Dokumen Teknikal - Lembaran Data LED Dwiwarna T-1 3/4 - Diameter 5.0mm - Merah 2.4V / Hijau 2.6V - Kuasa 75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED dwiwarna jenis lubang tembus dalam pakej standard T-1 3/4. Peranti ini menggabungkan kedua-dua cip pemancar cahaya merah dan hijau dalam satu kanta epoksi lutsinar tunggal, membolehkan penjanaan dua warna berbeza daripada satu komponen. Ia direka untuk aplikasi penunjuk am merentasi pelbagai jenis peralatan elektronik.

Kelebihan teras LED ini termasuk pematuhannya kepada piawaian alam sekitar bebas plumbum (Pb-Free) dan RoHS, memastikan kesesuaian untuk keperluan pembuatan moden. Cip merah dan hijau yang dipadankan dipilih untuk memberikan ciri-ciri output cahaya yang seragam. Tambahan pula, reka bentuk keadaan pepejal menawarkan jangka hayat operasi yang panjang dan penggunaan kuasa yang rendah, menyumbang kepada reka bentuk sistem yang cekap tenaga dan boleh dipercayai.

Pasaran sasaran merangkumi aplikasi dalam peralatan automasi pejabat, peranti komunikasi, perkakas rumah, dan elektronik pengguna lain di mana penunjuk status yang jelas dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Had Maksimum Mutlak

Peranti ini dicirikan pada suhu ambien (T_A) 25°C. Had maksimum mutlak mentakrifkan had di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Penyerakan kuasa untuk kedua-dua cip merah dan hijau dinilai pada 75 mW. Arus hadapan puncak, yang terpakai di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms), ialah 90 mA. Arus hadapan berterusan maksimum ialah 30 mA untuk setiap cip. Faktor penyahkadaratan 0.57 mA/°C digunakan secara linear dari 50°C ke atas, bermakna arus berterusan yang dibenarkan berkurangan apabila suhu meningkat untuk mengelakkan kepanasan berlebihan.

Julat suhu operasi ditetapkan dari -40°C hingga +85°C, dan julat suhu penyimpanan adalah dari -55°C hingga +100°C, menunjukkan prestasi teguh dalam pelbagai keadaan persekitaran. Untuk pemasangan, kaki LED boleh menahan pematerian pada 260°C untuk maksimum 5 saat, dengan syarat titik pateri sekurang-kurangnya 2.0 mm dari badan LED.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter prestasi utama diukur pada T_A=25°C dan arus hadapan (I_F) 20 mA, iaitu keadaan ujian piawai.

Keamatan Bercahaya (I_v):Output cahaya dikategorikan kepada bin. Untuk kedua-dua cip merah dan hijau, keamatan bercahaya tipikal ialah 880 mcd, dengan nilai minimum bermula pada 520 mcd dan nilai maksimum mencecah 1500 mcd. Toleransi ±15% digunakan pada had bin. Keamatan bercahaya diukur menggunakan gabungan sensor-penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik (CIE).

Sudut Pandangan (2θ_1/2):Sudut pandangan, ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai paksi, ialah 30 darjah untuk kedua-dua warna. Ini menunjukkan pancaran yang agak fokus sesuai untuk pandangan langsung.

Ciri-ciri Gelombang Panjang:

- Gelombang Panjang Pancaran Puncak (λ_p):Merah: 650 nm, Hijau: 565 nm. Ini ialah gelombang panjang di mana taburan kuasa spektrum adalah tertinggi.

- Gelombang Panjang Dominan (λ_d):Merah: 634-644 nm (Tip. 639 nm), Hijau: 565-578 nm (Tip. 569 nm). Ini ialah gelombang panjang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.

- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Merah: 20 nm, Hijau: 30 nm. Parameter ini menerangkan ketulenan spektrum atau lebar cahaya yang dipancarkan.

Parameter Elektrik:

- Voltan Hadapan (V_F):Merah: 2.0-2.4 V (Tip. 2.4 V), Hijau: 2.1-2.6 V (Tip. 2.6 V).

- Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 μA pada voltan songsang (V_R) 5V. Adalah kritikal untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Keamatan bercahaya LED disusun ke dalam bin untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Pembin adalah sama untuk kedua-dua cip merah dan hijau.

