SMD LED 19-213/G6W-FN1P1B/3T برگه اطلاعات فنی - زرد سبز درخشان - ابعاد 2.0x1.25x1.1mm - حداکثر ولتاژ 2.35V - توان 60mW - سند فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

The 19-213/G6W-FN1P1B/3T یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای مونتاژهای الکترونیکی با چگالی بالا طراحی شده است. این قطعه دارای ابعاد فشرده است که امکان طراحی‌های کوچکتر برد مدار چاپی (PCB)، کاهش نیازمندی‌های ذخیره‌سازی و در نهایت کمک به کوچکسازی تجهیزات نهایی را فراهم می‌کند. ساختار سبک وزن آن، این قطعه را به ویژه برای کاربردهایی که محدودیت فضا و وزن از ملاحظات حیاتی هستند، مناسب می‌سازد.

این LED از نوع تک‌رنگ است که نور زرد سبز درخشان ساطع می‌کند. این قطعه با استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) ساخته شده است که به دلیل بازدهی بالا در طیف طول موج زرد تا قرمز شناخته شده است. قطعه در یک پکیج رزنی پخش‌کننده آب قرار دارد که به دستیابی به زاویه دید گسترده کمک می‌کند.

The product is compliant with key environmental and safety standards, including being Pb-free (lead-free), RoHS compliant, EU REACH compliant, and Halogen Free, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content strictly controlled below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

حداکثر مقادیر مطلق محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند و تحت هیچ شرایط کاری نباید از آن‌ها تجاوز کرد.

• Reverse Voltage (VR): 5 V. اعمال ولتاژی بالاتر از این مقدار در جهت معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم پیوسته (IF): 25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیمی است که می‌توان به طور پیوسته از LED عبور داد.
• جریان مستقیم اوج (IFP): 60 میلی‌آمپر. این مقدار تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز اعمال می‌شود. این امکان جریان لحظه‌ای بالاتر را برای مدت‌زمان کوتاه، مانند مدارهای مالتی‌پلکسینگ، فراهم می‌کند.
• اتلاف توان (Pd): 60 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که دستگاه می‌تواند به صورت گرما تلف کند. تجاوز از این حد می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و کاهش طول عمر شود.
• دمای عملیاتی (Topr): ۴۰- درجه سانتی‌گراد تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد. LED برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• دمای نگهداری (Tstg): ۴۰- درجه سانتی‌گراد تا ۹۰+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند در زمان عدم کارکرد در این محدوده نگهداری شود.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان (HBM): 2000 V. این نشان‌دهنده حساسیت LED به الکتریسیته ساکن است. در طول مونتاژ و جابجایی باید روش‌های صحیح کنترل ESD رعایت شود.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol): این دستگاه می‌تواند لحیم‌کاری ریفلو در دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت ۱۰ ثانیه یا لحیم‌کاری دستی در دمای ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت ۳ ثانیه برای هر پایانه تحمل کند.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

The Electro-Optical Characteristics در دمای Ta=25°C و جریان IF معادل ۲۰ میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که شرایط آزمایش معمول است. این پارامترها خروجی نور و رفتار الکتریکی LED را تعریف می‌کنند.

• شدت روشنایی (Iv): از حداقل 28.5 mcd تا حداکثر 57.0 mcd متغیر است. مقدار واقعی توسط فرآیند دسته‌بندی (بینینگ) تعیین می‌شود (به بخش 3 مراجعه کنید). تلرانس ±11% برای شدت روشنایی اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2): معمولاً 130 درجه. این زاویه کامل است که در آن شدت نور نصف شدت در 0 درجه (روی محور) است. زاویه دید گسترده نتیجه رزین پراکنده‌کننده آب است و آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی وسیع مناسب می‌سازد.
• طول موج اوج (λp): معمولاً 575 نانومتر. این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور منتشرشده در حداکثر خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λd): از 570.0 نانومتر تا 574.5 نانومتر متغیر است. این طول موج منفردی است که چشم انسان آن را به‌عنوان بهترین تطابق با رنگ نور ساطع‌شده درک می‌کند. تلرانس آن ±1 نانومتر است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ): معمولاً 20 نانومتر است. این پارامتر نشان‌دهنده پهنای طیفی نور ساطع‌شده است که در نصف حداکثر شدت (پهنای کامل در نصف بیشینه - FWHM) اندازه‌گیری می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (VF): در IF=20mA از 1.75 ولت تا 2.35 ولت متغیر است. مقدار دقیق توسط دسته‌بندی ولتاژ تعیین می‌شود (بخش 3 را ببینید). تلرانس ±0.1 ولت اعمال می‌شود.
• جریان معکوس (IR): حداکثر ۱۰ میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) ۵ ولت اعمال می‌شود. توجه به این نکته ضروری است که این قطعه برای کار در جهت معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (Bins) دسته‌بندی می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برای یکنواختی برآورده می‌سازند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در IF=20mA در سه دسته (N1, N2, P1) طبقه‌بندی می‌شوند.

