209SDRSYGW/S530-A3 Zweifarbige LED-Lampe Datenblatt - Tiefrot & Gelbgrün - 20mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 209SDRSYGW/S530-A3 ist eine zweifarbige LED-Lampe für Anzeige- und Hintergrundbeleuchtungsanwendungen. Sie integriert zwei verschiedene AlGaInP-Halbleiterchips in einem einzigen Gehäuse, die tiefrotes und brillantes gelbgrünes Licht emittieren. Diese Dual-Chip-Konfiguration ermöglicht vielseitige Signalgebung und Statusanzeige in kompakter Bauform. Die Lampe ist in einer weißen, diffundierenden Harzausführung für die Zweifarbenversion erhältlich, die einen weiten Betrachtungswinkel und eine gleichmäßige Lichtabgabe bietet.

1.1 Kernvorteile

• Abgestimmte Chips:Die beiden Chips sind sorgfältig aufeinander abgestimmt, um eine konsistente Lichtstärke und Farbausgabe zu gewährleisten, was die visuelle Gleichmäßigkeit in Anwendungen verbessert.
• Weiter Betrachtungswinkel:Bietet einen typischen Betrachtungswinkel (2θ1/2) von 80 Grad, was sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen die Sichtbarkeit aus verschiedenen Winkeln erforderlich ist.
• Halbleiter-Zuverlässigkeit:Als LED bietet sie im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen eine lange Betriebsdauer, Stoßfestigkeit und hohe Zuverlässigkeit.
• Geringer Stromverbrauch & IC-Kompatibilität:Arbeitet mit niedrigen Durchlassströmen (typisch 20mA), was sie mit integrierten Schaltungstreibern kompatibel und für stromsparende Designs geeignet macht.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht der RoHS- und EU-REACH-Verordnung und ist halogenfrei (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist primär für den Einsatz in Unterhaltungselektronik und Informationsanzeigegeräten vorgesehen, einschließlich:

• Fernsehgeräte (Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung)
• Computermonitore
• Telefone
• Allgemeine Computerperipherie und Messgeräte

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder bei diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Dauer-Durchlassstrom (I_F):25 mA für beide Chips, Tiefrot (SDR) und Brillant Gelbgrün (SYG). Das Überschreiten dieses Stroms kann zu übermäßiger Hitze und beschleunigtem Abbau der Lichtleistung führen.
• Sperrspannung (V_R):5 V. Das Anlegen einer höheren Sperrspannung als dieser Nennwert kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Verlustleistung (P_d):60 mW pro Chip. Dies ist der maximal zulässige Leistungsverlust als Wärme am pn-Übergang.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Das Bauteil kann von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden. Dieser weite Bereich macht es für verschiedene Umgebungsbedingungen geeignet.
• Löttemperatur:Hält Reflow-Lötung bei 260°C für 5 Sekunden stand, was mit Standard-Lötzinn-freien Lötprozessen kompatibel ist.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften (Ta=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter Standardtestbedingungen.

• Durchlassspannung (V_F):Typisch 2,0V (Bereich 1,7V bis 2,4V) bei I_F=20mA für beide Farben. Diese niedrige Spannung ist vorteilhaft für Niederspannungsschaltungsdesigns.
• Lichtstärke (I_V):Der Tiefrot-Chip bietet eine typische Stärke von 50 mcd, während der Brillant-Gelbgrün-Chip bei 20mA 32 mcd bietet. Die Mindestwerte sind 25 mcd bzw. 16 mcd.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):Tiefrot: 650 nm. Brillant Gelbgrün: 575 nm. Diese Werte definieren die Farbpunkte im Spektrum.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Tiefrot: 639 nm. Brillant Gelbgrün: 573 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Wellenlänge.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):Etwa 20 nm für beide Farben, was die spektrale Reinheit des emittierten Lichts anzeigt.

Hinweis zur Messunsicherheit: Durchlassspannung ±0,1V, Lichtstärke ±10%, dominante Wellenlänge ±1,0nm.

3. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt liefert Kennlinien für jede Chipfarbe, die entscheidend für das Verständnis der Leistung unter nicht-standardisierten Bedingungen sind.