• Kod Bin M:520 mcd (Min) hingga 680 mcd (Maks)
• Kod Bin N:680 mcd (Min) hingga 880 mcd (Maks)
• Kod Bin P:880 mcd (Min) hingga 1150 mcd (Maks)
• Kod Bin Q:1150 mcd (Min) hingga 1500 mcd (Maks)

Peranti lengkap ditentukan oleh gabungan dua kod: X-X (Keamatan Bercahaya MERAH – Keamatan Bercahaya HIJAU). Sebagai contoh, bahagian yang ditanda \"N-P\" akan mempunyai cip merah dari Bin N (680-880 mcd) dan cip hijau dari Bin P (880-1150 mcd). Toleransi untuk setiap had bin ialah ±15%.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (cth., Rajah.1 untuk taburan spektrum, Rajah.5 untuk sudut pandangan), lengkung tipikal akan menggambarkan hubungan berikut yang penting untuk reka bentuk:

Lengkung I-V:Menunjukkan hubungan antara arus hadapan (I_F) dan voltan hadapan (V_F). Untuk LED, ini adalah lengkung eksponen. V_Fyang ditetapkan pada 20mA memberikan titik operasi utama. Pereka bentuk mesti menggunakan perintang had arus bersiri untuk menetapkan arus operasi, seperti yang ditunjukkan dalam litar pemacu yang disyorkan.

Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Output cahaya secara amnya berkadar terus dengan arus hadapan dalam julat operasi. Beroperasi melebihi had maksimum mutlak boleh membawa kepada degradasi dipercepatkan atau kegagalan.

Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Output cahaya LED biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Spesifikasi penyahkadaratan untuk arus hadapan berkait langsung dengan pengurusan kesan haba ini untuk mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan.

Taburan Spektrum:Graf untuk gelombang panjang pancaran puncak (λ_p) menunjukkan keamatan relatif cahaya merentasi gelombang panjang yang berbeza, mengesahkan warna dominan dan lebar spektrum.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej T-1 3/4, yang sepadan dengan kanta bulat diameter standard 5.0 mm. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter, dengan toleransi am ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Resin di bawah flens mungkin menonjol maksimum 1.0mm.
• Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki keluar dari badan pakej.
• Kutub biasanya ditunjukkan oleh kaki yang lebih panjang sebagai anod (+) dan/atau titik rata pada pinggir kanta berhampiran kaki katod (-). Pinout khusus untuk fungsi dwiwarna (anod sepunya atau katod sepunya) mesti disahkan daripada lukisan pakej yang dirujuk dalam lembaran data penuh.

6. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan.

Penyimpanan:LED harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif. Jika dikeluarkan dari beg penghalang kelembapan asal, ia harus digunakan dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan lebih lama, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau persekitaran nitrogen.

Pembersihan:Gunakan hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol jika pembersihan diperlukan.

Pembentukan Kaki:Lenturan mesti dilakukan pada suhu bilik, sebelum pematerian. Lenturan harus sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Jangan gunakan badan pakej sebagai fulkrum.

Pemasangan PCB:Gunakan daya pengapit minimum untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada kaki.

Pematerian:

- Kekalkan jarak minimum 2mm dari pangkal kanta ke titik pateri.

- Jangan sekali-kali rendam kanta dalam pateri.

- Elakkan tekanan pada kaki semasa pematerian suhu tinggi.

- Keadaan Disyorkan:

  * Besi Pateri:Maks 350°C untuk maks 3 saat (sekali sahaja).

  * Pematerian Gelombang:Pra-panas ≤100°C untuk ≤60 saat, gelombang pateri ≤260°C untuk ≤5 saat.

- Penting:Pematerian alir balik IR TIDAK sesuai untuk LED jenis lubang tembus ini. Haba atau masa berlebihan boleh mengubah bentuk kanta atau menyebabkan kegagalan bencana.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

Aliran pembungkusan standard adalah seperti berikut:

- 500 atau 200 keping setiap beg pembungkusan anti-statik.

- 10 beg pembungkusan diletakkan dalam kotak dalaman (jumlah 5,000 keping).

- 8 kotak dalaman dibungkus dalam kotak luar (jumlah 40,000 keping).