• دسته N1: 28.5 mcd (Min) تا 36.0 mcd (Max)
• Bin N2: 36.0 mcd (Min) تا 45.0 mcd (Max)
• Bin P1: 45.0 mcd (Min) to 57.0 mcd (Max)

انتخاب یک Bin محدودتر (مثلاً فقط P1) تضمین می‌کند که تمام LEDهای موجود در یک آرایه روشنایی بسیار مشابهی خواهند داشت.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

LEDها در سه دسته (CC2, CC3, CC4) دسته‌بندی می‌شوند تا سایه دقیق نور زرد-سبز کنترل شود.

• دسته CC2: 570.0 نانومتر (حداقل) تا 571.5 نانومتر (حداکثر)
• Bin CC3: 571.5 نانومتر (حداقل) تا 573.0 نانومتر (حداکثر)
• Bin CC4: 573.0 nm (Min) to 574.5 nm (Max)

این دسته‌بندی برای کاربردهایی که سازگاری رنگ در آنها از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند نشانگرهای چند LED یا واحدهای نور پس‌زمینه، حیاتی می‌باشد.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

LEDها در سه دسته ولتاژی (0، 1، 2) گروه‌بندی می‌شوند تا طراحی منبع تغذیه و تطبیق جریان در مدارهای سری/موازی مدیریت شود.

• Bin 0: 1.75 V (Min) تا 1.95 V (Max)
• Bin 1: 1.95 V (Min) تا 2.15 V (Max)
• Bin 2: 2.15 V (Min) to 2.35 V (Max)

استفاده از LED‌های یک Bin ولتاژ یکسان، محاسبه مقاومت محدودکننده جریان را ساده کرده و یکنواختی جریان راه‌اندازی را بهبود می‌بخشد.

4. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار LED را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهند. درک این منحنی‌ها کلید طراحی مدار مقاوم است.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

منحنی I-V رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. برای این LED، در جریان کاری معمول 20 میلی‌آمپر، ولتاژ پیش‌رو بسته به رده (بین) بین 1.75 ولت تا 2.35 ولت قرار می‌گیرد. این منحنی اهمیت استفاده از یک دستگاه محدودکننده جریان (مقاومت یا درایور جریان ثابت) به جای یک منبع ولتاژ ثابت را برجسته می‌کند، زیرا افزایش کوچکی در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخربی در جریان شود.

4.2 شدت روشنایی نسبی در مقابل دمای محیط

این منحنی وابستگی خروجی نور به دما را نشان می‌دهد. شدت نور معمولاً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در حداکثر دمای کاری +85 درجه سانتی‌گراد، خروجی نور ممکن است به طور قابل توجهی کمتر از دمای 25 درجه سانتی‌گراد باشد. طراحان باید این کاهش ظرفیت را در کاربردهایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند، در نظر بگیرند تا اطمینان حاصل شود که روشنایی کافی حفظ می‌شود.

4.3 شدت روشنایی نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما این رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر. کار کردن بالاتر از جریان پیوسته توصیه شده (25 میلی‌آمپر) ممکن است بازدهی کاهش‌یافته‌ای در روشنایی داشته باشد و در عین حال تولید گرما را به طور قابل توجهی افزایش داده و کاهش لومن را تسریع کند.

