulässig bei einem Tastverhältnis von 1/10 bei 1 kHz.
• Sperrspannung (VR): 5 V. Eine Überschreitung kann zum Sperrschichtdurchbruch führen.
• Verlustleistung (Pd): 60 mW pro Chip. Dies ist die maximale Leistung, die das Bauteil bei Ta=25°C abführen kann.
• Betriebstemperatur (Topr): -40°C bis +85°C. Das Bauteil ist für den Betrieb innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs ausgelegt.
• Lagertemperatur (Tstg): -40°C bis +100°C.
• Löttemperatur (Tsol): 260°C für maximal 5 Sekunden, definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektrooptische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA, sofern nicht anders angegeben.

• Durchlassspannung (VF): Der typische Wert beträgt 2,0V für beide Farben, mit einem Bereich von 1,7V (Min.) bis 2,4V (Max.). Diese niedrige Spannung ist entscheidend für den Niedrigenergiebetrieb.
• Sperrstrom (IR): Maximal 10 µA bei VR=5V, was auf eine gute Sperrschichtisolation hinweist.
• Lichtstärke (IV): Der SUR-Chip (Rot) hat eine typische Lichtstärke von 50 mcd, während der SYG-Chip (Gelbgrün) eine typische Lichtstärke von 20 mcd aufweist. Dieser Unterschied ist auf die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges (photopische Hellempfindlichkeit) und die Chipmaterialien zurückzuführen.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2): Ein weiter Halbwinkel von 80° ist typisch für beide Farben und sorgt für ein breites Abstrahlmuster.
• Spitzenwellenlänge (λp): SUR: 632 nm (Rot), SYG: 575 nm (Gelbgrün).
• Dominante Wellenlänge (λd): SUR: 624 nm, SYG: 573 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge der Farbe.
• Spektralbandbreite (Δλ): Etwa 20 nm für beide, definiert die spektrale Reinheit.

Hinweis: Messunsicherheiten sind für die Durchlassspannung (±0,1V), die Lichtstärke (±10%) und die dominante Wellenlänge (±1,0nm) angegeben.

3. Analyse der Kennlinien

3.1 Eigenschaften des SUR-Chips (Brillantes Rot)

Die bereitgestellten Kennlinien geben Aufschluss über das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen.

• Relative Intensität vs. Wellenlänge: Zeigt einen scharfen Peak bei etwa 632 nm und bestätigt die rote Emission.
• Richtcharakteristik: Veranschaulicht das lambertstrahlerähnliche Abstrahlprofil, das dem 80°-Betrachtungswinkel entspricht.
• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie): Zeigt den exponentiellen Zusammenhang, der für die Auslegung von Strombegrenzungsschaltungen entscheidend ist. Die Kurve zeigt die typische Schwellspannung und den dynamischen Widerstand.
• Relative Intensität vs. Durchlassstrom: Zeigt, dass die Lichtausgabe mit dem Strom zunimmt, bei höheren Strömen jedoch Nichtlinearität oder Sättigung auftreten kann, was die Notwendigkeit geeigneter Ansteuerbedingungen unterstreicht.
• Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur: Zeigt eine Abnahme der Lichtstärke bei steigender Umgebungstemperatur, eine für LEDs typische Eigenschaft aufgrund erhöhter nichtstrahlender Rekombination.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur: Zeigt wahrscheinlich den Zusammenhang bei konstanter Vorspannung und hebt thermische Effekte auf den Strom hervor.

3.2 Eigenschaften des SYG-Chips (Brillantes Gelbgrün)

Ähnliche Kennlinien sind für den SYG-Chip verfügbar, mit wesentlichen Unterschieden in den wellenlängenspezifischen Diagrammen.

• Relative Intensität vs. Wellenlänge: Der Peak liegt bei etwa 575 nm.
• Farbort vs. Durchlassstrom: Diese einzigartige Kurve für den SYG-Chip zeigt, wie sich der wahrgenommene Farbton (Farbortkoordinaten) mit Änderungen des Treiberstroms leicht verschieben kann, was für farbkritische Anwendungen wichtig ist.
• Die IV-Kennlinie, die Intensität-vs.-Strom- und die temperaturabhängigen Kurven folgen ähnlichen Trends wie beim SUR-Chip, jedoch mit den für die Materialeigenschaften des SYG spezifischen Werten.

