LED-Lampe 1003SYGD/S530-E2 Datenblatt - 3mm Rund - 2,0V - 20mA - Brillantes Gelbgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die 1003SYGD/S530-E2 ist eine hochhelle Durchsteck-LED-Lampe für universelle Anzeigeanwendungen. Sie nutzt einen AlGaInP-Chip zur Erzeugung eines brillanten gelbgrünen Lichts. Das Bauteil zeichnet sich durch Zuverlässigkeit, Robustheit und Konformität mit Umweltstandards aus (bleifrei, RoHS-konform). Es wird in einem standardmäßigen 3mm runden, diffusen Gehäuse mit grüner Harzfarbe geliefert, die dem emittierten Licht entspricht und so Kontrast und Sichtbarkeit erhöht.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Helligkeit:Speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höhere Lichtstärke erfordern.
• Breiter Abstrahlwinkel:Bietet einen 110-Grad-Halbwertswinkel (2θ1/2), der eine gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln gewährleistet.
• Verpackungsauswahl:Erhältlich auf Tape & Reel für automatisierte Bestückungsprozesse.
• Umweltkonformität:Das Produkt ist bleifrei und entspricht den RoHS-Richtlinien.
• Farbvielfalt:Teil einer Serie, die in verschiedenen Farben und Intensitäten erhältlich ist, um unterschiedlichen Designanforderungen gerecht zu werden.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED richtet sich primär an den Markt für Unterhaltungselektronik und industrielle Steuerung, wo zuverlässige, kostengünstige Statusanzeigen benötigt werden. Typische Anwendungen umfassen, sind aber nicht beschränkt auf:

• Strom- und Statusanzeigen an Fernsehgeräten und Computermonitoren.
• Hintergrundbeleuchtung für Tastaturen und Funktionstasten bei Telefonen.
• Anzeigelampen an verschiedenen Computerperipheriegeräten und internen Komponenten.
• Universelle Frontplattenanzeigen in Mess- und Steuerungspanels.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt spezifizierten elektrischen, optischen und thermischen Schlüsselparameter.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Dauer-Durchlassstrom (IF):25 mA. Der maximale Gleichstrom, der kontinuierlich an die LED angelegt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (IFP):60 mA. Nur unter gepulsten Bedingungen anwendbar (Tastverhältnis 1/10 @ 1kHz), um kurzzeitig eine höhere Lichtausbeute zu erzielen.
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des pn-Übergangs führen.
• Verlustleistung (Pd):60 mW. Die maximale Leistung, die das Gehäuse abführen kann, berechnet als VF * IF.
• Betriebs- & Lagertemperatur:Reicht von -40°C bis +85°C bzw. -40°C bis +100°C und definiert die Umgebungsgrenzen für zuverlässigen Betrieb und Lagerung im ausgeschalteten Zustand.
• Löttemperatur (Tsol):260°C für 5 Sekunden. Definiert das maximale thermische Profil, das die LED während Wellen- oder Handlötung aushalten kann.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von Ta=25°C und IF=20mA gemessen und liefern die Basis-Performance.

• Lichtstärke (Iv):12,5 mcd (typisch). Dies ist die gemessene Lichtausbeute in Vorwärtsrichtung. Der minimal garantierte Wert beträgt 6,3 mcd.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):110° (typisch). Der Winkelbereich, in dem die Lichtstärke mindestens die Hälfte der Spitzenintensität beträgt. Die diffuse Linse erzeugt dieses breite, gleichmäßige Abstrahlmuster.
• Dominante Wellenlänge (λd):573 nm (typisch). Die wahrgenommene Lichtfarbe, die im gelbgrünen Bereich des Spektrums liegt.
• Spitzenwellenlänge (λp):575 nm (typisch). Die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist.
• Durchlassspannung (VF):2,0 V (typisch), mit einem Bereich von 1,7V bis 2,4V bei 20mA. Dieser Parameter ist entscheidend für die Berechnung des Vorwiderstands im Schaltungsdesign.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei VR=5V. Zeigt den Leckstrom an, wenn die LED in Sperrrichtung vorgespannt ist.

Hinweis zur Messunsicherheit:Das Datenblatt spezifiziert Toleranzen für Schlüsselmessungen: ±0,1V für VF, ±10% für Iv und ±1,0nm für λd. Diese müssen in Präzisionsanwendungen berücksichtigt werden.

