Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Kelebihan Teras
- 2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam
- 2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri Elektrik & Optik
- 3. Penjelasan Sistem Pembin
- 3.1 Pembin Keamatan Bercahaya
- 3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan (Hijau Sahaja)
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
- 4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan
- 4.3 Kebergantungan Suhu
- 4.4 Taburan Spektrum
- 5. Maklumat Mekanikal & Pakej
- 5.1 Dimensi Pakej dan Polarity
- 5.2 Reka Bentuk Pad Pateri yang Disyorkan
- 6. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan
- 6.1 Profil Pematerian Refluks Inframerah
- 6.2 Pematerian Tangan
- 6.3 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian
- 6.4 Pembersihan
- 7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan
- 7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung
- 8. Cadangan Aplikasi
- 8.1 Senario Aplikasi Tipikal
- 8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- 9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
- 10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal
- 12. Pengenalan Prinsip Operasi
- 13. Trend Teknologi
1. Gambaran Keseluruhan Produk
LTST-C295KGKFKT ialah LED dwi warna, peranti permukaan-pasang (SMD) yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan saiz padat dan prestasi yang boleh dipercayai. Produk ini menggunakan teknologi cip AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju untuk kedua-dua sumber cahaya hijau dan jingganya, yang ditempatkan dalam pakej tambahan nipis berketinggian hanya 0.55mm. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan automatik pick-and-place berkelajuan tinggi. Peranti ini dikelaskan sebagai produk hijau, mematuhi piawaian pematuhan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), dan sesuai untuk digunakan dalam pelbagai elektronik pengguna dan perindustrian.
1.1 Kelebihan Teras
Kelebihan utama LED ini berasal daripada gabungan bahan termaju dan faktor bentuk yang diminiaturkan. Penggunaan bahan semikonduktor AlInGaP memberikan kecekapan bercahaya yang tinggi, menghasilkan output yang terang dari kawasan cip yang kecil. Keupayaan dwi warna dalam satu pakej menjimatkan ruang PCB (Papan Litar Bercetak) yang berharga berbanding menggunakan dua LED satu warna yang berasingan. Profil ultra nipisnya adalah kritikal untuk aplikasi dengan had ketinggian yang ketat, seperti dalam paparan ultra nipis, peranti mudah alih, dan modul lampu latar. Tambahan pula, keserasiannya dengan proses pematerian refluks inframerah (IR) membolehkannya disepadukan menggunakan barisan pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT) standard, memastikan hasil pembuatan dan kebolehpercayaan yang tinggi.
2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam
Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik, dan terma utama yang dinyatakan dalam lembaran data, menerangkan kepentingannya untuk jurutera reka bentuk.
2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi normal.
- Pelesapan Kuasa (PD):75 mW setiap warna. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan LED sebagai haba. Melebihi nilai ini, biasanya dengan memacu pada arus yang terlalu tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi, boleh menyebabkan terlalu panas, degradasi dipercepatkan bahan semikonduktor, dan akhirnya, kegagalan.
- Arus Hadapan Puncak (IFP):80 mA (pada kitar tugas 1/10, lebar nadi 0.1ms). Penarafan ini adalah untuk operasi berdenyut, sering digunakan dalam litar multipleks atau untuk mencapai tempoh singkat kecerahan yang sangat tinggi. Kitar tugas rendah dan lebar nadi pendek adalah penting untuk mengelakkan suhu simpang meningkat berlebihan semasa nadi.
- Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Ini adalah arus berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai. Mereka bentuk litar pemacu untuk beroperasi pada atau di bawah arus ini adalah penting untuk memastikan jangka hayat yang ditetapkan LED dan mengekalkan ciri optik yang stabil.
- Voltan Songsang (VR):5 V. LED tidak direka untuk menahan bias songsang yang ketara. Melebihi voltan ini boleh menyebabkan kerosakan mengejut pada simpang PN, membawa kepada kegagalan serta-merta dan bencana. Reka bentuk litar yang betul mesti memastikan LED tidak tertakluk kepada voltan songsang, selalunya dengan menggunakan diod perlindungan siri dalam senario pemacu AC atau dwikutub.
- Suhu Operasi & Penyimpanan:-30°C hingga +85°C dan -40°C hingga +85°C, masing-masing. Julat ini menentukan keadaan persekitaran yang boleh ditahan peranti semasa digunakan dan semasa dimatikan. Beroperasi berhampiran atau melebihi had atas akan mengurangkan output bercahaya dan jangka hayat.
2.2 Ciri Elektrik & Optik
Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C) dan mewakili prestasi tipikal peranti.
