T1-3/4 Grüne LED-Lampe Datenblatt - 5mm Durchmesser - 4,0V Durchlassspannung - 123mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hocheffizienten, energieeffizienten grünen LED-Lampe für die Durchsteckmontage. Das Bauteil nutzt InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung eines klaren grünen Lichts. Zu den Hauptvorteilen zählen die Kompatibilität mit integrierten Schaltungen aufgrund des geringen Strombedarfs sowie vielseitige Montagemöglichkeiten auf Leiterplatten oder Panels. Der gängige T-1 3/4-Gehäusedurchmesser (ca. 5mm) macht es zu einem Standardbauteil für eine breite Palette von Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen in der Unterhaltungselektronik, Messtechnik und allgemeinen Signalgebung.

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für den Betrieb innerhalb strenger Umgebungs- und elektrischer Grenzwerte ausgelegt, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Schäden zu vermeiden. Die maximale Verlustleistung beträgt 123 mW bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C. Der DC-Durchlassstrom sollte 30 mA nicht überschreiten. Im gepulsten Betrieb ist unter bestimmten Bedingungen ein Spitzendurchlassstrom von 100 mA zulässig: 1/10 Tastverhältnis und eine Pulsbreite von 0,1 ms. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -25°C und +80°C, während der Lagertemperaturbereich von -30°C bis +100°C reicht. Beim Löten können die Anschlüsse 260°C für maximal 5 Sekunden aushalten, sofern der Lötpunkt mindestens 1,6mm (0,063 Zoll) vom LED-Gehäuse entfernt ist.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei T_A=25°C gemessen. Die Lichtstärke (I_V) hat einen typischen Wert von 8000 Millicandela (mcd) bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA, mit einem Minimum von 2500 mcd und einem Maximum von 18800 mcd. Für den garantierten Lichtstärkewert gilt eine Toleranz von ±15%. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2), definiert als der Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte des Achswerts abfällt, beträgt 20 Grad. Die dominante Wellenlänge (λ_d) liegt bei 525 nm, was es in das grüne Spektrum einordnet, mit einer spektralen Halbwertsbreite (Δλ) von 35 nm. Die Durchlassspannung (V_F) beträgt typischerweise 4,0V mit einem Maximum von 4,0V bei I_F=20mA. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 100 μA bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V. Es ist wichtig zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die Lichtausbeute der LEDs wird in Bins eingeteilt, um Konsistenz in den Anwendungen zu gewährleisten. Der auf jeder Verpackungstüte aufgedruckte Bin-Code kategorisiert die minimale und maximale Lichtstärke bei 20mA. Die Bins reichen von T2 (2500-3390 mcd) bis W2 (14110-18800 mcd). Jede Bin-Grenze hat eine Toleranz von ±15%. Dieses System ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit der für ihre spezifische Anwendung erforderlichen Helligkeitsstufe auszuwählen und so visuelle Gleichmäßigkeit bei der Verwendung mehrerer LEDs zu gewährleisten.

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische grafische Daten im Dokument referenziert werden (Typische elektrische/optische Kennlinien auf Seite 4), würde die Standardanalyse für solche Bauteile die Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V)-Kennlinie umfassen, die den exponentiellen Zusammenhang zeigt und beim Entwurf von Strombegrenzungsschaltungen hilft. Die Lichtstärke vs. Durchlassstrom-Kennlinie zeigt typischerweise einen nahezu linearen Zusammenhang innerhalb des Betriebsbereichs. Die Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur-Kennlinie ist entscheidend, um den Leistungsabfall bei höheren Temperaturen zu verstehen. Die spektrale Verteilungskurve würde um die dominante Wellenlänge von 525 nm mit der spezifizierten Halbwertsbreite von 35 nm zentriert sein.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

Die LED verfügt über ein Standard-T-1 3/4-Rundgehäuse mit einer wasserklaren Linse. Wichtige Maßangaben: Alle Maße sind in Millimetern (Zoll) angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm (.010"), sofern nicht anders angegeben. Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm (.04"). Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten. Richtige mechanische Handhabung ist essentiell; die Anschlüsse müssen vor dem Lösen und bei Raumtemperatur an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt gebogen werden, um innere Spannungen zu vermeiden.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Eine korrekte Handhabung ist entscheidend für die Lebensdauer der LED. Beim Löten muss ein Mindestabstand von 2mm zwischen der Linsenunterseite und dem Lötpunkt eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in Lötzinn ist zu vermeiden. Die LED nach dem Löten nicht neu positionieren. Vermeiden Sie Belastungen des Anschlussrahmens, insbesondere im heißen Zustand. Für Handlötung: Verwenden Sie einen Lötkolben mit maximal 300°C für nicht mehr als 3 Sekunden (nur einmal). Für Wellenlöten: Vorwärmen auf maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden, die Lötwellentemperatur beträgt maximal 260°C für bis zu 5 Sekunden. Infrarot (IR)-Reflow ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt nicht geeignet. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem Totalausfall führen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Die Standardverpackungskonfiguration ist wie folgt: 500 oder 250 Stück pro antistatischer Verpackungstüte. Zehn Verpackungstüten werden in einen Innenkarton gelegt, insgesamt 5000 Stück. Acht Innenkartons werden in einen äußeren Versandkarton verpackt, was 40.000 Stück pro Außenkarton ergibt. Es wird angemerkt, dass in jeder Versandcharge nur die letzte Packung möglicherweise keine volle Packung ist.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist für gewöhnliche elektronische Geräte bestimmt, einschließlich Büroautomatisierungsgeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsgeräten. Ihre hohe Effizienz und niedrige Leistungsaufnahme machen sie ideal für Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung und Panelbeleuchtung, wo ein klares grünes Signal erforderlich ist.