3. Analyse der Kennlinien

Die bereitgestellten Kennlinien bieten wertvolle Einblicke in das Verhalten der LED unter variierenden Bedingungen.

3.1 Spektrale Verteilung & Richtcharakteristik

DieRelative Intensität vs. Wellenlänge-Kurve zeigt ein typisches schmalbandiges Emissionsspektrum um 575nm herum, charakteristisch für AlGaInP-Materialien. DieRichtcharakteristik-Kurve bestätigt visuell das breite, lambertstrahlerähnliche Abstrahlmuster mit einem 110°-Halbwertswinkel.

3.2 Strom-Spannungs-Verhältnis (I-V)

DieDurchlassstrom vs. Durchlassspannung-Kurve ist exponentiell, typisch für eine Diode. Am empfohlenen Arbeitspunkt von 20mA beträgt die Spannung etwa 2,0V. Entwickler müssen einen Serienwiderstand verwenden, um den Strom einzustellen, da eine kleine Änderung der Spannung eine große Änderung des Stroms verursachen kann.

3.3 Optische Ausgangsleistung vs. Treiberstrom

DieRelative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve ist bei niedrigeren Strömen im Allgemeinen linear, kann aber bei Annäherung des Stroms an den Maximalwert aufgrund zunehmender thermischer Effekte Anzeichen von Effizienzeinbruch (sublineare Zunahme) zeigen.

3.4 Temperaturabhängigkeit

DieRelative Intensität vs. Umgebungstemperatur-Kurve zeigt, dass die Lichtausbeute mit steigender Temperatur abnimmt. Dies ist eine grundlegende Eigenschaft von LEDs. DieDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur-Kurve bei konstanter Spannung zeigt, dass bei einem festen Serienwiderstand der Strom aufgrund des negativen Temperaturkoeffizienten der Durchlassspannung mit steigender Temperatur leicht abnehmen würde.

4. Mechanische & Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Die LED ist in einem standardmäßigen 3mm runden, diffusen Gehäuse untergebracht. Wichtige dimensionale Hinweise aus dem Datenblatt sind:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (mm).
• Die Flanschhöhe muss kleiner als 1,5mm (0,059\") sein.
• Die Standardtoleranz für nicht spezifizierte Abmessungen beträgt ±0,25mm.
• Die detaillierte Maßzeichnung im Datenblatt spezifiziert Anschlussabstand, Linsendurchmesser, Gesamthöhe und Anschlussbeinformungsmaße, die für das PCB-Footprint-Design entscheidend sind.

4.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Rand der LED-Linse und/oder durch den kürzeren Anschluss identifiziert. Während der Installation muss die korrekte Polarität beachtet werden.

5. Löt- & Montagerichtlinien

Eine sachgemäße Handhabung ist entscheidend, um die LED-Leistung und -Zuverlässigkeit zu erhalten.

5.1 Anschlussbeinformung

• Das Biegen muss mindestens 3mm von der Basis des Epoxidharz-Glaskörpers entfernt erfolgen, um Belastungen des Gehäuses zu vermeiden.
• Formen Sie die Anschlüssevor soldering.
• dem Löten. Vermeiden Sie Belastungen des Gehäuses. Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu verhindern.

5.2 Lagerbedingungen

• Lagern bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit (RH). Die Haltbarkeit beträgt unter diesen Bedingungen 3 Monate.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoff und Trockenmittel.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchten Umgebungen, um Kondensation zu verhindern.

5.3 Lötempfehlungen

Halten Sie einen Mindestabstand von 3mm von der Lötstelle zum Epoxidharz-Glaskörper ein.

• Handlöten:Lötspitzentemperatur ≤300°C (für max. 30W Lötkolben), Lötzeit ≤3 Sekunden.
• Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmen ≤100°C für ≤60 Sekunden. Lötbad bei ≤260°C für ≤5 Sekunden.
• Vermeiden Sie Belastungen der Anschlüsse während der Hochtemperaturphasen. Begrenzen Sie Tauch-/Handlötvorgänge auf einen Zyklus.
• Schützen Sie die LED vor mechanischen Stößen, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Verwenden Sie die niedrigstmögliche Löttemperatur, die eine zuverlässige Verbindung gewährleistet.