- Keamatan Bercahaya (IV):Untuk LED hijau, nilai tipikal ialah 35.0 mcd pada 20mA, dengan minimum 18.0 mcd. Untuk LED jingga, nilai tipikal ialah 90.0 mcd pada 20mA, dengan minimum 28.0 mcd. Pemancar jingga secara semula jadi lebih cekap dalam sistem bahan AlInGaP, menghasilkan output tipikal yang lebih tinggi. Nilai minimum adalah kritikal untuk pereka yang mesti menjamin tahap kecerahan tertentu dalam aplikasi mereka.
- Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah (tipikal untuk kedua-dua warna). Sudut pandangan lebar ini menunjukkan corak sinaran Lambertian atau hampir-Lambertian, di mana keamatan cahaya agak seragam merentasi kawasan yang luas. Ini adalah ideal untuk lampu penunjuk am dan lampu latar di mana kebolehlihatan dari pelbagai sudut diperlukan, berbeza dengan LED pancaran sempit yang digunakan untuk memfokuskan cahaya.
- Panjang Gelombang Puncak & Dominan (λP, λd):LED hijau mempunyai panjang gelombang puncak tipikal 574 nm dan panjang gelombang dominan 571 nm. LED jingga mempunyai panjang gelombang puncak tipikal 611 nm dan panjang gelombang dominan 605 nm. Panjang gelombang dominan ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia dan merupakan parameter utama untuk spesifikasi warna. Perbezaan kecil antara panjang gelombang puncak dan dominan adalah disebabkan oleh bentuk spektrum pancaran.
- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm untuk hijau dan 17 nm untuk jingga. Parameter ini, juga dikenali sebagai Lebar Penuh pada Separuh Maksimum (FWHM), menerangkan ketulenan spektrum cahaya. Lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih monokromatik (tulen). Nilai-nilai ini adalah tipikal untuk LED AlInGaP dan memberikan ketepuan warna yang baik.
- Voltan Hadapan (VF):2.0 V tipikal, 2.4 V maksimum pada 20mA untuk kedua-dua warna. Voltan hadapan rendah ini adalah bermanfaat kerana ia mengurangkan penggunaan kuasa dan beban terma. Litar pemacu (biasanya sumber arus malar atau perintang had arus) mesti direka untuk menampung VFmaksimum untuk memastikan arus yang dikehendaki dihantar di bawah semua keadaan, termasuk variasi antara peranti dan kesan suhu.
- Arus Songsang (IR):10 µA maksimum pada 5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dibias songsang dalam had penarafan maksimumnya. Nilai yang jauh lebih tinggi daripada ini boleh menunjukkan simpang yang rosak.
3. Penjelasan Sistem Pembin
Lembaran data termasuk kod bin untuk keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan, yang penting untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi warna atau kecerahan.
3.1 Pembin Keamatan Bercahaya
LED disusun (dibin) selepas pembuatan berdasarkan output cahaya yang diukur. Untuk LED hijau, bin berjulat dari \"M\" (18.0-28.0 mcd) hingga \"Q\" (71.0-112.0 mcd). Untuk LED jingga, bin berjulat dari \"N\" (28.0-45.0 mcd) hingga \"R\" (112.0-180.0 mcd). Setiap bin mempunyai toleransi +/-15%. Apabila membuat pesanan, menetapkan bin yang lebih ketat (contohnya, hanya \"P\" dan \"Q\") memastikan kecerahan yang lebih seragam merentasi berbilang unit dalam pemasangan, yang penting untuk paparan multi-LED atau tatasusunan lampu latar. Menggunakan LED dari bin tunggal adalah disyorkan untuk konsistensi visual yang optimum.
3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan (Hijau Sahaja)
LED hijau juga dibin mengikut panjang gelombang dominan kepada kod \"C\" (567.5-570.5 nm), \"D\" (570.5-573.5 nm), dan \"E\" (573.5-576.5 nm), dengan toleransi +/-1 nm setiap bin. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan warna hijau yang sangat spesifik, yang penting untuk penunjuk berkod warna atau apabila memadankan skema warna korporat atau produk tertentu. Panjang gelombang LED jingga dinyatakan sebagai tipikal sahaja, menunjukkan kurang variasi atau pembin tidak ditawarkan untuk parameter ini.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (contohnya, Rajah.1, Rajah.6), implikasinya adalah standard untuk teknologi LED.