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen 3-mm-Rundgehäuse untergebracht. Wichtige Abmessungshinweise umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern.
• Die Höhe des Flansches muss kleiner als 1,5 mm (0,059\") sein.
• Es gilt eine allgemeine Toleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Das Diagramm zeigt den Anschlussabstand, den Gehäusedurchmesser und die Gesamthöhe, die für das Leiterplatten-Layout und den mechanischen Einbau entscheidend sind.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Das Gehäuse weist an der Kathode (Minus-Anschluss) einen Flansch oder eine abgeflachte Seite auf. Während des Einbaus muss die korrekte Polarität beachtet werden, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss mindestens 3 mm von der Basis des Epoxidharz-Linsenkörpers entfernt erfolgen, um mechanische Belastung des internen Chips und der Bonddrähte zu vermeiden.
• Die Formung mussvor soldering.
• dem Löten erfolgen. Vermeiden Sie Belastung auf das Gehäuse. Leiterplattenlöcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannungen zu verhindern.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.

5.2 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerung: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit nach dem Versand.
• Haltbarkeit: 3 Monate unter diesen Bedingungen. Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötprozess

Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidharz-Linsenkörper ein.

• Handlöten: Lötspitzentemperatur max. 300°C (für max. 30W Lötkolben). Lötzeit max. 3 Sekunden.
• Wellen-/Tauchlöten: Vorwärmtemperatur max. 100°C (für max. 60 Sekunden). Lötbad-Temperatur max. 260°C für max. 5 Sekunden.
• Ein empfohlenes Lötprofil-Diagramm wird bereitgestellt, das typischerweise eine Aufheiz-, Vorwärm-, Reflow- und Abkühlphase zur Steuerung der thermischen Belastung zeigt.
• Vermeiden Sie Belastung der Anschlüsse bei hohen Temperaturen. Löten Sie nicht mehr als einmal.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Materialien verpackt, um sie vor elektrostatischer Entladung (ESD) und Umgebungsfeuchtigkeit zu schützen.

• Verpackungsablauf: LEDs werden in einen antistatischen Beutel gelegt. Mehrere Beutel werden in einen Innenkarton gelegt. Mehrere Innenkartons werden in einen Außenkarton verpackt.
• Verpackungsmenge: Mindestens 200 bis 1000 Stück pro Beutel. 4 Beutel pro Innenkarton. 10 Innenkartons pro Außenkarton.

6.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes:

• CPN: Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N: Hersteller-Artikelnummer (z.B. 209-3SURSYGW/S530-A3).
• QTY: Menge in der Verpackung.
• CAT: Ränge für Lichtstärke und Durchlassspannung (Binning-Information).
• HUE: Farb-Rang (Wellenlängen-Binning).
• REF: Durchlassspannungs-Referenz.
• LOT No: Rückverfolgbare Fertigungslosnummer.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Wie im Datenblatt aufgeführt, gehören zu den Hauptanwendungen:

• Fernsehgeräte (Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung)
• Monitore (Strom-/Aktivitätsleuchten)
• Telefone (Leitungsstatus, Nachrichtenwarte-Anzeigen)
• Computer (Festplattenaktivität, Stromanzeigen)

Die Zweifarben-Fähigkeit ermöglicht eine Zweizustands-Anzeige (z.B. rot für Standby/Fehler, grün für Eingeschaltet/OK) mit nur einer Bauteilposition auf der Leiterplatte.

7.2 Design-Überlegungen

• Strombegrenzung: Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand oder eine Konstantstromquelle, um den Durchlassstrom für den Dauerbetrieb auf 20 mA oder darunter zu begrenzen, unter Beachtung des absoluten Maximalwerts von 25 mA.
• Thermisches Management: Obwohl die Verlustleistung gering ist, stellen Sie sicher, dass die Betriebsumgebungstemperatur 85°C nicht überschreitet. Vermeiden Sie die Platzierung in der Nähe anderer Wärmequellen.
• ESD-SchutzObwohl in antistatischen Materialien verpackt, sollten während der Montage die üblichen ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen beachtet werden.
• Optisches Design: Der weite Betrachtungswinkel eignet sich für die direkte Betrachtung. Für fokussiertes oder geführtes Licht können externe Linsen oder Lichtleiter erforderlich sein.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während in diesem einzelnen Datenblatt kein direkter Vergleich mit anderen Artikelnummern gegeben wird, lassen sich die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieses Produkts ableiten:

