T-1 3mm Grüne LED mit hoher Lichtstärke 680-1900mcd - Spannung 2,7-3,8V - Leistung 108mW - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer leistungsstarken, grünen Leuchtdiode (LED) in einem standardmäßigen T-1 (3mm) Durchsteckgehäuse. Das Bauteil ist für allgemeine Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen konzipiert, bei denen hohe Helligkeit, niedriger Stromverbrauch und zuverlässige Leistung erforderlich sind. Seine Kernvorteile umfassen RoHS-Konformität, hohe Lichtausbeute und Kompatibilität mit Niedrigstrom-Treiberkreisen, was es für eine breite Palette von Konsumelektronik, Industrie-Steuerungen und Frontplattenanzeigen geeignet macht.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C definiert. Der maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 30 mA, wobei ein Spitzen-Durchlassstrom von 100 mA unter gepulsten Bedingungen zulässig ist (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite). Die maximale Verlustleistung beträgt 108 mW. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -30°C bis +80°C, und der Lagertemperaturbereich von -40°C bis +100°C. Beim Lösen können die Anschlussdrähte 260°C für maximal 5 Sekunden standhalten, gemessen 1,6mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische und optische Eigenschaften

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei T_A=25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA gemessen. Die Lichtstärke (I_V) reicht von einem Minimum von 680 mcd bis zu einem typischen Wert von 1900 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2) beträgt typischerweise 40 Grad. Das Bauteil emittiert grünes Licht mit einer Peak-Emissionswellenlänge (λ_P) von 523 nm und einer dominanten Wellenlänge (λ_d) im Bereich von 520 nm bis 538 nm. Die Durchlassspannung (V_F) liegt zwischen 2,7V und 3,8V, mit einem typischen Wert von 3,3V. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Es ist entscheidend zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Betrieb unter Sperrvorspannung ausgelegt ist; die V_R-Bedingung dient nur zur I_R-Prüfung.

3. Spezifikation des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf Lichtstärke und dominanter Wellenlänge in Bins eingeteilt, um Farb- und Helligkeitskonsistenz in Anwendungen sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Einheiten sind in Millicandela (mcd) bei 20 mA. Es werden zwei Haupt-Bins definiert: Bin NP (680 mcd bis 1150 mcd) und Bin QR (1150 mcd bis 1900 mcd). Für jede Bin-Grenze gilt eine Toleranz von ±15%.

3.2 Dominantes Wellenlängen-Binning

Die Einheiten sind in Nanometern (nm) bei 20 mA. Es werden fünf Bins definiert: G10 (520,0-523,0 nm), G11 (523,0-527,0 nm), G12 (527,0-531,0 nm), G13 (531,0-535,0 nm) und G14 (535,0-538,0 nm). Für jede Bin-Grenze gilt eine Toleranz von ±1 nm.

4. Analyse der Leistungskurven

Obwohl spezifische grafische Daten im Textauszug nicht bereitgestellt werden, würden typische Leistungskurven für solche LEDs den Zusammenhang zwischen Durchlassstrom (I_F) und Durchlassspannung (V_F) zeigen, der die exponentielle Kennlinie der Diode darstellt. Eine weitere entscheidende Kurve würde die Lichtstärke (I_V) über dem Durchlassstrom (I_F) auftragen und den nahezu linearen Zusammenhang im Betriebsbereich demonstrieren. Der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Lichtstärke ist ebenfalls signifikant und zeigt typischerweise eine Abnahme der Ausgangsleistung bei steigender Temperatur. Die spektrale Verteilungskurve würde um den 523 nm-Peak zentriert sein, mit einer typischen Halbwertsbreite (Δλ) von 35 nm, die die Reinheit der grünen Farbe definiert.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das Bauteil verwendet ein verbreitetes T-1 (3mm Durchmesser) Durchsteckgehäuse mit einer weißen Streulinse. Wichtige dimensionale Hinweise sind: Alle Maße sind in Millimetern, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben. Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm. Der Anschlussdrahtabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Drähte aus dem Gehäusekörper austreten. Die Streulinse trägt im Vergleich zu klaren Linsen dazu bei, einen breiteren und gleichmäßigeren Abstrahlwinkel zu erreichen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussdraht-Formgebung und Handhabung

Die Formgebung der Anschlussdrähte muss bei normaler Raumtemperatur undvordem Lötprozess erfolgen. Die Biegung muss mindestens 1,6mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden. Die Basis des Anschlussdrahtrahmens darf während des Biegens nicht als Drehpunkt verwendet werden, um eine Spannungsübertragung auf den internen Chip und die Bonddrähte zu vermeiden. Während der Leiterplattenmontage sollte eine minimale Klammerkraft verwendet werden.