4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
Ciri I-V LED adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan hadapan melebihi titik \"hidup\" mengakibatkan peningkatan besar dalam arus. Inilah sebabnya LED mesti dipacu oleh sumber arus malar atau dengan perintang had arus siri; bekalan voltan malar akan membawa kepada pelarian terma dan kemusnahan. VFtipikal 2.0V pada 20mA menyediakan titik operasi untuk reka bentuk ini.
4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan
Keamatan bercahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi normal. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) sering berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba dan proses penyatuan semula bukan sinaran lain. Beroperasi pada atau di bawah 20mA DC yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.
4.3 Kebergantungan Suhu
Prestasi LED sangat bergantung pada suhu. Apabila suhu simpang meningkat: Voltan Hadapan (VF) berkurangan sedikit. Keamatan Bercahaya berkurangan dengan ketara. Untuk LED AlInGaP, output cahaya boleh turun kira-kira 0.5-1.0% setiap °C kenaikan suhu simpang. Panjang Gelombang Dominan mungkin beralih sedikit (biasanya ke panjang gelombang yang lebih panjang untuk AlInGaP). Pengurusan terma yang berkesan pada PCB, seperti menggunakan via terma atau tuangan kuprum, adalah kritikal untuk mengekalkan prestasi optik yang stabil, terutamanya dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.
4.4 Taburan Spektrum
Graf spektrum yang dirujuk akan menunjukkan satu puncak yang agak sempit untuk setiap warna, ciri bahan AlInGaP. Ketiadaan puncak sekunder atau spektrum lebar mengesahkan ketulenan warna peranti, yang diingini untuk aplikasi yang memerlukan warna tepu.
5. Maklumat Mekanikal & Pakej
5.1 Dimensi Pakej dan Polarity
Peranti ini mematuhi garis panduan pakej standard EIA. Ciri mekanikal utama ialah ketinggiannya 0.55mm. Penetapan pin ditakrifkan dengan jelas: Pin 1 dan 3 adalah untuk LED hijau, dan pin 2 dan 4 adalah untuk LED jingga. Reka bentuk empat pad ini membolehkan kawalan bebas bagi kedua-dua warna. Polarity ditunjukkan oleh penomboran pin; biasanya, anod disambungkan kepada bekalan positif melalui litar pemacu, dan katod disambungkan ke bumi atau sink arus.
5.2 Reka Bentuk Pad Pateri yang Disyorkan
Lembaran data menyediakan dimensi pad pateri yang dicadangkan. Mengikuti cadangan ini adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai semasa refluks. Reka bentuk pad mempengaruhi bentuk fillet pateri, yang mempengaruhi kekuatan mekanikal dan konduksi haba dari LED. Pad yang direka dengan baik memastikan penjajaran sendiri yang betul semasa refluks dan mengelakkan tombstoning (di mana satu hujung komponen terangkat dari pad).
6. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan
6.1 Profil Pematerian Refluks Inframerah
Peranti ini serasi sepenuhnya dengan proses pematerian refluks inframerah (IR) atau perolakan, yang merupakan standard untuk pemasangan SMT. Lembaran data menyediakan profil yang dicadangkan mematuhi piawaian JEDEC untuk pateri bebas plumbum (Pb-free). Parameter utama termasuk: Zon pra-panas (150-200°C) untuk meningkatkan suhu secara perlahan dan mengaktifkan fluks. Suhu puncak tidak melebihi 260°C. Masa di atas likuidus (biasanya 217°C untuk pateri SnAgCu) maksimum 10 saat. Jumlah masa dari suhu bilik ke puncak dan kembali harus dikawal untuk mengurangkan tekanan terma pada pakej plastik dan die semikonduktor.
6.2 Pematerian Tangan
Jika pematerian tangan diperlukan untuk pembaikan atau prototaip, penjagaan yang melampau mesti diambil. Cadangannya ialah menggunakan besi pemateri pada suhu maksimum 300°C dan menghadkan masa sentuhan kepada 3 saat setiap pad. Haba berlebihan atau sentuhan yang berpanjangan boleh mencairkan kanta plastik, merosakkan ikatan wayar di dalam pakej, atau meleraikan bahan lekat die.
6.3 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian
LED adalah peranti sensitif lembapan (MSD). Pakej plastik boleh menyerap lembapan dari udara, yang boleh bertukar menjadi wap semasa proses refluks suhu tinggi, menyebabkan retakan dalaman atau \"popcorning.\" Lembaran data menyatakan: Pakej tertutup harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Setelah dibuka, LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen yang terdedah kepada udara ambien selama lebih dari satu minggu harus dibakar pada 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum dipateri untuk mengeluarkan lembapan. Pengendalian yang betul juga termasuk langkah berjaga-jaga terhadap nyahcas elektrostatik (ESD). Walaupun tidak sensitif seperti beberapa IC, LED boleh rosak oleh ESD. Menggunakan gelang pergelangan tangan dibumikan, tikar anti-statik, dan peralatan dibumikan dengan betul adalah disyorkan.
