Dokumen Teknikal LED Ultra Terang T-13/4 (5mm) - Diameter 5mm - Voltan 2.0-2.4V - Kuasa 120mW - Warna Merah Super ke Kuning

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk satu siri diod pemancar cahaya (LED) ultra terang dengan diameter T-13/4 (5mm). Ini adalah komponen lubang-lalu yang direka untuk dipasang pada papan litar bercetak (PCB) atau panel. LED ini dibina menggunakan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) di atas substrat Gallium Arsenida (GaAs), disalut dalam pakej epoksi lutsinar air. Siri ini dicirikan oleh output intensiti bercahaya yang tinggi dan penggunaan kuasa yang rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan dan kecekapan tinggi.

1.1 Kelebihan Teras

• Intensiti Bercahaya Tinggi:Memberikan output yang sangat terang, dengan nilai spesifik berbeza mengikut model dan warna.
• Penggunaan Kuasa Rendah:Beroperasi dengan cekap pada arus hadapan tipikal 20mA.
• Kecekapan Tinggi:Memberikan output cahaya yang ketara berbanding input elektrik.
• Pemasangan Serbaguna:Reka bentuk lubang-lalu standard yang serasi dengan pemasangan PCB atau panel.
• Serasi dengan IC:Boleh didorong terus oleh litar bersepadu kerana keperluan arus yang rendah.
• Pakej Standard:Faktor bentuk diameter T-13/4 (5mm) yang popular.

1.2 Pasaran Sasaran & Aplikasi

LED ini terutamanya bertujuan untuk aplikasi yang memerlukan isyarat yang jelas dan terang. Kegunaan tipikal termasuk paparan mesej dan pelbagai jenis papan tanda, seperti papan tanda lalu lintas, di mana keterlihatan tinggi dari jarak jauh adalah penting.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Prestasi LED ini ditakrifkan merentasi beberapa parameter elektrik dan optik utama, yang berbeza antara siri produk berbeza (F, H, P, R) yang dibezakan oleh sudut pandangan mereka.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Semua nilai dinyatakan pada suhu ambien (T_A) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (P_D):Maksimum 120 mW.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):Julat dari 90 mA hingga 130 mA bergantung pada varian warna, di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):50 mA untuk semua varian.
• Faktor Penurunan:0.6 mA/°C secara linear dari 70°C untuk arus hadapan.
• Voltan Songsang (V_R):Maksimum 5 V (pada I_R= 100 µA).
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +100°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-55°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri Kaki:260°C selama 5 saat, diukur 1.6mm (0.063") dari badan LED.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter operasi tipikal yang diukur pada T_A=25°C dan I_F=20mA. Siri ditakrifkan oleh sudut pandangan: Siri F (8°), Siri H (15°), Siri P (22°), dan Siri R (30°). Intensiti bercahaya berkait songsang dengan sudut pandangan.

2.2.1 Siri F (Sudut Pandangan 8°)

• Intensiti Bercahaya (I_v):Julat dari 3200-5500 mcd (Merah Super) hingga 4200-7800 mcd (warna lain).
• Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 2.0V hingga 2.4V, dengan Merah Super pada 1.9V hingga 2.3V.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):Merangkumi dari 588 nm (Kuning) hingga 639 nm (Merah Super).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Merangkumi dari 587 nm (Kuning) hingga 631 nm (Merah Super).
• Lebar Separuh Spektrum (Δλ):Julat dari 15 nm hingga 20 nm.

2.2.2 Siri H (Sudut Pandangan 15°)

• Intensiti Bercahaya (I_v):Julat dari 1500-2400 mcd (Merah Super) hingga 1900-3400 mcd (warna lain).
• Ciri elektrik dan spektrum (V_F, λ_P, λ_d, Δλ) adalah sama dengan Siri F.

2.2.3 Siri P (Sudut Pandangan 22°)

• Intensiti Bercahaya (I_v):Julat dari 880-1400 mcd (Merah Super) hingga 1150-2000 mcd (warna lain).
• Ciri elektrik dan spektrum (V_F, λ_P, λ_d, Δλ) adalah sama dengan Siri F dan H.

2.2.4 Parameter Biasa

• Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 µA pada V_R= 5V.
• Kapasitans (C):40 pF tipikal pada V_F= 0V, f = 1 MHz.

2.3 Penjelasan Sistem Pembin

Dokumen data menunjukkan sistem pembin intensiti bercahaya.

• Pembin Intensiti Bercahaya:Produk dikelaskan kepada dua pangkat (contohnya, nilai Min. dan Tip.). Kod klasifikasi bin spesifik ditanda pada setiap beg pembungkusan individu.
• Pembin Warna/Panjang Gelombang:Struktur nombor bahagian mentakrifkan warna dan ciri panjang gelombang yang sepadan dengan tepat (contohnya, "RK" untuk Merah Super, "EK" untuk Merah). Tiada pembin tambahan dalam kod warna.

3. Maklumat Mekanikal & Pakej

3.1 Dimensi Pakej

LED ini mempunyai pakej berkaki radial standard dengan kanta diameter 5mm (T-13/4).