3.1 Eigenschaften des Tiefrot (SDR) Chips

• Relative Intensität vs. Wellenlänge:Zeigt einen scharfen Peak um 650 nm, was die tiefrote Lichtemission bestätigt.
• Richtcharakteristik:Veranschaulicht das lambert'sche Abstrahlverhalten mit dem 80-Grad-Betrachtungswinkel.
• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt die für eine Diode typische exponentielle Beziehung. Die Kurve hilft beim Entwurf der strombegrenzenden Schaltung.
• Relative Intensität vs. Durchlassstrom:Zeigt, dass die Lichtleistung mit dem Strom zunimmt, bei höheren Strömen aufgrund von Erwärmungseffekten jedoch sublinear werden kann.
• Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt an, dass die Lichtstärke mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt, eine für LEDs typische Eigenschaft. Ein ordnungsgemäßes Wärmemanagement ist für die Aufrechterhaltung der Helligkeit unerlässlich.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Bei konstanter Spannungsansteuerung würde sich der Durchlassstrom aufgrund der Verschiebung der V_F der Diode mit der Temperatur ändern. Für einen stabilen Betrieb wird eine Konstantstromansteuerung empfohlen.

3.2 Eigenschaften des Brillant Gelbgrün (SYG) Chips

Ähnliche Kurven werden für den SYG-Chip bereitgestellt, ergänzt um eineFarbort vs. Durchlassstrom-Grafik. Diese Kurve ist besonders wichtig, da sie zeigt, wie sich der wahrgenommene Farbton (Farbortkoordinaten im CIE-Diagramm) mit Änderungen des Ansteuerstroms leicht verschieben kann. Für Anwendungen, die eine konsistente Farbe erfordern, ist das Betreiben der LED mit ihrem Nennstrom (20mA) entscheidend.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verwendet ein Standard-209-Gehäuse (radial bedrahtet). Wichtige Abmessungen sind:

• Anschlussabstand: Etwa 2,54 mm (Standard).
• Epoxidharz-Linsendurchmesser und Gehäuseabmessungen gemäß detaillierter Zeichnung.
• Die Flanschhöhe ist mit weniger als 1,5 mm spezifiziert.
• Allgemeine Toleranz für Abmessungen beträgt ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.

4.2 Polaritätskennzeichnung und Anschlussformung

Das Bauteil hat eine flache Seite an der Linse oder einen längeren Anschluss (typischerweise die Anode) zur Polaritätskennzeichnung. Kritische Richtlinien für die Anschlussformung umfassen:

• Das Biegen muss mindestens 3 mm von der Basis der Epoxidharz-Kugel entfernt erfolgen, um Belastung der Dichtung zu vermeiden.
• Die Anschlussformung mussvor soldering.
• der Montage erfolgen. Mechanische Belastung des Gehäuses während der Formung muss minimiert werden, um interne Schäden oder Bruch zu verhindern.
• Leiterplattenlöcher müssen perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein, um Montagespannung zu vermeiden.

5. Löt- und Montagerichtlinien

5.1 Empfohlene Lötbedingungen

• Handlöten:Lötspitzentemperatur max. 300°C (für max. 30W Lötkolben), Lötzeit max. 3 Sekunden. Halten Sie einen Mindestabstand von 3 mm von der Lötstelle zur Epoxidharz-Kugel ein.
• Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur max. 100°C (max. 60 Sek.), Lötbad-Temperatur max. 260°C für 5 Sekunden. Die gleiche 3-mm-Abstandsregel einhalten.
• Vermeiden Sie es, Belastung auf die Anschlüsse auszuüben, während die LED heiß ist.
• Löten Sie das Bauteil nicht mehr als einmal mit Tauch- oder Handmethoden.
• Schützen Sie die LED nach dem Löten vor mechanischem Stoß, bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt ist.

5.2 Lagerbedingungen

Zur Erhaltung der Lötbarkeit und Bauteilintegrität:

• Lagern Sie nach Erhalt bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit.
• Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt 3 Monate.
• 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.

6. Verpackungs- und Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind mit ESD- und Feuchtigkeitsschutz verpackt:

• Primärverpackung:Antistatische Beutel.
• Sekundärverpackung:Innere Kartons mit 5 Beuteln.
• Tertiärverpackung:Äußere Kartons mit 10 inneren Kartons.
• Verpackungsmenge:200 bis 500 Stück pro Beutel. Gesamt pro äußerem Karton: 10.000 bis 25.000 Stück (basierend auf 5 Beuteln/innen Karton * 10 innere Kartons * 200-500 Stück/Beutel).

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen für Rückverfolgbarkeit und Bin-Auswahl:

• CPN:Kundenteilenummer.
• P/N:Hersteller-Teilenummer (z.B. 209SDRSYGW/S530-A3).
• QTY:Menge in der Verpackung.
• CAT:Lichtstärke-Klasse (Bin).
• HUE:Dominante Wellenlänge-Klasse (Bin).
• REF:Durchlassspannung-Klasse (Bin).
• LOT No:Fertigungslosnummer für Rückverfolgbarkeit.