• Zweifarbig mit zwei Chips im 3-mm-Gehäuse: Integriert zwei Funktionen (zwei Farben) in einer sehr gängigen und kleinen Gehäusegröße und spart so Leiterplattenplatz im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten LEDs.
• Abgeglichene Chips: Die beiden Chips sind auf eine gleichmäßige Lichtabgabe abgestimmt, was für die ästhetische Konsistenz in Anzeigeanwendungen wichtig ist.
• AlGaInP-Material: Sowohl für Rot als auch für Gelbgrün bietet dieses Material typischerweise eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP für bestimmte Farben.
• Umfassende Konformität: Erfüllt RoHS-, REACH- und halogenfreie Standards, was für die moderne Elektronikfertigung für globale Märkte unerlässlich ist.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Kann ich diese LED dauerhaft mit 25 mA betreiben?

Obwohl der absolute Maximalwert für den Dauer-Durchlassstrom bei 25 mA liegt, sind die elektrooptischen Eigenschaften bei 20 mA spezifiziert. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb und um potenzielle Schwankungen in der Versorgungsspannung und Temperatur zu berücksichtigen, ist es eine gängige Designpraxis, bei oder unterhalb der typischen Testbedingung von 20 mA zu arbeiten. Ein Betrieb bei 25 mA kann die Lebensdauer verringern und die thermische Belastung erhöhen.

9.2 Warum ist die Lichtstärke für die roten und gelbgrünen Chips unterschiedlich?

Der Unterschied (typisch 50 mcd vs. 20 mcd) ist hauptsächlich auf zwei Faktoren zurückzuführen: die inhärente Effizienz des AlGaInP-Materials bei der Lichterzeugung bei diesen spezifischen Wellenlängen und die Empfindlichkeit des menschlichen Auges (photopische Hellempfindlichkeit). Das Auge ist für grünes Licht (~555 nm) am empfindlichsten. Der gelbgrüne Chip (575 nm) liegt näher an diesem Peak als der rote Chip (632 nm), aber die Materialeffizienz und die interne Gehäuseoptik spielen ebenfalls eine bedeutende Rolle bei der final gemessenen Lichtstärke in Millicandela.

9.3 Wie interpretiere ich die Angaben 'CAT' und 'HUE' auf dem Etikett für mein Schaltungsdesign?

'CAT' bezieht sich auf kombinierte Bins für Lichtstärke und Durchlassspannung. 'HUE' bezieht sich auf das Wellenlängen- (Farb-) Bin. Für Anwendungen, die eine enge Konsistenz in Helligkeit oder Farbe zwischen mehreren LEDs erfordern, sollten Sie LEDs aus denselben CAT- und HUE-Bins spezifizieren oder auswählen. Für nicht-kritische Anzeigeanwendungen ist dies möglicherweise weniger wichtig. Das Datenblatt gibt die Bereiche (Min/Typ/Max) an; Bins stellen Unterteilungen innerhalb dieser Bereiche dar.

10. Design- und Anwendungsbeispiel

Szenario: Zweizustands-Systemstatusanzeige für einen Netzwerkrouter.

Ein Designer benötigt eine einzelne LED, um zwei Zustände anzuzeigen: Dauerhaft Rot für 'Systemfehler/Startvorgang' und Dauerhaft Gelbgrün für 'Normalbetrieb/Online'.

