دیتاشیت لامپ LED دو رنگ 209SDRSYGW/S530-A3 - قرمز عمیق و زرد سبز درخشان - 20mA - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

لامپ LED دو رنگ 209SDRSYGW/S530-A3 برای کاربردهای نشانگر و نور پس‌زمینه طراحی شده است. این محصول دو چیپ نیمه‌هادی مجزای AlGaInP را در یک پکیج واحد ادغام کرده که نور قرمز عمیق و زرد سبز درخشان منتشر می‌کنند. این پیکربندی دوچیپی، امکان سیگنال‌دهی و نشان دادن وضعیت متنوع را در یک فرم‌فاکتور فشرده فراهم می‌آورد. این لامپ در نوع رزین پخش‌کننده سفید برای نسخه دو رنگ ارائه می‌شود که زاویه دید گسترده و خروجی نور یکنواختی را تأمین می‌کند.

1.1 مزایای اصلی

• چیپ‌های هم‌خوان:دو چیپ به دقت هم‌خوان شده‌اند تا شدت نور و خروجی رنگ یکنواختی را تضمین کنند و یکنواختی بصری را در کاربردها افزایش دهند.
• زاویه دید گسترده:دارای زاویه دید معمولی (2θ1/2) 80 درجه است که آن را برای کاربردهایی که دید از زوایای مختلف مورد نیاز است، مناسب می‌سازد.
• قابلیت اطمینان حالت جامد:به عنوان یک LED، طول عمر عملیاتی طولانی، مقاومت در برابر ضربه و قابلیت اطمینان بالایی را در مقایسه با لامپ‌های رشته‌ای سنتی ارائه می‌دهد.
• مصرف توان پایین و سازگاری با IC:در جریان مستقیم پایین (معمولاً 20mA) کار می‌کند که آن را با درایورهای مدار مجتمع سازگار و برای طراحی‌های حساس به توان مناسب می‌سازد.
• انطباق محیطی:این محصول با مقررات RoHS، EU REACH مطابقت دارد و فاقد هالوژن است (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 کاربردهای هدف

این LED عمدتاً برای استفاده در لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات نمایش اطلاعات در نظر گرفته شده است، از جمله:

• تلویزیون‌ها (نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه)
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر و ابزار دقیق

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا زیر آن تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر برای هر دو چیپ قرمز عمیق (SDR) و زرد سبز درخشان (SYG). تجاوز از این جریان می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و تخریب سریع‌تر خروجی نور شود.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر از این مقدار می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• اتلاف توان (P_d):60 میلی‌وات برای هر چیپ. این حداکثر اتلاف توان مجاز به صورت حرارت در پیوند است.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:دستگاه می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کند و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد ذخیره شود. این محدوده گسترده آن را برای شرایط محیطی مختلف مناسب می‌سازد.
• دمای لحیم‌کاری:در برابر لحیم‌کاری ریفلو در دمای 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه مقاوم است که با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری بدون سرب سازگار است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی (Ta=25°C)

اینها پارامترهای عملکرد معمولی تحت شرایط آزمایش استاندارد هستند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.0 ولت (محدوده 1.7 ولت تا 2.4 ولت) در I_F=20mA برای هر دو رنگ. این ولتاژ پایین برای طراحی‌های مدار کم‌ولتاژ مزیت‌آفرین است.
• شدت نور (I_V):چیپ قرمز عمیق شدت معمولی 50 میلی‌کاندلا ارائه می‌دهد، در حالی که چیپ زرد سبز درخشان 32 میلی‌کاندلا در 20mA ارائه می‌دهد. مقادیر حداقل به ترتیب 25 و 16 میلی‌کاندلا هستند.
• طول موج اوج (λ_p):قرمز عمیق: 650 نانومتر. زرد سبز درخشان: 575 نانومتر. این مقادیر نقاط رنگ را در طیف تعریف می‌کنند.
• طول موج غالب (λ_d):قرمز عمیق: 639 نانومتر. زرد سبز درخشان: 573 نانومتر. این طول موجی است که توسط چشم انسان درک می‌شود.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):تقریباً 20 نانومتر برای هر دو رنگ که نشان‌دهنده خلوص طیفی نور منتشر شده است.

توجه به عدم قطعیت اندازه‌گیری: ولتاژ مستقیم ±0.1V، شدت نور ±10%، طول موج غالب ±1.0nm.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت منحنی‌های مشخصه برای هر رنگ چیپ را ارائه می‌دهد که برای درک عملکرد تحت شرایط غیراستاندارد حیاتی هستند.