6.2 Lötprozess

Zwischen der Basis der Linse und dem Lötpunkt muss ein Mindestabstand von 1,6mm eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden, um ein Aufkriechen des Epoxidharzes zu verhindern, was zu Lötproblemen führen kann. Das Korrigieren der LED-Position nach dem Löten ist ebenfalls untersagt. Empfohlene Bedingungen sind:

• Lötkolben:Temperatur max. 400°C, Zeit max. 3 Sekunden (nur einmal).
• Wellenlöten:Vorwärmen max. 120°C für max. 60 Sek., Lötwellenbad bei max. 260°C für max. 5 Sek.

6.3 Lagerung und Reinigung

Für die Lagerung außerhalb der Originalverpackung wird eine Verwendung innerhalb von drei Monaten empfohlen. Für eine längere Lagerung sollte ein verschlossener Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre verwendet werden. Falls eine Reinigung erforderlich ist, sollten alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwendet werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Der Standard-Verpackungsablauf ist: 1.000 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel. Zehn Beutel werden in einen Innenkarton gepackt, insgesamt 10.000 Stück pro Innenkarton. Acht Innenkartons werden in einen äußeren Versandkarton gepackt, was insgesamt 80.000 Stück pro Außenkarton ergibt. Der Lichtstärke-Klassifizierungscode ist auf jedem Verpackungsbeutel zur Rückverfolgbarkeit aufgedruckt.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist für gewöhnliche elektronische Geräte bestimmt, einschließlich Büroautomationsgeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsgeräten. Ihre hohe Helligkeit macht sie geeignet für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung von Frontplatten und Schaltern sowie dekorative Beleuchtung, bei der ein deutliches grünes Signal erforderlich ist.

8.2 Schaltungsentwurfsüberlegungen

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Betrieb mehrerer LEDs sicherzustellen, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltungsmodell A). Das parallele Betreiben mehrerer LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltungsmodell B) kann aufgrund von Schwankungen in der Durchlassspannung (V_F) einzelner Bauteile zu erheblichen Helligkeitsunterschieden führen. Der Wert des Reihenwiderstands kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F, wobei I_Fder gewünschte Treiberstrom ist (z.B. 20mA).

8.3 Vorsichtsmaßnahmen für kritische Anwendungen

Konsultieren Sie den Lieferanten, bevor Sie diese LED in Anwendungen einsetzen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, insbesondere wenn ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, Medizinsysteme, Sicherheitseinrichtungen).

9. Elektrostatische Entladung (ESD) und Handhabungsvorsichtsmaßnahmen

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung und Spannungsspitzen. Es wird empfohlen, beim Umgang ein Erdungsarmband oder antistatische Handschuhe zu verwenden. Alle Geräte, einschließlich Lötkolben und Arbeitsplatten, müssen ordnungsgemäß geerdet sein. Vermeiden Sie jegliche mechanische Belastung der Anschlussdrähte, insbesondere wenn das Bauteil während des Lötens erhitzt ist.

10. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieses Bauteils in seiner Klasse sind sein hoher Lichtstärkebereich (bis zu 1900 mcd) aus einem standardmäßigen T-1-Gehäuse, der erhebliche Helligkeit in einem gängigen Formfaktor bietet. Der Einsatz von InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Technologie ermöglicht eine effiziente grüne Emission. Die definierte Binning-Struktur für sowohl Intensität als auch Wellenlänge ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile für Anwendungen auszuwählen, die eine enge Farb- und Helligkeitsabstimmung erfordern, wodurch die Notwendigkeit einer nachträglichen Kalibrierung reduziert wird.

11. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

11.1 Kann ich diese LED ohne einen Reihenwiderstand betreiben?

Nein. Der Betrieb einer LED direkt an einer Spannungsquelle wird nicht empfohlen, da es sich um ein stromgesteuertes Bauteil handelt. Die geringe Variation der Durchlassspannung kann eine große Stromänderung verursachen, die möglicherweise den Maximalwert überschreitet und die LED zerstört. Ein Reihenwiderstand ist für einen stabilen und sicheren Betrieb unerlässlich.

11.2 Warum gibt es einen Bereich für die Lichtstärke (680-1900 mcd)?

Der Bereich repräsentiert die Binning-Struktur. Aufgrund von Fertigungsprozessschwankungen werden LEDs nach der Produktion basierend auf gemessener Leistung sortiert (gebinned). Das Datenblatt gibt die minimalen und maximalen Grenzen für verfügbare Bins (NP und QR) an. Konstrukteure sollten die ±15%-Toleranz innerhalb eines Bins berücksichtigen, wenn sie für einen bestimmten Helligkeitswert entwerfen.

11.3 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Die Peak-Wellenlänge (λ_P) ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist (523 nm für diese LED). Die dominante Wellenlänge (λ_d) wird aus dem CIE-Farbraumdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge des monochromatischen Lichts, die, kombiniert mit einem spezifizierten weißen Referenzlicht, der Farbe der LED entspricht. Es ist die wahrgenommene Farbe. Der dominante Wellenlängenbereich liegt bei 520-538 nm.

12. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario:Entwurf einer Multi-Indikator-Statusanzeige für Industrieanlagen, die 10 gleichmäßig helle grüne LEDs erfordert.Designschritte:1. Wählen Sie LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. QR) und einem engen dominanten Wellenlängen-Bin (z.B. G11) für Konsistenz. 2. Die Stromversorgung ist 5V DC. 3. Unter Verwendung des typischen V_F-Werts von 3,3V und eines Ziel-I_F-Werts von 20 mA, berechnen Sie den Reihenwiderstand: R = (5V - 3,3V) / 0,02A = 85 Ohm. Ein Standard-82-Ohm- oder 100-Ohm-Widerstand kann verwendet werden, wobei der Strom leicht angepasst wird. 4. Implementieren Sie Schaltungsmodell A, verwenden Sie einen Widerstand pro LED. 5. Stellen Sie während des Leiterplattenlayouts den empfohlenen Abstand von 1,6mm zwischen dem LED-Körper und dem Lötpad sicher. 6. Befolgen Sie das Wellenlötprofil genau. Dieser Ansatz gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb und ein einheitliches Erscheinungsbild.

13. Einführung in das Funktionsprinzip

Eine Leuchtdiode (LED) ist eine Halbleiter-p-n-Übergangsdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-Typ-Bereich und Löcher aus dem p-Typ-Bereich in den Übergangsbereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des Halbleitermaterials bestimmt. Diese spezifische LED verwendet einen InGaN (Indiumgalliumnitrid)-Verbindungshalbleiter, der so konstruiert ist, dass er eine Bandlücke aufweist, die der Emission von grünem Licht entspricht.

14. Technologietrends

Die LED-Industrie schreitet weiterhin in Bezug auf Effizienz (Lumen pro Watt) voran, was höhere Helligkeit bei geringerem Stromverbrauch ermöglicht. Es gibt einen Trend zu engeren Binning-Toleranzen sowohl für Farbe als auch für Lichtstrom, um den Anforderungen von Anwendungen wie Vollfarbdisplays und Architekturbeleuchtung gerecht zu werden, bei denen Konsistenz von größter Bedeutung ist. Während Durchsteckgehäuse wie das T-1 für Prototyping, Hobbyanwendungen und bestimmte industrielle Anwendungen beliebt bleiben, dominieren oberflächenmontierbare (SMD) Gehäuse die Massenproduktion aufgrund ihrer geringeren Größe und Eignung für automatisierte Montage. Die zugrunde liegende InGaN-Technologie für grüne und blaue LEDs ist ausgereift, verzeichnet aber weiterhin inkrementelle Verbesserungen in Effizienz und Zuverlässigkeit.