6.4 Pembersihan
Pembersihan selepas pateri, jika diperlukan, hanya harus dilakukan dengan pelarut yang ditetapkan. Lembaran data mengesyorkan etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu normal selama kurang dari satu minit. Bahan kimia keras atau tidak ditentukan boleh menyerang bahan kanta plastik, menyebabkan kekaburan, retakan, atau perubahan warna, yang akan merosotkan prestasi optik dengan teruk.
7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan
7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung
Peranti ini dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Kuantiti gegelung standard ialah 4000 keping. Kuantiti pesanan minimum 500 keping ditetapkan untuk gegelung baki. Dimensi pita dan jarak poket mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481, memastikan keserasian dengan feeder SMT standard. Reka bentuk pita termasuk ciri orientasi dan lubang sproket untuk kemajuan mekanikal yang tepat.
8. Cadangan Aplikasi
8.1 Senario Aplikasi Tipikal
Keupayaan dwi warna dan profil nipis menjadikan LED ini sesuai untuk banyak aplikasi: Penunjuk Status: Satu komponen boleh menunjukkan dua keadaan (contohnya, hijau untuk \"hidup/sedia,\" jingga untuk \"siap sedia/amaran\"). Lampu Latar untuk Papan Kekunci dan Suis: Sudut pandangan lebar dan kecerahan adalah ideal untuk menerangi simbol pada panel kawalan. Elektronik Pengguna: Digunakan dalam telefon pintar, tablet, boleh pakai, dan alat kawalan jauh di mana ruang adalah premium. Pencahayaan Dalaman Automotif: Untuk penunjuk papan pemuka atau pencahayaan ambien (tertakluk kepada kelayakan untuk gred automotif tertentu). Peranti Mudah Alih: Peranti berkuasa bateri mendapat manfaat daripada voltan hadapan rendahnya, yang meminimumkan penggunaan kuasa.
8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
Had Arus: Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau perintang siri yang dikira berdasarkan voltan bekalan dan VFmaksimum LED. Pengurusan Terma: Pastikan susun atur PCB menyediakan laluan terma yang mencukupi, terutamanya jika memacu berhampiran arus maksimum. Pertimbangkan rintangan terma dari simpang LED ke persekitaran ambien. Perlindungan ESD: Gabungkan diod perlindungan ESD pada talian isyarat yang memacu LED jika ia terdedah kepada antara muka pengguna. Reka Bentuk Optik: Sudut pandangan lebar mungkin memerlukan panduan cahaya atau penyebar jika corak pancaran tertentu diperlukan. Untuk pencampuran warna (jika kedua-dua LED dipacu serentak), fahami bahawa persepsi mata manusia terhadap warna campuran (contohnya, warna kekuningan dari hijau+jingga) adalah tidak linear.
9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
Berbanding dengan teknologi LED lama seperti GaP (Gallium Fosfida) standard atau GaAsP (Gallium Arsenide Fosfida), cip AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output cahaya yang lebih terang untuk arus pemacu yang sama. Berbanding dengan beberapa LED putih berdasarkan cip biru dengan fosfor, LED monokromatik ini menawarkan ketulenan warna yang lebih unggul dan biasanya kecekapan yang lebih tinggi dalam jalur warna khusus mereka. Pembeza utama bahagian khusus ini ialah gabungan dua warna berbeza yang cekap dalam pakej ultra nipis standard industri yang menyokong pemasangan refluks penuh. Integrasi ini mengurangkan bilangan bahagian, masa pemasangan, dan ruang papan berbanding menggunakan dua LED diskret.
10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
S: Bolehkah saya memacu kedua-dua LED hijau dan jingga pada masa yang sama?
J: Ya, mereka adalah bebas secara elektrik. Walau bagaimanapun, anda mesti memastikan jumlah pelesapan kuasa (IF* VFuntuk setiap LED, ditambah sebarang kerugian pemacu) tidak melebihi kapasiti terma PCB dan had peranti sendiri. Memacu kedua-duanya pada 20mA penuh serentak memancarkan kira-kira 80mW, yang melebihi penarafan 75mW setiap warna tetapi mungkin boleh diterima jika kitar tugas rendah atau pengurusan terma sangat baik. Rujuk pengiraan terma untuk susun atur khusus anda.