• Diameter Badan:5.0mm tipikal.
• Jarak Kaki:Diukur di mana kaki muncul dari badan pakej.
• Resin Menonjol:Di bawah flen adalah maksimum 1.0mm (0.04").
• Toleransi:±0.25mm (0.010") melainkan dinyatakan sebaliknya.

3.2 Pengenalpastian Polarity

Komponen menggunakan polarity LED standard. Kaki yang lebih panjang biasanya adalah anod (positif), dan kaki yang lebih pendek adalah katod (negatif). Katod juga mungkin ditunjukkan oleh titik rata pada pinggir kanta plastik. Sentiasa sahkan polarity sebelum memateri untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

4. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

4.1 Pateri Tangan atau Gelombang

Untuk pemasangan lubang-lalu, teknik pateri gelombang atau tangan standard boleh digunakan.

• Had Suhu:Kaki boleh menahan 260°C selama maksimum 5 saat. Pengukuran ini diambil 1.6mm (0.063") dari badan plastik LED.
• Pengurusan Haba:Elakkan penggunaan haba yang berpanjangan untuk mengelakkan kerosakan pada pakej epoksi dan die semikonduktor dalaman. Gunakan penyerap haba (contohnya, penyepit) pada kaki antara titik pateri dan badan LED jika perlu.

4.2 Keadaan Penyimpanan

Untuk mengekalkan kebolehpaterian dan integriti peranti, simpan LED dalam beg penghalang kelembapan asal dalam persekitaran yang dikawal dalam julat suhu penyimpanan yang ditetapkan iaitu -55°C hingga +100°C. Elakkan persekitaran dengan kelembapan tinggi atau gas menghakis.

5. Cadangan Aplikasi

5.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Papan Tanda & Paparan Mesej:Sesuai untuk penunjuk status, paparan teks bergerak, atau panel maklumat di mana kecerahan tinggi diperlukan untuk keterlihatan siang hari.
• Papan Tanda Lalu Lintas & Isyarat:Sesuai untuk lampu isyarat tambahan, penunjuk lintasan pejalan kaki, atau aplikasi berkaitan lalu lintas lain yang memerlukan warna tertentu (merah, ambar, kuning).
• Penunjuk Perindustrian:Lampu status mesin, penunjuk amaran pada panel kawalan.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk kuasa, lampu latar untuk paparan kecil.

5.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan hadapan LED (V_F), dan arus hadapan yang dikehendaki (I_F, biasanya 20mA). Formula: R = (V_CC- V_F) / I_F.
• Pemilihan Sudut Pandangan:Pilih siri berdasarkan corak pancaran yang diperlukan. Gunakan sudut sempit (8° Siri F) untuk pandangan berarah, jarak jauh. Gunakan sudut lebih lebar (22° Siri P, 30° Siri R) untuk pencahayaan lebih luas dan lebih meresap.
• Pengurusan Terma:Walaupun pelesapan kuasa rendah, pastikan suhu ambien operasi tidak melebihi 100°C. Untuk reka bentuk dengan pelbagai LED atau dalam persekitaran suhu tinggi, pertimbangkan jarak dan kemungkinan aliran udara.
• Perlindungan Voltan Songsang:Walaupun LED boleh bertahan sehingga 5V secara songsang, adalah amalan baik untuk mengelakkan pendedahan kepada bias songsang. Dalam litar AC atau litar pembalikan polarity, sertakan diod songsang selari untuk perlindungan.

6. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED 5mm standard generasi lama (contohnya, menggunakan teknologi GaP atau GaAsP), siri berasaskan AlInGaP ini menawarkan kelebihan ketara:

• Kecekapan & Kecerahan Lebih Tinggi:Teknologi AlInGaP memberikan keberkesanan bercahaya yang unggul, menghasilkan intensiti bercahaya yang jauh lebih tinggi untuk arus dorongan yang sama.
• Ketepuan Warna yang Lebih Baik:Ciri spektrum (lebar separuh lebih sempit) boleh menghasilkan warna yang lebih tulen dan tepu, terutamanya dalam julat merah ke ambar.
• Pilihan Sudut Pandangan Lebih Luas:Ketersediaan pelbagai sudut pandangan yang ditakrifkan dengan baik (8°, 15°, 22°, 30°) dari teknologi teras yang sama membolehkan pereka bentuk menyesuaikan taburan cahaya dengan tepat untuk aplikasi mereka tanpa mengubah sifat elektrik atau warna LED.

7. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

7.1 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λ_P)adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan LED berada pada maksimum.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)diperoleh daripada gambar rajah kromatisiti CIE; ia adalah panjang gelombang tunggal warna spektrum tulen yang sepadan dengan warna yang dilihat daripada cahaya LED. Untuk LED dengan spektrum luas, nilai ini boleh berbeza. Panjang gelombang dominan selalunya lebih mewakili warna yang dilihat manusia.