5.4 Reinigung

• Reinigen Sie bei Bedarf nur mit Isopropylalkohol bei Raumtemperatur für ≤1 Minute.
• Vermeiden Sie Ultraschallreinigung. Wenn unbedingt erforderlich, qualifizieren Sie den Prozess vorab, um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten.

5.5 Wärmemanagement

Obwohl es sich um ein Niedrigleistungsbauteil handelt, ist ein ordnungsgemäßes thermisches Design dennoch wichtig für die Langzeitzuverlässigkeit, insbesondere bei Betrieb nahe der Maximalwerte. Der Strom sollte bei höheren Umgebungstemperaturen entsprechend reduziert werden, wobei auf etwaige Reduktionskurven Bezug genommen werden sollte, falls vorhanden.

6. Verpackungs- & Bestellinformationen

6.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind so verpackt, dass sie vor elektrostatischer Entladung (ESD) und Feuchtigkeit geschützt sind.

• Primärverpackung:200-500 Stück pro antistatischem Beutel.
• Sekundärverpackung:5 Beutel pro Innenkarton.
• Tertiärverpackung:10 Innenkartons pro Master- (Außen-)Karton.

6.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten Informationen wie Kundenteilenummer (CPN), Produktnummer (P/N), Packmenge (QTY), Qualitätsklassen (CAT), dominante Wellenlänge (HUE), Referenz (REF) und Losnummer (LOT No.).

7. Anwendungsdesign-Überlegungen

7.1 Schaltungsdesign

Verwenden Sie stets einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Vcc - VF) / IF, wobei Vcc die Versorgungsspannung, VF die LED-Durchlassspannung (für ein konservatives Design 2,0V typisch oder 2,4V max. verwenden) und IF der gewünschte Durchlassstrom (z.B. 20mA) ist. Stellen Sie sicher, dass die Leistungsaufnahme des Widerstands ausreichend ist (P = (Vcc - VF) * IF).

7.2 PCB-Layout

Befolgen Sie die empfohlenen Gehäuseabmessungen für das Lochmuster. Sorgen Sie für ausreichenden Freiraum um die LED-Kuppel herum, um mechanische Interferenzen zu vermeiden. Für Designs, die eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere LEDs hinweg erfordern, sollten Sie Binning für Durchlassspannung und Lichtstärke in Betracht ziehen.

7.3 Lebensdauer & Zuverlässigkeit

Die LED-Lebensdauer ist typischerweise als der Punkt definiert, an dem die Lichtstärke auf 50% ihres Anfangswerts abfällt (L70, L50). Der Betrieb der LED unterhalb ihrer absoluten Maximalwerte, insbesondere in Bezug auf Strom und Temperatur, ist die primäre Methode, um die Betriebslebensdauer zu maximieren.

8. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die 1003SYGD/S530-E2 differenziert sich auf dem Markt für 3mm-Durchsteck-LEDs durch ihre spezifische Kombination von Eigenschaften:

• Material:Die Verwendung von AlGaInP-Halbleitermaterial bietet im Vergleich zu älteren Technologien eine hohe Effizienz im gelbgrünen bis roten Spektralbereich.
• Helligkeit vs. Abstrahlwinkel:Sie bietet einen ausgewogenen Kompromiss zwischen hoher typischer Lichtstärke (12,5mcd) und einem sehr breiten Abstrahlwinkel (110°), was sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen die Sichtbarkeit aus schrägen Winkeln wichtig ist.
• Umweltfokus:Ihre bleifreie und RoHS-konforme Bauweise entspricht den modernen Umweltvorschriften für Elektronikprodukte.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Welchen Widerstand sollte ich für eine 5V-Versorgung verwenden?

Unter Verwendung des typischen VF von 2,0V und einem Ziel-IF von 20mA: R = (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ω. Die im Widerstand umgesetzte Leistung beträgt (5V-2,0V)*0,02A = 0,06W, daher ist ein Standard-1/8W (0,125W) oder 1/4W Widerstand geeignet. Für ein konservatives Design mit VF(max)=2,4V: R = (5V-2,4V)/0,02A = 130 Ω.

9.2 Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung betreiben?

Ja. Mit VF(typ)=2,0V und IF=20mA: R = (3,3V - 2,0V) / 0,02A = 65 Ω. Vergewissern Sie sich, dass der Spannungsabfall über der LED (VF) kleiner ist als Ihre Versorgungsspannung, selbst unter Berücksichtigung des maximalen VF von 2,4V (3,3V > 2,4V, daher ist es machbar).

9.3 Wie beeinflusst die Temperatur die Helligkeit?

Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die Lichtstärke der LED ab. Dies ist eine physikalische Eigenschaft von Halbleiterlichtquellen. Für kritische Anwendungen, bei denen über einen Temperaturbereich hinweg eine konstante Helligkeit erforderlich ist, können Regelkreise oder Temperaturkompensation notwendig sein.

9.4 Ist diese LED für den Außeneinsatz geeignet?

Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) ermöglicht den Einsatz in vielen Außenumgebungen. Das Gehäuse ist jedoch nicht speziell für Wasserdichtheit oder hohe UV-Beständigkeit ausgelegt. Für direkte Außenexposition wäre ein zusätzlicher Umweltschutz (Konformitätsbeschichtung, geschlossene Gehäuse) erforderlich, um das Eindringen von Feuchtigkeit und die Degradation der Linse zu verhindern.

10. Design-in Fallstudienbeispiel

Szenario:Entwurf eines Statusanzeigepanels für einen Netzwerkrouter mit mehreren LEDs (Strom, LAN, WAN, Wi-Fi). Das Panel muss in einer typischen Büroumgebung aus einem weiten Winkel lesbar sein.

Bauteilauswahl:Die 1003SYGD/S530-E2 wurde aufgrund ihres breiten 110°-Abstrahlwinkels gewählt, der die Sichtbarkeit von verschiedenen Schreibtischpositionen aus gewährleistet. Die gelbgrüne Farbe bietet einen hohen visuellen Kontrast zu schwarzen oder grauen Panels und unterscheidet sich von üblichen rot/grünen Anzeigen.

Schaltungsimplementierung:Auf der Hauptplatine des Routers steht eine 3,3V-Schiene zur Verfügung. Ein 68 Ω (Standardwert nahe dem berechneten 65 Ω) strombegrenzender Widerstand wird in Reihe mit jeder LED platziert, wodurch der Strom auf etwa 19mA eingestellt wird. Dies bietet ausreichende Helligkeit, während er deutlich unter dem Maximalwert von 25mA bleibt. Die LEDs sind auf einer kleinen Tochterplatine mit korrektem Anschlussabstand montiert.

Ergebnis:Die Anzeigen liefern eine klare, gleichmäßige Beleuchtung über den erforderlichen Abstrahlkegel, wobei ein zuverlässiger Betrieb durch die Einhaltung der spezifizierten Löt- und Lagerrichtlinien während der Fertigung sichergestellt wird.

11. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch einen Prozess namens Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den pn-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Bereich mit Löchern aus dem p-dotierten Bereich innerhalb der aktiven Schicht (in diesem Fall aus AlGaInP). Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Lichtteilchen) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Eine größere Bandlücke erzeugt kürzere Wellenlängen (blaueres Licht), während eine kleinere Bandlänge längere Wellenlängen (röteres Licht) erzeugt. Das AlGaInP-Materialsystem ist besonders effizient für die Erzeugung von Licht im gelben, orangen und roten Spektrum. Die Epoxidharzlinse dient dazu, den Lichtausgangsstrahl zu formen und den Halbleiterchip zu schützen.

12. Technologietrends

Die durch diese Komponente repräsentierte Durchsteck-LED-Technologie gilt als ausgereifte und etablierte Lösung. Aktuelle Branchentrends zeigen eine starke Verlagerung hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) LEDs für die meisten neuen Designs aufgrund ihrer geringeren Größe, Eignung für automatisierte Bestückung und oft besseren thermischen Leistung. Dennoch bleiben Durchsteck-LEDs wie der 3mm-Rundtyp relevant für Anwendungen, die höhere Einzelpunkt-Helligkeit, einfachere manuelle Prototypenerstellung und Reparatur, Robustheit in Umgebungen mit hoher Vibration erfordern oder bei denen die Durchsteckmontage eine sicherere mechanische Verbindung bietet. Die zugrundeliegende Halbleitermaterialtechnologie (AlGaInP) verzeichnet weiterhin inkrementelle Verbesserungen in Effizienz und Lebensdauer.