S: Apakah perbezaan antara \"Panjang Gelombang Puncak\" dan \"Panjang Gelombang Dominan\"?
J: Panjang Gelombang Puncak (λP) ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Panjang Gelombang Dominan (λd) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang kelihatan mempunyai warna yang sama kepada pemerhati manusia standard. λddikira dari koordinat kromatisiti CIE dan merupakan parameter yang lebih relevan untuk menentukan warna yang dilihat.
S: Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?
J: Untuk memastikan konsistensi, nyatakan bin keamatan bercahaya yang dikehendaki (contohnya, \"P\") dan, untuk hijau, bin panjang gelombang dominan (contohnya, \"D\"). Ini memberitahu pengilang untuk membekalkan bahagian yang berada dalam julat prestasi khusus tersebut. Tidak menetapkan bin mungkin mengakibatkan penerimaan bahagian dari mana-mana bin pengeluaran, membawa kepada variasi potensi dalam produk akhir anda.
S: Adakah penyejuk haba diperlukan?
J: Untuk operasi pada arus berterusan maksimum (20mA) dalam persekitaran ambien dalaman tipikal (25°C), penyejuk haba khusus biasanya tidak diperlukan jika PCB mempunyai kawasan kuprum sederhana yang disambungkan ke pad terma LED. Walau bagaimanapun, untuk suhu ambien tinggi, ruang tertutup, atau jika memacu dengan denyutan yang melebihi penarafan DC, analisis terma adalah perlu. Suhu simpang mesti dikekalkan serendah mungkin untuk output cahaya maksimum dan jangka hayat.
11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal
Contoh 1: Penunjuk Kuasa Dua Keadaan:Dalam penyesuai dinding, LED boleh disambungkan untuk menunjukkan hijau apabila peranti dicas penuh dan menarik arus minimum (dikawal oleh IC pengecasan), dan jingga apabila peranti sedang dicas secara aktif. Mikropengawal mudah atau litar logik boleh bertukar antara memacu pasangan pin (1,3) dan (2,4).
Contoh 2: Lampu Latar dengan Animasi:Dalam periferal permainan, berbilang LED LTST-C295KGKFKT boleh disusun dalam tatasusunan. Dengan memodulasi lebar nadi (PWM) secara bebas saluran hijau dan jingga setiap LED, mikropengawal boleh mencipta kesan pencahayaan perubahan warna dinamik dan pernafasan, semua dalam kekangan profil yang sangat nipis.
Contoh 3: Penunjuk Kekuatan Isyarat:Dalam modul tanpa wayar, LED hijau boleh menunjukkan isyarat kuat (dipacu pada arus penuh), LED jingga boleh menunjukkan isyarat lemah (dipacu pada arus penuh), dan kedua-dua LED dipacu serentak pada arus yang dikurangkan boleh mencipta warna kuning perantaraan untuk menunjukkan tahap isyarat sederhana, menyediakan tiga keadaan berbeza dari satu komponen.
12. Pengenalan Prinsip Operasi
Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang PN bahan semikonduktor (dalam kes ini, AlInGaP), elektron dari rantau jenis-N dan lubang dari rantau jenis-P disuntik ke dalam rantau aktif. Apabila pembawa cas ini (elektron dan lubang) bergabung semula, mereka membebaskan tenaga. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti AlInGaP, tenaga ini dibebaskan terutamanya dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direkayasa semasa proses pertumbuhan kristal. Warna hijau dan jingga dalam peranti ini dicapai dengan sedikit mengubah komposisi atom Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dalam cip masing-masing, yang mengubah tenaga jurang jalur dan seterusnya warna cahaya yang dipancarkan.
13. Trend Teknologi
Trend umum dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), ketumpatan kuasa yang meningkat, dan peminiaturan lanjut. Terdapat juga dorongan kuat ke arah peningkatan rendering warna dan konsistensi warna untuk aplikasi pencahayaan. Untuk LED penunjuk dan lampu latar, trend termasuk mengintegrasikan lebih banyak ciri ke dalam pakej, seperti perintang had arus terbina dalam, pemacu IC untuk kebolehalamat (seperti \"LED pintar\" gaya WS2812), dan juga pelbagai warna melebihi dwi (contohnya, RGB). Dorongan untuk paparan ultra nipis dan fleksibel juga mendorong pembangunan profil pakej yang lebih nipis dan LED pada substrat fleksibel. Penggunaan bahan termaju seperti GaN-on-Si (Gallium Nitride on Silicon) dan teknologi mikro-LED mewakili kelebihan untuk paparan berkeamatan tinggi, diminiaturkan masa depan.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |