Dokumen Teknikal LED Dwi-Warna 209-3SURSYGW/S530-A3 - Pakej Bulat 3mm - Voltan 2.0V - Merah Cemerlang & Hijau Kuning Cemerlang

1. Gambaran Keseluruhan Produk

209-3SURSYGW/S530-A3 ialah lampu LED dwi-warna yang mempunyai dua cip semikonduktor bersepadu dalam satu pakej bulat 3mm. Peranti ini direka untuk memberikan output cahaya yang seragam dan sudut pandangan yang luas, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar. Lampu ini tersedia dalam konfigurasi yang memancarkan dua warna berbeza: Merah Cemerlang dan Hijau Kuning Cemerlang, dicapai melalui penggunaan teknologi bahan AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) untuk kedua-dua cip. Pakej ini ditawarkan dalam jenis resin Putih Tersebar untuk versi dwi-warna, yang membantu menyebarkan cahaya untuk penampilan yang lebih sekata.

Kelebihan teras produk ini termasuk kebolehpercayaan keadaan pepejal yang membawa kepada jangka hayat operasi yang panjang, penggunaan kuasa rendah menjadikannya serasi dengan litar bersepadu, dan pematuhan dengan piawaian alam sekitar dan keselamatan utama seperti RoHS, EU REACH, dan keperluan Bebas Halogen. Reka bentuknya mensasarkan aplikasi dalam elektronik pengguna dan periferal pengkomputeran.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin.

• Arus Hadapan Berterusan (IF): 25 mA untuk kedua-dua cip SUR (Merah Cemerlang) dan SYG (Hijau Kuning Cemerlang).
• Arus Hadapan Puncak (IFP): 60 mA untuk kedua-dua cip, dibenarkan di bawah kitaran tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Voltan Songsang (VR): 5 V. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Pelesapan Kuasa (Pd): 60 mW setiap cip. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh peranti pada Ta=25°C.
• Suhu Operasi (Topr): -40°C hingga +85°C. Peranti ini direka untuk berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Penyimpanan (Tstg): -40°C hingga +100°C.
• Suhu Pematerian (Tsol): 260°C untuk maksimum 5 saat, menentukan toleransi profil pematerian refluks.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C dan arus hadapan (IF) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Voltan Hadapan (VF): Nilai tipikal ialah 2.0V untuk kedua-dua warna, dengan julat dari 1.7V (Min) hingga 2.4V (Maks). Voltan rendah ini adalah kunci untuk operasi kuasa rendah.
• Arus Songsang (IR): Maksimum 10 µA pada VR=5V, menunjukkan pengasingan simpang yang baik.
• Keamatan Bercahaya (IV): Cip SUR (Merah) mempunyai keamatan tipikal 50 mcd, manakala cip SYG (Hijau Kuning) mempunyai keamatan tipikal 20 mcd. Perbezaan ini adalah semula jadi kepada respons fotopik mata manusia dan bahan cip.
• Sudut Pandangan (2θ1/2): Separuh sudut lebar 80 darjah adalah tipikal untuk kedua-dua warna, memberikan corak pancaran yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp): SUR: 632 nm (Merah), SYG: 575 nm (Hijau Kuning).
• Panjang Gelombang Dominan (λd): SUR: 624 nm, SYG: 573 nm. Ini adalah persepsi panjang gelombang tunggal warna oleh mata manusia.
• Lebar Jalur Sinaran Spektrum (Δλ): Kira-kira 20 nm untuk kedua-duanya, menentukan ketulenan spektrum.

Nota: Ketidakpastian pengukuran ditentukan untuk Voltan Hadapan (±0.1V), Keamatan Bercahaya (±10%), dan Panjang Gelombang Dominan (±1.0nm).

3. Analisis Lengkung Prestasi

3.1 Ciri-Ciri Cip SUR (Merah Cemerlang)

Lengkung yang disediakan memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

• Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang: Menunjukkan puncak tajam sekitar 632 nm, mengesahkan pancaran merah.
• Corak Arah: Menggambarkan profil pancaran seperti Lambertian yang sepadan dengan sudut pandangan 80 darjah.
• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV): Menunjukkan hubungan eksponen, penting untuk mereka bentuk litar had arus. Lengkung menunjukkan voltan hidup tipikal dan rintangan dinamik.
• Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan: Menunjukkan bahawa output cahaya meningkat dengan arus tetapi mungkin menunjukkan ketidaklinearan atau ketepuan pada arus yang lebih tinggi, menekankan keperluan untuk keadaan pemacu yang betul.
• Keamatan Relatif vs. Suhu Ambien: Menunjukkan penurunan dalam keamatan bercahaya apabila suhu ambien meningkat, ciri biasa LED disebabkan peningkatan rekombinasi bukan sinaran.
• Arus Hadapan vs. Suhu Ambien: Kemungkinan menunjukkan hubungan di bawah pincang voltan malar, menonjolkan kesan haba pada arus.

3.2 Ciri-Ciri Cip SYG (Hijau Kuning Cemerlang)

Lengkung serupa disediakan untuk cip SYG, dengan perbezaan utama dalam graf khusus panjang gelombang.

• Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang: Puncak berpusat sekitar 575 nm.
• Koordinat Kromatisiti vs. Arus Hadapan: Lengkung unik ini untuk cip SYG menunjukkan bagaimana warna yang dilihat (koordinat kromatisiti) mungkin berubah sedikit dengan perubahan arus pemacu, yang penting untuk aplikasi kritikal warna.
• Lengkung IV, keamatan vs. arus, dan lengkung kebergantungan terma mengikuti trend yang serupa dengan cip SUR tetapi dengan nilai khusus kepada sifat bahan SYG.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Pakej

LED ini ditempatkan dalam pakej bulat 3mm standard. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter.
• Ketinggian flens mestilah kurang daripada 1.5mm (0.059\").
• Toleransi umum ±0.25mm terpakai melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Rajah menunjukkan jarak lead, diameter badan, dan ketinggian keseluruhan, yang kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan pemasangan mekanikal.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Pakej ini mempunyai flens atau sisi rata pada lead katod (negatif). Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan pincang songsang.

5. Panduan Pematerian dan Pemasangan

5.1 Pembentukan Lead

• Lenturan mesti berlaku sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi untuk mengelakkan tekanan pada die dalaman dan ikatan wayar.
• Pembentukan mesti dilakukansebelum soldering.
• Elakkan daripada mengenakan tekanan pada pakej. Lubang PCB mesti sejajar sempurna dengan lead LED untuk mengelakkan tekanan terpasang.
• Potong lead pada suhu bilik.

5.2 Keadaan Penyimpanan

• Penyimpanan yang disyorkan: ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif selepas penghantaran.
• Jangka hayat rak: 3 bulan di bawah keadaan ini. Untuk penyimpanan yang lebih lama (sehingga 1 tahun), gunakan bekas tertutup dengan atmosfera nitrogen dan bahan pengering.
• Elakkan peralihan suhu yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi.

5.3 Proses Pematerian

Kekalkan jarak minimum 3mm dari sambungan pateri ke mentol epoksi.

• Pematerian Tangan: Suhu hujung besi maksimum 300°C (untuk besi 30W maksimum). Masa pematerian maksimum 3 saat.
• Pematerian Gelombang/DIP: Suhu pemanasan awal maksimum 100°C (untuk maksimum 60 saat). Suhu tab mandi pateri maksimum 260°C untuk maksimum 5 saat.
• Graf profil pematerian yang disyorkan disediakan, biasanya menunjukkan fasa peningkatan, pemanasan awal, refluks, dan penyejukan untuk menguruskan tekanan haba.
• Elakkan tekanan pada lead pada suhu tinggi. Jangan pateri lebih daripada sekali.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus dalam bahan tahan lembapan, anti-statik untuk melindungi daripada nyahcas elektrostatik (ESD) dan kelembapan persekitaran.

• Aliran Pembungkusan: LED diletakkan dalam beg anti-elektrostatik. Berbilang beg diletakkan dalam kotak dalaman. Berbilang kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak luar.
• Kuantiti Pembungkusan: Minimum 200 hingga 1000 keping setiap beg. 4 beg setiap kotak dalaman. 10 kotak dalaman setiap kotak luar.