• Bauteilauswahl: Die 209-3SURSYGW/S530-A3 ist ideal, da sie beide benötigten Farben in einem 3-mm-Gehäuse bereitstellt.
• Schaltplan-Design: Die LED hat drei Anschlüsse: Gemeinsame Anode oder gemeinsame Kathode? Das Datenblatt beschreibt sie als zweifarbige Lampe mit zwei Chips. Typischerweise haben solche 3-poligen Gehäuse eine gemeinsame Kathode (oder Anode) für beide Chips, wobei der andere Anschluss für jeden Chip separat ist. Der Designer muss das interne Verbindungsdiagramm (implizit durch die Artikelnummernstruktur) prüfen und die Ansteuerschaltung entsprechend auslegen, z.B. mit zwei GPIO-Pins eines Mikrocontrollers mit Vorwiderständen (z.B. 150-200 Ohm für eine 5V-Versorgung, um ~20 mA zu erreichen).
• Leiterplatten-Layout: Verwenden Sie die Gehäuseabmessungen, um den Footprint zu erstellen, und stellen Sie sicher, dass der 3-mm-Anschlussabstand und der Polarisationsmarker (Flansch) korrekt dargestellt sind. Halten Sie gemäß der Lötvorgabe den 3-mm-Abstand vom LED-Gehäuse zu allen Lötpads ein.
• Softwaresteuerung: Um Rot anzuzeigen, legen Sie den SUR-Chip-Pin auf High (bei gemeinsamer Kathode), während der SYG-Pin auf Low bleibt. Um Gelbgrün anzuzeigen, legen Sie den SYG-Chip-Pin auf High und den SUR-Pin auf Low. Stellen Sie sicher, dass jeweils nur eine Farbe angesteuert wird, es sei denn, ein spezieller Mischfarbeneffekt ist gewünscht (was einen Stromausgleich erfordern würde).

11. Einführung in das Technologieprinzip

Die LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in Halbleitermaterialien. Die Kernchips bestehen aus AlGaInP (Aluminiumgalliumindiumphosphid), einem III-V-Verbindungshalbleiter.

• Lichterzeugung: Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang des Chips angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in das aktive Gebiet injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt, die durch gezielte Einstellung der Verhältnisse von Aluminium, Gallium und Indium im AlGaInP-Kristallgitter erreicht wird.
• Farbbestimmung: Für den SUR-Chip ist die Zusammensetzung so eingestellt, dass Photonen mit der Energie für rotes Licht (~624-632 nm) erzeugt werden. Für den SYG-Chip ergibt eine leicht andere Zusammensetzung Photonen für gelbgrünes Licht (~573-575 nm).
• Funktion des Gehäuses: Das Epoxidharzgehäuse erfüllt mehrere Zwecke: Es kapselt den empfindlichen Halbleiterchip und die Bonddrähte ab und schützt sie vor mechanischen und Umweltschäden, es dient als Linse zur Formung des Lichtstrahls (Erreichen des 80°-Betrachtungswinkels), und in der 'weißen, diffusen' Version enthält es streuende Partikel, um das Licht zu streuen und ein gleichmäßigeres, weniger blendendes Erscheinungsbild zu erzeugen.

12. Branchentrends und Kontext

Dieses Produkt spiegelt mehrere aktuelle Trends in der LED-Branche wider:

• Miniaturisierung mit erweiterter Funktionalität: Die Integration mehrerer Chips (zweifarbig) in ein standardmäßiges, kleines Gehäuse wie das 3-mm-Rundgehäuse ermöglicht es Designern, Funktionen hinzuzufügen, ohne den Leiterplattenplatz zu erhöhen.
• Fokus auf Materialwissenschaft: Der Einsatz von AlGaInP sowohl für Rot als auch für Gelbgrün deutet auf einen Trend zu leistungsfähigeren Materialsystemen hin, die im Vergleich zu traditionellen Alternativen eine bessere Effizienz, Helligkeit und thermische Stabilität bieten.
• Strenge Umweltkonformität: Die explizite Auflistung der RoHS-, REACH- und halogenfreien Konformität ist heute eine grundlegende Anforderung für Komponenten in weltweit vertriebener Elektronik, getrieben durch Umweltvorschriften und Verbrauchernachfrage.
• Standardisierung und Zuverlässigkeit: Detaillierte Spezifikationen für absolute Maximalwerte, Lötprofile und Lagerbedingungen unterstreichen den Branchenfokus auf die Sicherstellung der Bauteilzuverlässigkeit in hochvolumigen, automatisierten Fertigungsprozessen. Die Bereitstellung umfangreicher Kennlinien ermöglicht es Ingenieuren, das Verhalten der LED in ihren spezifischen Anwendungen genauer vorherzusagen.

Obwohl es sich um einen ausgereiften Produkttyp handelt, verkörpert sein Design und seine Dokumentation die aktuellen Erwartungen an eine zuverlässige, konforme und gut spezifizierte diskrete optoelektronische Komponente.