Technisches Datenblatt für eine T-1 3/4 Zweifarben-LED-Lampe - 5,0mm Durchmesser - Rot 2,4V / Grün 2,6V - 75mW Leistung

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer Zweifarben-Durchsteck-LED in einem standardmäßigen T-1 3/4-Gehäuse. Das Bauteil vereint sowohl rote als auch grüne lichtemittierende Chips unter einer einzigen, wasserklaren Epoxidharzlinse, wodurch zwei verschiedene Farben aus einer Komponente erzeugt werden können. Es ist für allgemeine Anzeigeanwendungen in einer Vielzahl von elektronischen Geräten konzipiert.

Die zentralen Vorteile dieser LED umfassen ihre Konformität mit bleifreien (Pb-Free) und RoHS-Umweltstandards, was die Eignung für moderne Fertigungsanforderungen sicherstellt. Die aufeinander abgestimmten roten und grünen Chips sind so ausgewählt, dass sie einheitliche Lichtausgangseigenschaften bieten. Darüber hinaus bietet das Festkörperdesign eine lange Betriebsdauer und einen geringen Stromverbrauch, was zu einer energieeffizienten und zuverlässigen Systemkonstruktion beiträgt.

Das Zielmarktsegment umfasst Anwendungen in Büroautomatisierungsgeräten, Kommunikationsgeräten, Haushaltsgeräten und anderen Unterhaltungselektronikprodukten, bei denen eine klare, zuverlässige Statusanzeige erforderlich ist.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil wird bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C charakterisiert. Die absoluten Maximalwerte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden auftreten können. Die Verlustleistung für beide Chips (rot und grün) ist mit 75 mW angegeben. Der Spitzenstrom im Vorwärtsbetrieb, anwendbar unter Impulsbedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Impulsbreite), beträgt 90 mA. Der maximale Dauerstrom im Vorwärtsbetrieb beträgt für jeden Chip 30 mA. Ein Derating-Faktor von 0,57 mA/°C gilt linear ab 50°C aufwärts, was bedeutet, dass der zulässige Dauerstrom mit steigender Temperatur abnimmt, um eine Überhitzung zu verhindern.

Der Betriebstemperaturbereich ist von -40°C bis +85°C spezifiziert, und der Lagertemperaturbereich reicht von -55°C bis +100°C, was auf eine robuste Leistung unter verschiedenen Umgebungsbedingungen hinweist. Für die Montage können die Anschlussdrähte ein Löten bei 260°C für maximal 5 Sekunden aushalten, vorausgesetzt, der Lötpunkt ist mindestens 2,0 mm vom LED-Gehäuse entfernt.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Wichtige Leistungsparameter werden bei T_A=25°C und einem Vorwärtsstrom (I_F) von 20 mA gemessen, was der Standard-Testbedingung entspricht.

Lichtstärke (I_v):Die Lichtausgabe ist in Bins (Sortierklassen) kategorisiert. Für beide Chips (rot und grün) beträgt die typische Lichtstärke 880 mcd, mit Mindestwerten ab 520 mcd und Maximalwerten bis 1500 mcd. Eine Toleranz von ±15% gilt für die Bin-Grenzen. Die Lichtstärke wird mit einer Sensor-Filter-Kombination gemessen, die der photopischen (CIE) Augenempfindlichkeitskurve entspricht.

Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Der Abstrahlwinkel, definiert als der volle Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt, beträgt für beide Farben 30 Grad. Dies deutet auf einen relativ fokussierten Strahl hin, der für die direkte Betrachtung geeignet ist.

Wellenlängencharakteristika:

- Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):Rot: 650 nm, Grün: 565 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung am höchsten ist.

- Dominante Wellenlänge (λ_d):Rot: 634-644 nm (typ. 639 nm), Grün: 565-578 nm (typ. 569 nm). Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, abgeleitet aus dem CIE-Farbtafeldiagramm.

- Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Rot: 20 nm, Grün: 30 nm. Dieser Parameter beschreibt die spektrale Reinheit oder Breite des emittierten Lichts.

Elektrische Parameter:

- Durchlassspannung (V_F):Rot: 2,0-2,4 V (typ. 2,4 V), Grün: 2,1-2,6 V (typ. 2,6 V).