8.2 Design-Überlegungen

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Schalten mehrerer LEDs zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, für jede LED einen eigenen Vorwiderstand in Reihe zu schalten (Schaltungsmodell A). Die Verwendung eines einzelnen Widerstands für mehrere parallel geschaltete LEDs (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da geringe Unterschiede in den Durchlassspannungs- (V_F) Kennwerten zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich in der wahrgenommenen Helligkeit führen.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP (Galliumphosphid) grünen LEDs bietet dieses InGaN-basierte Bauteil eine deutlich höhere Lichtstärke (Tausende von mcd gegenüber Hunderten von mcd) und eine gesättigtere, reine grüne Farbe (525 nm dominante Wellenlänge). Der 20-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen fokussierteren Strahl im Vergleich zu Weitwinkel-LEDs, was es für Anwendungen geeignet macht, die gerichtetes Licht erfordern. Der geringe Strombedarf (20mA für typischen Betrieb) gewährleistet Kompatibilität mit gängigen Logikpegel-Ausgängen von Mikrocontrollern und Treiber-ICs.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese LED direkt an eine 5V-Versorgung anschließen?

A: Nein. Bei einer typischen Durchlassspannung von 4,0V würde ein direkter Anschluss an 5V einen übermäßigen Stromfluss verursachen und die LED möglicherweise zerstören. Sie müssen einen Vorwiderstand in Reihe schalten. Der Widerstandswert kann berechnet werden als R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Für eine 5V-Versorgung und einen Zielstrom von 20mA: R = (5V - 4,0V) / 0,020A = 50 Ohm. Ein Standard-51-Ohm-Widerstand wäre geeignet.

F: Warum ist die Sperrstrom-Spezifikation wichtig, wenn die LED nicht für den Sperrbetrieb ausgelegt ist?

A: Die I_R-Spezifikation zeigt die Qualität des Halbleiterübergangs an. Ein hoher Sperrstrom kann ein Zeichen für Beschädigung oder Fertigungsfehler sein. Darüber hinaus hilft das Verständnis dieses Parameters beim Entwurf von Schutzkreisen wie parallelen Dioden zur Begrenzung von Sperrspannungen in Schaltungsdesigns, in denen Sperrspannungstransienten auftreten können (z.B. durch induktive Lasten).

F: Was bedeutet die Beschreibung \"Wasserklare\" Linse?

A: \"Wasserklar\" bezieht sich auf eine ungestreute, transparente Linse. Sie enthält keine Streupartikel. Dies führt zur höchstmöglichen Lichtausbeute aus dem Gehäuse, erzeugt jedoch ein fokussierteres Strahlprofil (wie beim 20-Grad-Abstrahlwinkel zu sehen) im Vergleich zu einer gestreuten oder milchigen Linse, die das Licht gleichmäßiger über einen größeren Winkel verteilt.

11. Praktische Anwendungsbeispiele

Fall 1: Multi-LED-Statuspanel:Ein Bedienpanel benötigt zehn grüne Statusanzeigen. Um gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, wird jede LED über einen separaten Ausgangspin eines Mikrocontrollers über einen 51-Ohm-Vorwiderstand angesteuert (für eine 5V-MCU-Versorgung). Der enge 20-Grad-Abstrahlwinkel stellt sicher, dass das Licht von vorne am Panel klar sichtbar ist, ohne übermäßige seitliche Blendung.

Fall 2: Niedrig-Akku-Anzeige:In einem tragbaren Gerät liefert diese LED, angesteuert durch eine Komparatorschaltung, ein helles, aufmerksamkeitserregendes grünes Licht, um den normalen Akkustatus anzuzeigen. Ihre hohe Effizienz minimiert die Belastung des Akkus selbst.

12. Funktionsprinzip

Licht wird durch einen Prozess namens Elektrolumineszenz im InGaN-Halbleitermaterial erzeugt. Wenn eine Durchlassspannung, die die Einschaltspannung des Bauteils überschreitet, zwischen Anode und Kathode angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Wenn sich Elektronen und Löcher in diesem aktiven Bereich rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung der Indiumgalliumnitrid-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall grün bei 525 nm.

13. Technologietrends

Die Verwendung von InGaN-Materialien für grüne LEDs stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber älteren Technologien dar und bietet höhere Effizienz und Helligkeit. Der Branchentrend geht weiterhin in Richtung steigender Lichtausbeute (Lumen pro Watt) und verbesserter Farbkonstanz (engeres Binning). Bei Durchsteckbauteilen gibt es einen allgemeinen Markttrend hin zu oberflächenmontierbaren (SMD)-Gehäusen für die automatisierte Montage, aber Durchsteck-LEDs bleiben für Prototyping, Bildungszwecke, Reparaturen und Anwendungen, die höhere mechanische Robustheit oder Wärmeableitung über die Anschlüsse erfordern, unverzichtbar. Fortschritte im Packaging konzentrieren sich auch auf die Verbesserung des Wärmemanagements, um die Lichtausbeute und Lebensdauer bei höheren Betriebsströmen und Umgebungstemperaturen aufrechtzuerhalten.