7.2 Bagaimana saya memilih antara siri F, H, P?

Pilihan ini terutamanya berdasarkan corak pancaran dan intensiti yang diperlukan.Siri F (8°)memusatkan cahaya ke dalam pancaran yang sangat sempit dan kuat, sesuai untuk petunjuk jarak jauh.Siri H (15°)menawarkan keseimbangan baik antara intensiti dan penyebaran.Siri P (22°)danSiri R (30°)memberikan cahaya yang lebih luas dan lebih meresap sesuai untuk pencahayaan kawasan atau pandangan sudut lebar. Intensiti bercahaya berkurangan apabila sudut pandangan meningkat.

7.3 Bolehkah saya mendorong LED ini tanpa perintang had arus?

No.LED adalah peranti yang didorong arus. Voltan hadapannya mempunyai toleransi dan pekali suhu negatif (berkurang apabila suhu meningkat). Menyambung terus ke sumber voltan akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, berpotensi melebihi Penarafan Maksimum Mutlak untuk Arus Hadapan Berterusan (50mA) dan memusnahkan peranti. Perintang bersiri adalah wajib untuk operasi yang stabil dan selamat.

7.4 Apakah maksud kanta "Lutsinar Air"?

Kanta "Lutsinar Air" atau tidak meresap adalah telus sepenuhnya. Ini membolehkan keseluruhan intensiti cip LED dipancarkan, menghasilkan intensiti bercahaya tertinggi yang mungkin dan corak pancaran yang lebih jelas (seperti yang dilihat dalam varian sudut pandangan sempit). Ia tidak menyebarkan cahaya seperti kanta meresap (berkabus).

8. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk "HIDUP" berkuasa bateri keterlihatan tinggi untuk peralatan luar yang mesti kelihatan dalam cahaya matahari langsung. Warna penunjuk harus merah.

Pilihan Reka Bentuk:

1. Pemilihan LED:PilihLTL2F3VEKNT(Merah, sudut pandangan 8°, Siri F). Pancaran sempit 8° memusatkan intensiti bercahaya (1900-3100 mcd tipikal) ke dalam titik yang ketat, memaksimumkan kecerahan yang dilihat untuk penonton yang berada tepat di hadapan. Warna merah adalah standard untuk penunjuk "kuasa hidup".
2. Litar Dorongan:Peranti dikuasakan oleh rel 5V. Menggunakan V_Ftipikal 2.4V dan sasaran I_F20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Perintang 130Ω atau 150Ω 1/4W standard akan digunakan secara bersiri.
3. Susun Atur:LED lubang-lalu diletakkan pada panel hadapan. Perintang had arus boleh diletakkan pada PCB utama. Pastikan polarity LED diorientasikan dengan betul semasa pemasangan.
4. Keputusan:Penunjuk titik merah yang sangat terang dan fokus yang menggunakan hanya 20mA * 2.4V = 48mW kuasa, berada dalam penarafan 120mW peranti, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

9. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan bahan semikonduktorAluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP)yang ditumbuhkan di atas substrat Gallium Arsenida (GaAs). Prinsip operasi adalah elektroluminesens.

1. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif.
2. Dalam lapisan AlInGaP aktif, elektron dan lubang bergabung semula. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini dipancarkan dalam bentuk foton (cahaya).
3. Warna cahaya spesifik (panjang gelombang) ditentukan oleh tenaga jurang jalur aloi AlInGaP, yang dikawal oleh nisbah tepat Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus semasa pertumbuhan kristal. Menambah lebih banyak Aluminium dan Indium meningkatkan jurang jalur, mengalihkan cahaya yang dipancarkan dari merah ke arah kuning/hijau.
4. Pakej epoksi "lutsinar air" bertindak sebagai kanta, membentuk output cahaya dan memberikan perlindungan mekanikal dan persekitaran untuk cip semikonduktor yang halus.

10. Trend Pembangunan

Walaupun dokumen data ini mewakili produk matang dan digunakan secara meluas, teknologi LED terus berkembang. Trend yang berkaitan dengan kelas peranti ini termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan proses pembuatan membawa kepada keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), membolehkan sama ada output lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan yang sama dengan penggunaan kuasa yang lebih rendah.
• Konsistensi Warna & Pembin:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan kawalan proses membolehkan taburan panjang gelombang dan intensiti bercahaya yang lebih ketat, mengurangkan keperluan untuk pembin yang luas dan memberikan prestasi yang lebih konsisten dari peranti ke peranti.
• Inovasi Pembungkusan:Walaupun pakej T-13/4 kekal standard untuk aplikasi lubang-lalu, terdapat peralihan industri umum ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk kebanyakan reka bentuk baru kerana saiznya yang lebih kecil dan kesesuaian untuk pemasangan automatik. Walau bagaimanapun, LED lubang-lalu mengekalkan kepentingan dalam prototaip, kit pendidikan, dan aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan tinggi atau pemasangan manual.
• Julat Warna Diperluas:Pembangunan bahan semikonduktor baru (seperti InGaN untuk biru/hijau/putih) telah melengkapkan AlInGaP, membolehkan paparan warna penuh. Untuk penunjuk monokromatik, AlInGaP kekal sebagai teknologi dominan untuk LED merah, oren, dan amber berkeamatan tinggi.