6.2 Penjelasan Label

Label pembungkusan termasuk beberapa kod:

• CPN: Nombor Bahagian Pelanggan.
• P/N: Nombor Bahagian Pengilang (cth., 209-3SURSYGW/S530-A3).
• QTY: Kuantiti dalam pakej.
• CAT: Pangkat untuk Keamatan Bercahaya dan Voltan Hadapan (maklumat binning).
• HUE: Pangkat Warna (binning panjang gelombang).
• REF: Rujukan Voltan Hadapan.
• LOT No: Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Seperti yang disenaraikan dalam datasheet, aplikasi utama termasuk:

• Set TV (penunjuk status, lampu latar)
• Monitor (lampu kuasa/aktiviti)
• Telefon (penunjuk status talian, menunggu mesej)
• Komputer (penunjuk aktiviti cakera keras, kuasa)

Keupayaan dwi-warna membolehkan penunjukan dua keadaan (cth., merah untuk siap sedia/ralat, hijau untuk kuasa hidup/ok) menggunakan satu tapak kaki komponen.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus: Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus hadapan kepada 20mA atau ke bawah untuk operasi berterusan, menghormati Penarafan Maksimum Mutlak 25mA.
• Pengurusan Haba: Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, pastikan suhu ambien operasi tidak melebihi 85°C. Elakkan meletakkan berhampiran sumber haba lain.
• Perlindungan ESDWalaupun dibungkus dalam bahan anti-statik, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard harus diperhatikan semasa pemasangan.
• Reka Bentuk Optik: Sudut pandangan yang luas sesuai untuk pandangan langsung. Untuk cahaya fokus atau berpandu, kanta luaran atau paip cahaya mungkin diperlukan.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan nombor bahagian lain tidak disediakan dalam datasheet tunggal ini, ciri pembezaan utama produk ini boleh disimpulkan:

• Dwi-Cip, Dwi-Warna dalam Pakej 3mm: Mengintegrasikan dua fungsi (dua warna) dalam saiz pakej yang sangat biasa dan kecil, menjimatkan ruang papan berbanding menggunakan dua LED berasingan.
• Cip yang Sepadan: Kedua-dua cip dipadankan untuk output cahaya yang seragam, yang penting untuk konsistensi estetik dalam aplikasi penunjuk.
• Bahan AlGaInP: Untuk kedua-dua merah dan hijau-kuning, bahan ini biasanya menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP untuk warna tertentu.
• Pematuhan Komprehensif: Memenuhi piawaian RoHS, REACH, dan Bebas Halogen, yang penting untuk pembuatan elektronik moden yang berkhidmat untuk pasaran global.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Bolehkah saya memandu LED ini pada 25mA secara berterusan?

Walaupun Penarafan Maksimum Mutlak untuk arus hadapan berterusan ialah 25mA, Ciri-Ciri Elektro-Optik ditentukan pada 20mA. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai dan mengambil kira variasi potensi dalam voltan bekalan dan suhu, ia adalah amalan reka bentuk standard untuk beroperasi pada atau di bawah keadaan ujian tipikal 20mA. Beroperasi pada 25mA boleh mengurangkan jangka hayat dan meningkatkan tekanan haba.

9.2 Mengapakah keamatan bercahaya berbeza untuk cip merah dan hijau-kuning?

Perbezaan (50 mcd vs. 20 mcd tipikal) adalah terutamanya disebabkan oleh dua faktor: kecekapan semula jadi bahan AlGaInP dalam menghasilkan cahaya pada panjang gelombang tertentu tersebut, dan sensitiviti mata manusia (respons fotopik). Mata paling sensitif kepada cahaya hijau (~555 nm). Cip hijau-kuning (575 nm) lebih dekat dengan puncak ini berbanding cip merah (632 nm), tetapi kecekapan bahan dan optik pakej dalaman juga memainkan peranan penting dalam keamatan terukur akhir dalam millicandelas.

9.3 Bagaimanakah saya mentafsir 'CAT' dan 'HUE' pada label untuk reka bentuk litar saya?

'CAT' merujuk kepada bin gabungan untuk keamatan bercahaya dan voltan hadapan. 'HUE' merujuk kepada bin panjang gelombang (warna). Untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi ketat dalam kecerahan atau warna antara berbilang LED, anda harus menentukan atau memilih LED dari bin CAT dan HUE yang sama. Untuk aplikasi penunjuk bukan kritikal, ini mungkin kurang penting. Datasheet menyediakan julat (Min/Tip/Maks); bin mewakili subbahagian dalam julat ini.

10. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Penunjuk Status Sistem Dua Keadaan untuk Penghala Rangkaian.

Seorang pereka memerlukan satu LED untuk menunjukkan dua keadaan: Merah Pepejal untuk 'Ralat Sistem/Boot' dan Hijau Kuning Pepejal untuk 'Operasi Normal/Atas Talian'.

• Pemilihan Komponen: 209-3SURSYGW/S530-A3 adalah ideal kerana ia menyediakan kedua-dua warna yang diperlukan dalam satu pakej 3mm.
• Reka Bentuk Skematik: LED mempunyai tiga lead: anod sepunya atau katod sepunya? Datasheet menerangkannya sebagai lampu dwi-warna dengan dua cip. Biasanya, pakej 3-pin seperti ini mempunyai katod sepunya (atau anod) untuk kedua-dua die, dengan lead lain untuk setiap die berasingan. Pereka mesti menyemak gambar rajah sambungan dalaman (diimplikasikan oleh struktur nombor bahagian) dan mereka bentuk litar pemanduan dengan sewajarnya, menggunakan dua pin GPIO dari mikropengawal dengan perintang siri (cth., 150-200 Ohm untuk bekalan 5V untuk mencapai ~20mA).
• Susun Atur PCB: Gunakan dimensi pakej untuk mencipta tapak kaki, memastikan jarak lubang 3mm dan penanda polarity (flens) diwakili dengan betul. Kekalkan jarak 3mm dari badan LED ke mana-mana pad pateri mengikut panduan pematerian.
• Kawalan Perisian: Untuk memaparkan merah, pandu pin cip SUR tinggi (jika katod sepunya) sambil mengekalkan pin SYG rendah. Untuk memaparkan hijau-kuning, pandu pin cip SYG tinggi dan kekalkan pin SUR rendah. Pastikan hanya satu warna dipandu pada satu masa melainkan kesan warna campuran tertentu dikehendaki (yang memerlukan pengimbangan arus).

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Cip teras diperbuat daripada AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide), yang merupakan semikonduktor sebatian III-V.

• Penjanaan Cahaya: Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n cip, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) khusus cahaya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direka dengan teliti dengan melaraskan nisbah Aluminium, Gallium, dan Indium dalam kekisi kristal AlGaInP.
• Penentuan Warna: Untuk cip SUR, komposisi ditala untuk menghasilkan foton dengan tenaga yang sepadan dengan cahaya merah (~624-632 nm). Untuk cip SYG, komposisi yang sedikit berbeza menghasilkan foton untuk cahaya hijau-kuning (~573-575 nm).
• Fungsi Pakej: Pakej resin epoksi berfungsi untuk pelbagai tujuan: ia membungkus dan melindungi die semikonduktor rapuh dan ikatan wayar daripada kerosakan mekanikal dan persekitaran, ia bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output cahaya (mencapai sudut pandangan 80 darjah), dan dalam versi 'Putih Tersebar', ia mengandungi zarah penyebaran untuk menyebarkan cahaya dan mencipta penampilan yang lebih seragam, kurang silau.

12. Trend dan Konteks Industri

Produk ini mencerminkan beberapa trend berterusan dalam industri LED:

• Pengecilan dengan Peningkatan Fungsi: Mengintegrasikan berbilang cip (dwi-warna) ke dalam pakej standard, kecil seperti bulat 3mm membolehkan pereka menambah ciri tanpa meningkatkan ruang papan.
• Fokus pada Sains Bahan: Penggunaan AlGaInP untuk kedua-dua merah dan hijau-kuning menunjukkan pergerakan ke arah sistem bahan prestasi lebih tinggi yang menawarkan kecekapan, kecerahan, dan kestabilan haba yang lebih baik berbanding alternatif tradisional.
• Pematuhan Alam Sekitar yang Ketat: Penyenaraian eksplisit pematuhan RoHS, REACH, dan Bebas Halogen kini merupakan keperluan asas untuk komponen yang digunakan dalam elektronik yang dijual secara global, didorong oleh peraturan alam sekitar dan permintaan pengguna.
• Pemiawaian dan Kebolehpercayaan: Spesifikasi terperinci untuk penarafan maksimum mutlak, profil pematerian, dan keadaan penyimpanan menonjolkan fokus industri untuk memastikan kebolehpercayaan komponen dalam proses pembuatan automatik volum tinggi. Penyediaan lengkung prestasi yang luas membolehkan jurutera membuat ramalan yang lebih tepat tentang tingkah laku LED dalam aplikasi khusus mereka.

Walaupun ini adalah jenis produk matang, reka bentuk dan dokumentasinya mewujudkan jangkaan semasa untuk komponen optoelektronik diskret yang boleh dipercayai, patuh, dan ditentukan dengan baik.