- Sperrstrom (I_R):Maximal 100 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Es ist kritisch zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die Lichtstärke der LEDs wird in Bins sortiert, um Konsistenz in der Anwendung zu gewährleisten. Das Binning ist für beide Chips (rot und grün) identisch.

• Bin-Code M:520 mcd (Min) bis 680 mcd (Max)
• Bin-Code N:680 mcd (Min) bis 880 mcd (Max)
• Bin-Code P:880 mcd (Min) bis 1150 mcd (Max)
• Bin-Code Q:1150 mcd (Min) bis 1500 mcd (Max)

Das vollständige Bauteil wird durch eine Zwei-Code-Kombination spezifiziert: X-X (Lichtstärke ROT – Lichtstärke GRÜN). Beispielsweise hätte ein mit \"N-P\" gekennzeichnetes Teil einen roten Chip aus Bin N (680-880 mcd) und einen grünen Chip aus Bin P (880-1150 mcd). Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Daten im Datenblatt referenziert werden (z.B. Abb.1 für die spektrale Verteilung, Abb.5 für den Abstrahlwinkel), würden die typischen Kurven die folgenden für das Design wesentlichen Zusammenhänge veranschaulichen:

I-V-Kennlinie:Zeigt die Beziehung zwischen Vorwärtsstrom (I_F) und Durchlassspannung (V_F). Für LEDs ist dies eine exponentielle Kurve. Die spezifizierte V_Fbei 20mA liefert einen wichtigen Arbeitspunkt. Entwickler müssen einen Serien-Vorwiderstand verwenden, um den Arbeitsstrom einzustellen, wie im empfohlenen Treiberschaltkreis gezeigt.

Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom:Die Lichtausgabe ist im Arbeitsbereich im Allgemeinen proportional zum Vorwärtsstrom. Ein Betrieb oberhalb der absoluten Maximalwerte kann zu beschleunigtem Leistungsabfall oder Ausfall führen.

Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Die LED-Lichtausgabe nimmt typischerweise ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Die Derating-Spezifikation für den Vorwärtsstrom steht in direktem Zusammenhang mit der Steuerung dieses thermischen Effekts, um Leistung und Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.

Spektrale Verteilung:Die Graphen für die Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p) zeigen die relative Lichtintensität über verschiedene Wellenlängen und bestätigen die dominante Farbe und spektrale Breite.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

Die LED ist in einem T-1 3/4-Gehäuse untergebracht, was einem standardmäßigen runden Linsendurchmesser von 5,0 mm entspricht. Wichtige Maßangaben umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Das Harz unter dem Flansch kann maximal 1,0mm hervorstehen.
• Der Anschlussdrahtabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Drähte das Gehäuse verlassen.
• Die Polarität wird typischerweise durch den längeren Anschlussdraht als Anode (+) und/oder eine flache Stelle am Linsenrand in der Nähe des Kathoden-(-) Anschlussdrahts angezeigt. Die spezifische Pinbelegung für die Zweifarbenfunktion (gemeinsame Anode oder gemeinsame Kathode) muss aus der im vollständigen Datenblatt referenzierten Gehäusezeichnung verifiziert werden.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Eine sachgemäße Handhabung ist für die Zuverlässigkeit entscheidend.

Lagerung:LEDs sollten in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Wenn sie aus der original feuchtigkeitssperrenden Verpackung entnommen wurden, sollten sie innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für eine längere Lagerung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre.

Reinigung:Verwenden Sie bei Bedarf nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

Anschlussdraht-Formgebung:Das Biegen muss bei Raumtemperatur und vor dem Löten erfolgen. Die Biegung sollte mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt sein. Verwenden Sie das Gehäuse nicht als Drehpunkt.

Leiterplattenmontage:Wenden Sie minimale Klammerkraft an, um mechanische Belastung der Anschlussdrähte zu vermeiden.

Löten:

- Halten Sie einen Mindestabstand von 2mm zwischen Linsenbasis und Lötpunkt ein.

- Tauchen Sie die Linse niemals in Lötzinn.

- Vermeiden Sie Belastung der Anschlussdrähte während des Hochtemperaturlötens.

- Empfohlene Bedingungen:

  * Lötkolben:Max. 350°C für max. 3 Sekunden (nur einmal).