3.1 ویژگی‌های چیپ قرمز عمیق (SDR)

• شدت نسبی در مقابل طول موج:یک قله تیز در حدود 650 نانومتر نشان می‌دهد که انتشار رنگ قرمز عمیق را تأیید می‌کند.
• الگوی جهت‌گیری:الگوی انتشار شبه لامبرتین با زاویه دید 80 درجه را نشان می‌دهد.
• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. این منحنی در طراحی مدار محدودکننده جریان کمک می‌کند.
• شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات گرمایشی زیرخطی شود.
• شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد که یک ویژگی رایج LEDها است. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ روشنایی ضروری است.
• جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:برای درایو ولتاژ ثابت، جریان مستقیم به دلیل تغییر در V_Fدیود با دما تغییر می‌کند. درایو جریان ثابت برای عملکرد پایدار توصیه می‌شود.

3.2 ویژگی‌های چیپ زرد سبز درخشان (SYG)

منحنی‌های مشابه برای چیپ SYG ارائه شده است، با اضافه شدن یکمنحنی مختصات رنگی در مقابل جریان مستقیم. این منحنی به ویژه مهم است زیرا نشان می‌دهد که رنگ درک شده (مختصات رنگی روی نمودار CIE) چگونه ممکن است با تغییرات جریان درایو کمی جابجا شود. برای کاربردهایی که نیاز به رنگ ثابت دارند، درایو کردن LED در جریان نامی آن (20mA) حیاتی است.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

LED از پکیج استاندارد 209 (با پایه شعاعی) استفاده می‌کند. ابعاد کلیدی شامل:

• فاصله پایه‌ها: تقریباً 2.54 میلی‌متر (استاندارد).
• قطر لنز اپوکسی و ابعاد بدنه مطابق نقشه تفصیلی.
• ارتفاع فلنج کمتر از 1.5 میلی‌متر مشخص شده است.
• تلرانس عمومی برای ابعاد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

4.2 شناسایی قطبیت و فرم‌دهی پایه

دستگاه دارای یک طرف صاف روی لنز یا یک پایه بلندتر (معمولاً آند) برای شناسایی قطبیت است. راهنمای‌های حیاتی برای فرم‌دهی پایه شامل:

• خم‌کردن باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از فشار بر درز جلوگیری شود.
• فرم‌دهی پایه بایدقبل از soldering.
• انجام شود. فشار مکانیکی بر پکیج در حین فرم‌دهی باید به حداقل برسد تا از آسیب داخلی یا شکستگی جلوگیری شود.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز شوند تا از فشار نصب جلوگیری شود.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 شرایط توصیه شده لحیم‌کاری

• لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (برای هویه 30 وات حداکثر)، زمان لحیم‌کاری حداکثر 3 ثانیه. حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی حفظ شود.
• لحیم‌کاری موجی/دیپ:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. همان قانون فاصله 3 میلی‌متری رعایت شود.
• از اعمال فشار به پایه‌ها در حالی که LED داغ است خودداری کنید.
• دستگاه را بیش از یک بار با روش دیپ یا دستی لحیم نکنید.
• LED را پس از لحیم‌کاری تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.

5.2 شرایط نگهداری

برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری و یکپارچگی دستگاه:

• پس از دریافت، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود.
• عمر قفسه تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت خودداری کنید.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها با محافظت ESD و رطوبت بسته‌بندی می‌شوند:

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن‌های داخلی حاوی 5 کیسه.
• بسته‌بندی سوم:کارتن‌های بیرونی حاوی 10 کارتن داخلی.
• تعداد بسته‌بندی:200 تا 500 قطعه در هر کیسه. مجموع در هر کارتن بیرونی: 10,000 تا 25,000 قطعه (بر اساس 5 کیسه/کارتن داخلی * 10 کارتن داخلی * 200-500 قطعه/کیسه).

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی شامل اطلاعات کلیدی برای ردیابی و انتخاب بین است:

• CPN:شماره قطعه مشتری.
• P/N:شماره قطعه سازنده (مثلاً 209SDRSYGW/S530-A3).
• QTY:تعداد در بسته.
• CAT:رتبه شدت نور (بین).
• HUE:رتبه طول موج غالب (بین).
• REF:رتبه ولتاژ مستقیم (بین).
• LOT No:شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.

7. ملاحظات طراحی کاربردی

7.1 طراحی مدار

همیشه LEDها را با یک منبع جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری محدودکننده جریان درایو کنید. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از R = (V_منبع- V_F) / I_Fمحاسبه کرد. با استفاده از V_Fمعمولی 2.0 ولت و I_Fمورد نظر 20mA با منبع 5 ولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. یک مقاومت با رتبه توان کافی (P = I²R) باید انتخاب شود.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان پایین است (60mW برای هر چیپ)، کاهش شدت نور با افزایش دمای محیط (همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است) باید در طراحی در نظر گرفته شود. اگر LED در فضاهای بسته یا نزدیک سایر اجزای تولیدکننده گرما استفاده می‌شود، از تهویه کافی اطمینان حاصل کنید.

7.3 ملاحظات نوری

لنز پخش‌کننده سفید یک زاویه دید گسترده و یکنواخت فراهم می‌کند اما شدت نور محوری را در مقایسه با لنز شفاف کاهش می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو باریک دارند، ممکن است اپتیک خارجی لازم باشد. ماهیت دو رنگ امکان مالتی‌پلکس کردن یا کنترل جداگانه دو رنگ را برای نشان دادن چند حالته فراهم می‌کند.

8. مقایسه و تمایز فنی

تمایز اصلی این محصول در ادغام دو چیپ مجزا و با بازده بالا از جنس AlGaInP در یک پکیج استاندارد نهفته است. در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه، این راه‌حل فضای PCB را ذخیره می‌کند، مونتاژ را ساده می‌سازد و تراز مکانیکی ثابتی از دو نقطه رنگ را تضمین می‌کند. فناوری ماده AlGaInP روشنایی بالا و بازده خوبی برای طول‌موج‌های قرمز و زرد سبز ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 آیا می‌توانم هر دو چیپ را همزمان در حداکثر جریان خود درایو کنم؟

بله، اما باید اتلاف توان کل را در نظر بگیرید. اگر هر دو چیپ در 25mA با V_Fمعمولی 2.0 ولت درایو شوند، توان کل تقریباً 100mW خواهد بود (2 چیپ * 2.0V * 0.025A). این مقدار زیر حداکثر رتبه ترکیبی (120mW) اما نزدیک به آن است. برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت، کاهش رتبه توصیه می‌شود؛ کارکرد در جریان معمولی 20mA توصیه می‌شود.

9.2 چگونه بین‌های شدت نور (CAT روی برچسب) را تفسیر کنم؟

سازنده LEDها را بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در بین‌ها دسته‌بندی می‌کند. یک کد CAT خاص مربوط به یک محدوده از مقادیر mcd است (مثلاً یک بین برای 40-60 mcd برای چیپ SDR). برای روشنایی ثابت در کاربرد شما، LEDها را از همان بین شدت نور مشخص یا درخواست کنید.

9.3 تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

طول موج اوج (λ_p) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λ_d) طول موج تک‌رنگ نور تک‌رنگی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λ_dبرای مشخص‌سازی رنگ در کاربردهای متمرکز بر انسان مرتبط‌تر است.

10. مثال مورد استفاده عملی

سناریو: نشانگر وضعیت دو حالته برق برای یک دستگاه.چیپ قرمز عمیق می‌تواند برای نشان دادن حالت "آماده به کار" یا "در حال شارژ" استفاده شود، در حالی که چیپ زرد سبز درخشان حالت "روشن" یا "شارژ کامل" را نشان می‌دهد. یک میکروکنترلر ساده یا مدار منطقی می‌تواند بین درایو کردن آند یک LED یا دیگری جابجا شود (با فرض پیکربندی کاتد مشترک، که برای چنین LEDهای دو رنگی معمول است). زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که وضعیت از موقعیت‌های مختلف قابل مشاهده است. مصرف توان پایین با اهداف بهره‌وری انرژی محصول نهایی همسو است.

11. اصل عملکرد

نور از طریق الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی تولید می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال (ساخته شده از ماده AlGaInP برای این رنگ‌ها) بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. انرژی گاف باند خاص آلیاژ AlGaInP طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعیین می‌کند. لنز رزین اپوکسی پخش‌کننده چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و الگوی خروجی نور را شکل می‌دهد.

12. روندهای فناوری

LEDهای مبتنی بر AlGaInP یک فناوری بالغ و بسیار کارآمد برای رنگ‌های کهربایی، قرمز و زرد سبز هستند. روندهای فعلی در LEDهای نوع نشانگر بر افزایش بازده (خروجی نور بیشتر در هر میلی‌آمپر)، بهبود ثبات رنگ از طریق بینینگ دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط محیطی سخت متمرکز است. ادغام چندین چیپ یا حتی چیپ‌های RGB در یک پکیج واحد برای قابلیت تمام‌رنگ نیز یک مسیر توسعه رایج است که عملکرد لامپ‌های نشانگر ساده را گسترش می‌دهد.