4.4 توزیع طیف

منحنی توزیع طیفی ماهیت تک‌رنگ LED را تأیید می‌کند، با یک قله منفرد در حدود 575 نانومتر (زرد-سبز) و عرض کامل در نصف بیشینه معمول 20 نانومتر. پهنای باند باریک، مشخصه LEDهای مبتنی بر AlGaInP است.

4.5 منحنی کاهش جریان مستقیم

این منحنی حیاتی حداکثر جریان مجاز رو به جلو را به عنوان تابعی از دمای محیط تعیین می‌کند. با افزایش دما، حداکثر جریان مجاز باید کاهش یابد تا در محدوده اتلاف توان و محدودیت‌های حرارتی دستگاه باقی بماند. برای عملکرد قابل اعتماد در بلندمدت، باید به طور دقیق از منحنی کاهش ظرفیت پیروی کرد.

4.6 نمودار تابش

الگوی تابش (یا توزیع فضایی) برای بسته‌های پخش‌کننده معمولاً لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است که زاویه دید گسترده ۱۳۰ درجه را تأیید می‌کند. این الگو برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت و گسترده دارند، به جای پرتو متمرکز، ایده‌آل است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED دارای فوت‌پرینت SMD فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد) شامل موارد زیر است:

• طول کلی: 2.0 میلی‌متر
• عرض کلی: 1.25 میلی‌متر
• ارتفاع کلی: 1.1 میلی‌متر
• ابعاد و فاصله‌های پایه (ترمینال) برای طراحی الگوی لند PCB ارائه شده‌اند.

کاتد معمولاً توسط یک علامت روی بسته‌بندی یا یک هندسه خاص پد (مانند یک شکاف یا علامت سبز) شناسایی می‌شود. طراحان باید برای شناسایی صحیح قطبیت و طراحی چیدمان پد لحیم‌کاری، به نقشه ابعاد دقیق مراجعه کنند.

5.2 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت و اطلاعات قرقره

LEDها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند تا از آسیب ناشی از رطوبت محیطی جلوگیری شود که برای رعایت MSL (سطح حساسیت به رطوبت) حیاتی است.

• بسته‌بندی: دستگاه‌ها بر روی نوار حامل به عرض ۸ میلی‌متر بسته‌بندی شده و بر روی قرقره‌ای به قطر ۷ اینج پیچیده می‌شوند.
• تعداد: ۳۰۰۰ قطعه در هر قرقره.
• کیسه محافظ رطوبت: قرقره همراه با یک ماده خشک‌کننده و یک کارت نشانگر رطوبت در داخل یک کیسه ضد رطوبت آلومینیومی مهر و موم شده است.
• اطلاعات برچسب: برچسب قرقره شامل اطلاعات حیاتی مانند شماره قطعه (P/N)، مقدار (QTY) و کدهای باینینگ خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ فوروارد (REF) می‌باشد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

جابجایی و لحیم‌کاری صحیح برای قابلیت اطمینان ضروری است.

6.1 نگهداری و جابجایی

• تا زمان استفاده، کیسه ضد رطوبت را باز نکنید.
• پس از باز کردن، LEDهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند.
• عمر مفید پس از باز کردن بسته 168 ساعت (7 روز) است. در صورت تجاوز از این مدت، یا در صورت نشان‌دادن اشباع توسط نشانگر رطوبت‌گیر، LEDها باید قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در دمای 60 ±5 درجه سلسیوس پخته شوند.
• همیشه در طول جابه‌جایی، احتیاط‌های مربوط به ESD (تخلیه الکترواستاتیک) را رعایت کنید.

6.2 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو (بدون سرب)

پروفایل ریفلو توصیه‌شده برای آلیاژهای لحیم بدون سرب (SAC) حیاتی است.

• پیش‌گرمایش: 150-200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60-120 ثانیه.
• Time Above Liquidus (TAL): 60-150 ثانیه بالای 217 درجه سانتی‌گراد.
• Peak Temperature: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، به مدت حداکثر 10 ثانیه حفظ شود.
• نرخ‌های تغییر دما: حداکثر نرخ گرمایش 6 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه تا دمای اوج؛ حداکثر نرخ سرمایش 3 درجه سانتی‌گراد بر ثانیه.
• مهم: Reflow soldering نباید بیش از دو بار بر روی یک قطعه انجام شود.

6.3 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به تعمیر دستی، دقت بسیار زیادی لازم است:

• از هویه‌ای با دمای نوک ≤350 درجه سانتی‌گراد استفاده کنید.
• حرارت را به هر ترمینال حداکثر به مدت 3 ثانیه اعمال کنید.
• از هویه کم‌توان (حداکثر ۲۵ وات) استفاده کنید.
• حداقل ۲ ثانیه بین لحیم‌کاری هر ترمینال فاصله بگذارید تا از شوک حرارتی جلوگیری شود.
• برای برداشتن، استفاده از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پایه توصیه می‌شود تا از اعمال تنش مکانیکی بر روی LED جلوگیری شود.

7. پیشنهادات کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی متداول

• نور پس‌زمینه: ایده‌آل برای نور پس‌زمینه کلیدها، نمادها و نشانگرهای کوچک داشبورد در صنایع خودرو و لوازم الکترونیکی مصرفی.
• نشانگرهای وضعیت: مناسب برای نشانگرهای برق، اتصال یا وضعیت در تجهیزات مخابراتی (تلفن‌ها، فکس‌ها)، سخت‌افزار شبکه و پنل‌های کنترل صنعتی.
• روشنایی عمومی: مناسب برای اهداف نشانگر عمومی با سطح پایین در انواع گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی.
• نور پس‌زمینه تخت LCD: می‌توان در آرایه‌ها برای تأمین نور لبه‌ای نمایشگرهای کوچک تک‌رنگ LCD استفاده کرد.

7.2 ملاحظات و احتیاط‌های طراحی

• محدود کردن جریان اجباری است: همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا یک درایور جریان ثابت به صورت سری با LED استفاده شود. مشخصه نمایی جریان-ولتاژ به این معنی است که یک تغییر کوچک در ولتاژ باعث تغییر بزرگی در جریان می‌شود که می‌تواند فوراً LED را از بین ببرد.
• مدیریت حرارتی: در حالی که بسته کوچک است، اتلاف توان (تا 60 میلی‌وات) گرما تولید می‌کند. اطمینان حاصل کنید که از مساحت کافی مس PCB یا وایاهای حرارتی استفاده شده است، به ویژه هنگام کار در دمای محیطی بالا یا نزدیک به حداکثر جریان.
• طراحی نوری: زاویه دید گسترده 130 درجه، انتشار وسیعی فراهم می‌کند. برای نور هدایت‌شده‌تر، ممکن است به لنزها یا راهنماهای نور خارجی نیاز باشد.
• دسته‌بندی برای یکنواختی: برای کاربردهای چند LED (آرایه‌ها، نور پس‌زمینه)، محدوده‌های تنگ برای طول موج غالب (HUE) و شدت نور (CAT) مشخص کنید تا یکنواختی رنگ و روشنایی حاصل شود.
• از تنش مکانیکی پرهیز کنید: PCB را در مجاورت LED لحیم‌شده خم نکنید یا به آن نیرو وارد نکنید، زیرا این کار می‌تواند باعث ترک خوردن تراشه نیمه‌هادی یا اتصالات سیمی داخل پکیج شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

LED مدل 19-213 چندین مزیت کلیدی در رده خود ارائه می‌دهد:

• مزیت اندازه: ابعاد 2.0 در 1.25 میلی‌متری آن به طور قابل توجهی کوچکتر از LEDهای سنتی با پایه (مانند مدل‌های گرد 3 یا 5 میلی‌متری) است و امکان تراکم قطعات بالاتر روی بردهای مدار چاپی را فراهم می‌کند.
• زاویه دید گسترده: زاویه 130 درجه‌ای حاصل از بسته‌بندی پخش‌کننده آب، برتر از بسیاری از LEDهای SMD با لنز شفاف است و روشنایی یکنواخت‌تری را در سطح وسیع‌تری بدون نیاز به اپتیک ثانویه ارائه می‌دهد.
• رعایت الزامات محیط زیستی: انطباق کامل با استانداردهای RoHS، REACH و Halogen-Free آن را برای جدیدترین مقررات محیط زیستی جهانی و کاربردهای حساس مانند فضای داخلی خودرو مناسب می‌سازد.
• دسته‌بندی قوی: یک ماتریس دسته‌بندی 3x3x3 تعریف‌شده (شدت، طول موج، ولتاژ) به طراحان کنترل دقیقی بر عملکرد نوری و الکتریکی محصول نهایی می‌دهد، که بازده و یکنواختی را بهبود می‌بخشد.
• سازگاری: بسته‌بندی شده روی نوار استاندارد 8 میلی‌متری و سازگار با ماشین‌های برداشت و قراردادن خودکار، به‌طور بی‌درز در خطوط مونتاژ خودکار با حجم بالا جای می‌گیرد.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 چرا مقاومت محدودکننده جریان کاملاً ضروری است؟

ولتاژ مستقیم LED دارای یک محدوده (1.75V-2.35V) و یک ضریب دمایی منفی است (VF با افزایش دما کاهش مییابد). اگر مستقیماً به یک منبع ولتاژ حتی کمی بالاتر از VF آن متصل شود، جریان بهطور کنترلناپذیری افزایش مییابد و تنها توسط مقاومت پارازیتی مدار محدود میشود که تقریباً مطمئناً از حداکثر رتبه مطلق 25mA فراتر رفته و باعث خرابی فوری میشود. مقاومت، یک جریان کاری قابل پیشبینی و ایمن را تنظیم میکند.

9.2 آیا میتوانم این LED را با منبع تغذیه 3.3V یا 5V راهاندازی کنم؟

بله، اما باید از یک مقاومت سری استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 3.3V و جریان هدف 20mA، با فرض VF معمولی 2.1V: R = (Vsupply - VF) / IF = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 Ohms. شما نزدیک‌ترین مقدار استاندارد را انتخاب می‌کنید (مثلاً 62 Ohms) و جریان واقعی و اتلاف توان در مقاومت را محاسبه می‌کنید. برای طراحی محافظه‌کارانه، همیشه از حداکثر VF از سطل استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان خیلی کم نمی‌شود، یا از حداقل VF استفاده کنید تا مطمئن شوید خیلی بالا نمی‌رود.

9.3 اگر LED را به طور مداوم در جریان اوج خود (60 میلی‌آمپر) به کار ببرم چه اتفاقی می‌افتد؟

کار کردن مداوم با جریان پالسی اوج، نقض مشخصات حداکثر مطلق است. این کار باعث گرمایش شدید، تسریع چشمگیر افت لومن (LED به سرعت کم‌نور می‌شود) و تقریباً قطعاً در مدت کوتاهی منجر به خرابی فاجعه‌بار خواهد شد. رتبه‌بندی 60mA فقط برای پالس‌های بسیار کوتاه است.

9.4 چگونه کدهای سطل‌بندی روی برچسب قرقره را تفسیر کنم؟

برچسب حاوی کدهایی مانند CAT:N2، HUE:CC3، REF:1 است. این به شما می‌گوید که تمام LEDهای روی آن ریل دارای شدت نور بین ۴۵.۰ تا ۳۶.۰ میلی‌کندلا (N2)، طول موج غالب بین ۵۷۳.۰ تا ۵۷۱.۵ نانومتر (CC3) و ولتاژ پیش‌رو بین ۲.۱۵ تا ۱.۹۵ ولت (1) هستند. شما می‌توانید این دسته‌بندی‌های دقیق را هنگام سفارش مشخص کنید تا ثبات عملکرد را برای کاربرد خود تضمین نمایید.

9.5 چرا روش‌های نگهداری و پخت (بیکینگ) این‌قدر مهم هستند؟

بسته‌بندی‌های SMD می‌توانند رطوبت هوا را جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری رفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده به سرعت به بخار تبدیل می‌شود و فشار داخلی عظیمی ایجاد می‌کند. این می‌تواند باعث "ترکیدن" (پاپ کورنینگ) شود – یعنی جدایش رزین اپوکسی از فریم سرب یا حتی ترک خوردن قطعه سیلیکونی. بسته مقاوم در برابر رطوبت و قوانین سختگیرانه عمر مفید در محیط کارخانه/پخت از این حالت خرابی جلوگیری می‌کنند.

10. طراحی عملی و مورد استفاده

10.1 طراحی یک پنل نشانگر وضعیت چند LED

سناریو: طراحی یک پنل کنترل با 10 نشانگر وضعیت یکسان زرد-سبز.

مراحل طراحی:

1. مشخص‌کردن محدوده‌ها: برای اطمینان از یکنواختی ظاهری تمام 10 LED، یک محدوده تنگ و واحد برای شدت نور (مثلاً P1: 45-57mcd) و طول موج غالب (مثلاً CC3: 571.5-573.0nm) مشخص کنید. این ممکن است کمی هزینه بیشتری داشته باشد اما یکنواختی بصری را تضمین می‌کند.
2. طراحی مدار: برنامه‌ریزی برای راه‌اندازی هر LED به طور مستقل با مقاومت محدودکننده جریان خود از یک ریل مشترک 5 ولت. این از مشکلات تسلط جریان که ممکن است در اتصالات موازی رخ دهد جلوگیری می‌کند. مقدار مقاومت را با استفاده از حداکثر VF از محدوده ولتاژ مشخص شده محاسبه کنید (مثلاً Bin 1 Max VF=2.15V). R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω. از یک مقاومت استاندارد 150Ω استفاده کنید. IF واقعی حدود 19mA خواهد بود که ایمن است و حاشیه کمی فراهم می‌کند.
3. چیدمان PCB: LEDها را با جهت‌گیری یکسان قرار دهید. یک پور کوچک مسی در زیر پد حرارتی LED (در صورت وجود) یا اطراف پایه‌های آن برای کمک به دفع حرارت فراهم کنید، به ویژه اگر پنل در محیط گرمی کار می‌کند.
4. مونتاژ: دقیقاً از پروفایل ریفلو پیروی کنید. پس از مونتاژ، به صورت بصری و با بزرگنمایی کم، برای بررسی صحیح فیله‌های لحیم و ترازبندی بازرسی انجام دهید.

11. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمهرسانا عمل میکند. منطقه فعال از AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم فراتر از پتانسیل داخلی پیوند اعمال میشود، الکترونها از منطقه نوع n و حفرهها از منطقه نوع p به منطقه فعال تزریق میشوند. در آنجا، آنها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی شکاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، تقریباً 575 نانومتر (زرد-سبز). رزین کپسولهکننده منتشرشده در آب، نور را پراکنده میکند و الگوی انتشار را گسترش میدهد تا زاویه دید گسترده 130 درجهای حاصل شود.

12. روندها و زمینه‌های فناوری

LEDهای SMD مانند مدل 19-213 نمایانگر روند جاری در اپتوالکترونیک به سوی مینیاتوری‌سازی، افزایش قابلیت اطمینان و سازگاری با فرآیندهای تولید خودکار و انبوه هستند. تغییر از بسته‌بندی‌های توراخ‌دار به سطح‌نشین، توسط نیاز به مجموعه‌های الکترونیکی کوچک‌تر، سبک‌تر و مستحکم‌تر پیش رانده شده است. استفاده از ماده AlGaInP بازدهی بالا و اشباع رنگ عالی در طیف کهربایی تا قرمز را فراهم می‌کند. روندهای آینده در این دسته از قطعات ممکن است شامل کاهش بیشتر اندازه، افزایش بازده نوری (خروجی نور بیشتر بر وات الکتریکی) و بسته‌بندی‌های با عملکرد حرارتی بهبودیافته برای امکان جریان‌های راه‌اندازی بالاتر و روشنایی بیشتر از ردپای هرچه کوچک‌تر باشد. تأکید بر انطباق محیط‌زیستی (RoHS، عاری از هالوژن) نیز یک روند دائمی و در حال رشد در سراسر صنعت الکترونیک است.