  * Wellenlöten:Vorwärmen ≤100°C für ≤60 Sek., Lötwellentemperatur ≤260°C für ≤5 Sek.

- Wichtig:IR-Reflow-Löten ist für diese Durchsteck-LED NICHT geeignet. Übermäßige Hitze oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen Ausfall führen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Der Standard-Verpackungsablauf ist wie folgt:

- 500 oder 200 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel.

- 10 Verpackungsbeutel werden in einem Innenkarton platziert (insgesamt 5.000 Stück).

- 8 Innenkartons werden in einem Außenkarton verpackt (insgesamt 40.000 Stück).

Die spezifische Artikelnummer für dieses Bauteil ist LTL30EKDKGK.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese Zweifarben-LED ist ideal für Mehrfachstatusanzeigen. Häufige Anwendungen sind Netz-/Standby-Anzeigen (rot/grün), Fehler-/OK-Statusleuchten, Modusauswahlanzeigen auf Unterhaltungselektronik und Frontplattenanzeigen auf Industrie-Steuerungsgeräten. Ihr Durchsteckdesign macht sie sowohl für Prototypenplatinen als auch für Produkte mit traditioneller Leiterplattenmontage geeignet.

8.2 Designüberlegungen

Treiberkreis:LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, insbesondere beim Parallelschalten mehrerer LEDs, wirddringend empfohlen, einen dedizierten strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltungsmodell A). Die Verwendung eines einzelnen Widerstands für mehrere parallel geschaltete LEDs (Schaltungsmodell B) wird aufgrund von Schwankungen in der individuellen LED-Durchlassspannung (V_F) nicht empfohlen, was zu erheblichen Unterschieden im Strom und folglich in der Helligkeit führen kann.

ESD-Schutz:LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischen Entladungen (ESD). Präventive Maßnahmen während der Handhabung und Montage sind zwingend erforderlich:

- Verwenden Sie geerdete Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe.

- Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.

- Verwenden Sie Ionisatoren, um statische Aufladungen im Arbeitsbereich zu neutralisieren.

Thermisches Management:Halten Sie sich an die Spezifikationen für Verlustleistung und Strom-Derating. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand auf der Leiterplatte und berücksichtigen Sie die Betriebsumgebung, um zu verhindern, dass die Sperrschichttemperatur der LED sichere Grenzwerte überschreitet, was die Lichtausgabe und Lebensdauer erhält.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu Einfarben-LEDs spart dieses Zweifarben-Bauteil Leiterplattenfläche und vereinfacht die Montage, indem zwei Funktionen in einem Gehäuse kombiniert werden. Die Verwendung von AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Technologie für beide Chips bietet Vorteile gegenüber älteren Technologien wie GaAsP, einschließlich höherer Effizienz, besserer Temperaturstabilität und konsistenterer Farbreinheit. Die abgestimmte Chipleistung stellt sicher, dass die roten und grünen Ausgänge unter identischen Bedingungen gut ausbalanciert sind. Das T-1 3/4-Gehäuse ist eine industrieübliche Größe und gewährleistet breite Kompatibilität mit bestehenden Leiterplattenlayouts und Frontplattenausschnitten.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

F1: Kann ich die roten und grünen Chips gleichzeitig ansteuern, um gelbes/oranges Licht zu erzeugen?

A1: Dieses Datenblatt spezifiziert keine Eigenschaften für den gleichzeitigen Betrieb. Das Mischen von Farben durch gleichzeitiges Ansteuern beider Chips erfordert eine sorgfältige Stromregelung, um den gewünschten Farbton zu erreichen, und unterliegt Schwankungen zwischen einzelnen LEDs. Für dedizierte Mehrfarben- oder Farbmisch-Anwendungen wäre eine spezielle RGB-LED oder eine Dreifarben-LED mit charakterisierten Mischfarbenspezifikationen besser geeignet.

F2: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A2: Die Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Die dominante Wellenlänge (λ_d) ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Diagramm), der die \"reine\" Farbe repräsentiert, die wir sehen. Für monochromatische LEDs wie diese sind sie nahe beieinander, aber nicht identisch; λ_dist der relevantere Parameter für die Farbspezifikation.