7. Anwendungsdesign-Überlegungen

7.1 Schaltungsdesign

Steuern Sie LEDs immer mit einer Konstantstromquelle oder einer Spannungsquelle mit einem Reihen-Strombegrenzungswiderstand an. Der Widerstandswert kann mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F berechnet werden. Unter Verwendung der typischen V_F von 2,0V und einem gewünschten I_F von 20mA mit einer 5V-Versorgung: R = (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ω. Ein Widerstand mit ausreichender Nennleistung (P = I²R) sollte ausgewählt werden.

7.2 Wärmemanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (60mW pro Chip), muss der Abfall der Lichtstärke mit steigender Umgebungstemperatur (wie in den Kennlinien gezeigt) im Design berücksichtigt werden. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung, wenn die LED in geschlossenen Räumen oder in der Nähe anderer wärmeerzeugender Komponenten verwendet wird.

7.3 Optische Überlegungen

Die weiße, diffundierende Linse bietet einen weiten, gleichmäßigen Betrachtungswinkel, reduziert jedoch die axiale Lichtstärke im Vergleich zu einer klaren Linse. Für Anwendungen, die einen schmalen Strahl erfordern, können externe Optiken notwendig sein. Die Zweifarben-Eigenschaft ermöglicht Multiplexing oder individuelle Steuerung der beiden Farben für Mehrzustandsanzeigen.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die primäre Differenzierung dieses Produkts liegt in der Integration von zwei verschiedenen, hocheffizienten AlGaInP-Chips in einem Standardgehäuse. Im Vergleich zur Verwendung von zwei separaten Einfarben-LEDs spart diese Lösung Leiterplattenplatz, vereinfacht die Montage und gewährleistet eine konsistente mechanische Ausrichtung der beiden Farbpunkte. Die AlGaInP-Materialtechnologie bietet für rote und gelbgrüne Wellenlängen hohe Helligkeit und gute Effizienz.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Kann ich beide Chips gleichzeitig mit ihrem Maximalstrom betreiben?

Ja, aber Sie müssen die gesamte Verlustleistung berücksichtigen. Wenn beide Chips mit 25mA und einer typischen V_F von 2,0V betrieben werden, beträgt die Gesamtleistung etwa 100mW (2 Chips * 2,0V * 0,025A). Dies liegt unter dem kombinierten Maximalwert (120mW), ist aber nahe dran. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb wird ein Derating empfohlen; der Betrieb mit dem typischen 20mA wird empfohlen.

9.2 Wie interpretiere ich die Lichtstärke-Klassen (CAT auf dem Etikett)?

Der Hersteller sortiert LEDs basierend auf gemessener Lichtstärke in Klassen (Bins). Ein spezifischer CAT-Code entspricht einem Bereich von mcd-Werten (z.B. eine Klasse für 40-60 mcd für den SDR-Chip). Für eine konsistente Helligkeit in Ihrer Anwendung geben Sie LEDs aus derselben Lichtstärke-Klasse an oder fordern Sie diese an.

9.3 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. λ_d ist für die Farbangabe in anwenderzentrierten Anwendungen relevanter.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Zweizustands-Stromversorgungsanzeige für ein Gerät.Der Tiefrot-Chip kann verwendet werden, um den "Standby"- oder "Lade"-Modus anzuzeigen, während der Brillant-Gelbgrün-Chip den "Eingeschaltet"- oder "Vollständig geladen"-Modus anzeigt. Ein einfacher Mikrocontroller oder eine Logikschaltung kann zwischen dem Ansteuern der Anode der einen oder anderen LED umschalten (unter der Annahme einer gemeinsamen Kathodenkonfiguration, die für solche zweifarbigen LEDs typisch ist). Der weite Betrachtungswinkel stellt sicher, dass der Status aus verschiedenen Positionen sichtbar ist. Der geringe Stromverbrauch entspricht den Energieeffizienzzielen des Endprodukts.

11. Funktionsprinzip

Licht wird durch Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-pn-Übergang erzeugt. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (aus AlGaInP-Material für diese Farben) und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Bandlückenenergie der AlGaInP-Legierung bestimmt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts. Die diffundierende Epoxidharzlinse verkapselt den Chip, bietet mechanischen Schutz und formt das Lichtabgabemuster.

12. Technologietrends

AlGaInP-basierte LEDs sind eine ausgereifte und hocheffiziente Technologie für bernsteinfarbene, rote und gelbgrüne Farben. Aktuelle Trends bei Anzeige-LEDs konzentrieren sich auf die Steigerung der Effizienz (mehr Lichtleistung pro mA), die Verbesserung der Farbkonstanz durch engere Binning und die Erhöhung der Zuverlässigkeit unter rauen Umgebungsbedingungen. Die Integration mehrerer Chips oder sogar RGB-Chips in einem einzigen Gehäuse für Vollfarbfähigkeit ist ebenfalls ein gängiger Entwicklungspfad, der die Funktionalität einfacher Anzeigelampen erweitert.