F3: Warum ist ein Serienwiderstand notwendig, selbst wenn meine Versorgungsspannung der V_F?

der LED entspricht?_FA3: Die V_Fist ein typischer Wert mit einer Bandbreite. Eine kleine Änderung der Spannung kann aufgrund der exponentiellen I-V-Kennlinie der LED eine große Stromänderung verursachen. Ein Serienwiderstand macht den Strom viel unempfindlicher gegenüber Schwankungen der Versorgungsspannung und V

und ermöglicht so einen stabilen und sicheren Betrieb.

F4: Kann ich diese LED für Automobil-Innenraumbeleuchtung verwenden?

A4: Dieses Datenblatt gibt an, dass die LED für \"gewöhnliche elektronische Geräte\" vorgesehen ist. Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, wie Automobil, Luftfahrt oder Medizingeräte, erfordern eine Konsultation mit dem Hersteller und wahrscheinlich ein Produkt, das für spezifische automobiltaugliche Standards (z.B. AEC-Q102) qualifiziert ist. Dieses Standardprodukt ist möglicherweise nicht geeignet.

11. Praktische Design-FallstudieSzenario:

Entwurf einer Dual-Status-Anzeige für ein Netzteil. Grün zeigt \"Eingeschaltet/Ausgang OK\" an, und rot zeigt \"Fehler/Überlast\" an.

1. Umsetzung:Schaltungsentwurf:

2. Verwenden Sie eine gemeinsame Kathoden-Konfiguration (aus Gehäusezeichnung verifizieren). Schließen Sie die beiden Anoden (rot und grün) über separate strombegrenzende Widerstände an Mikrocontroller-GPIO-Pins oder Logikschaltungen an. Die gemeinsame Kathode wird mit Masse verbunden.Widerstandsberechnung:_CCAngenommen, eine 5V-Versorgung (V_F), Ziel-I_F= 20mA und typische V

von 2,4V (Rot) und 2,6V (Grün)._{- R}rot_CC= (V_{- V}F_rot_F) / I

= (5 - 2,4) / 0,02 = 130 Ω. Verwenden Sie einen Standard-130-Ω- oder 150-Ω-Widerstand._{- R}grün

3. = (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ω. Verwenden Sie einen Standard-120-Ω-Widerstand.Leiterplattenlayout:

4. Platzieren Sie die LED auf der Frontplatte. Stellen Sie sicher, dass die Löcher für die Anschlussdrähte dem spezifizierten Drahtabstand entsprechen. Halten Sie andere wärmeerzeugende Komponenten fern, um thermische Auswirkungen auf die LED-Leistung zu vermeiden.Software/Logik:

Stellen Sie sicher, dass die Ansteuerlogik verhindert, dass beide LEDs, falls nicht gewünscht, gleichzeitig kontinuierlich eingeschaltet sind, um die Verlustleistung zu managen.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiterbauelemente, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Material mit Löchern aus dem p-dotierten Material im aktiven Bereich. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. In diesem Bauteil wird AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) für beide Chips verwendet, wobei unterschiedliche Materialzusammensetzungen die verschiedenen für rote (~650 nm) und grüne (~565 nm) Emission erforderlichen Bandlücken erzeugen.

13. Technologietrends

- Die LED-Industrie entwickelt sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz, größerer Zuverlässigkeit und breiterer Anwendung. Für Anzeige-LEDs wie diese umfassen die Trends:Miniaturisierung:

- Entwicklung kleinerer Gehäusegrößen (z.B. 3mm, 2mm, 1,6mm) bei gleichbleibender oder verbesserter Lichtausgabe.Verbesserte Leistung:

- Fortlaufende Verbesserungen bei AlInGaP- und InGaN- (für blau/grün/weiß) Materialien führen zu höherer Lichtausbeute (mehr Licht pro Watt).Integration:

- Zunehmende Verbreitung von Multi-Chip-Gehäusen (RGB, Zweifarben, Dreifarben) und sogar LEDs mit integrierten Controllern (ICs) für Smart-Lighting-Anwendungen.Robustheit:

Verbesserte Gehäusematerialien und -designs für eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit, Temperaturwechsel und mechanische Belastung, was die Eignung für anspruchsvollere Umgebungen erweitert.