Nombor bahagian khusus untuk peranti ini ialah LTL30EKDKGK.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED dwiwarna ini sesuai untuk penunjuk pelbagai status. Kegunaan biasa termasuk penunjuk kuasa/siap sedia (merah/hijau), lampu status rosak/okay, penunjuk pemilihan mod pada elektronik pengguna, dan penunjuk panel pada peralatan kawalan industri. Reka bentuk lubang tembusnya menjadikannya sesuai untuk kedua-dua papan prototaip dan produk yang menggunakan pemasangan PCB tradisional.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Litar Pemacu:LED adalah peranti berkuasa arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, adalahsangat disyorkanuntuk menggunakan perintang had arus khusus secara bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Menggunakan perintang tunggal untuk berbilang LED selari (Model Litar B) tidak dinasihatkan kerana variasi dalam voltan hadapan (V_F) setiap LED, yang boleh menyebabkan perbezaan ketara dalam arus dan seterusnya, kecerahan.

Perlindungan ESD:LED sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik (ESD). Langkah pencegahan semasa pengendalian dan pemasangan adalah wajib:

- Gunakan gelang pergelangan tangan berasaskan bumi atau sarung tangan anti-statik.

- Pastikan semua peralatan, stesen kerja, dan rak penyimpanan dibumikan dengan betul.

- Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik di kawasan kerja.

Pengurusan Haba:Patuhi spesifikasi penyerakan kuasa dan penyahkadaratan arus. Pastikan jarak mencukupi pada PCB dan pertimbangkan persekitaran operasi untuk mengelakkan suhu simpang LED melebihi had selamat, yang mengekalkan output bercahaya dan jangka hayat.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding LED satu warna, peranti dwiwarna ini menjimatkan ruang papan dan memudahkan pemasangan dengan menggabungkan dua fungsi dalam satu pakej. Penggunaan teknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk kedua-dua cip merah dan hijau menawarkan kelebihan berbanding teknologi lama seperti GaAsP, termasuk kecekapan lebih tinggi, kestabilan suhu lebih baik, dan ketulenan warna lebih konsisten. Prestasi cip yang dipadankan memastikan output merah dan hijau seimbang apabila didorong di bawah keadaan yang sama. Pakej T-1 3/4 adalah saiz piawai industri, memastikan keserasian luas dengan susun atur PCB sedia ada dan potongan panel.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Bolehkah saya mendorong cip merah dan hijau serentak untuk menghasilkan cahaya kuning/oren?

J1: Lembaran data ini tidak menyatakan ciri-ciri untuk operasi serentak. Mencampurkan warna dengan mendorong kedua-dua cip memerlukan kawalan arus yang teliti untuk mencapai warna yang diingini dan tertakluk kepada variasi antara LED individu. Untuk aplikasi pelbagai warna atau pencampuran warna khusus, LED RGB khusus atau LED tiga warna dengan spesifikasi warna campuran yang dicirikan akan lebih sesuai.

S2: Apakah perbezaan antara gelombang panjang puncak dan gelombang panjang dominan?

J2: Gelombang panjang puncak (λ_p) ialah gelombang panjang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Gelombang panjang dominan (λ_d) ialah nilai dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang mewakili warna \"tulen\" yang kita lihat. Untuk LED monokromatik seperti ini, ia hampir tetapi tidak sama; λ_dadalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna.

S3: Mengapa perintang bersiri diperlukan walaupun voltan bekalan kuasa saya sepadan dengan V_F?

J3: V_Fadalah nilai tipikal dengan julat. Perubahan kecil dalam voltan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus disebabkan lengkung I-V eksponen LED. Perintang bersiri menjadikan arus kurang sensitif kepada variasi dalam voltan bekalan dan V_F, menyediakan operasi yang stabil dan selamat.

S4: Bolehkah saya menggunakan LED ini untuk pencahayaan dalaman automotif?

J4: Lembaran data ini menyatakan LED adalah untuk \"peralatan elektronik biasa.\" Aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa, seperti automotif, penerbangan, atau peranti perubatan, memerlukan perundingan dengan pengilang dan kemungkinan produk yang layak kepada piawaian gred automotif khusus (cth., AEC-Q102). Produk standard ini mungkin tidak sesuai.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk dwi-status untuk unit bekalan kuasa. Hijau menunjukkan \"Kuasa Hidup/Output OK,\" dan merah menunjukkan \"Rosak/Beban Lebih.\"

Pelaksanaan:

1. Reka Bentuk Litar:Gunakan konfigurasi katod sepunya (sahkan daripada lukisan pakej). Sambungkan kedua-dua anod (merah dan hijau) ke pin GPIO mikropengawal atau litar logik melalui perintang had arus berasingan. Katod sepunya disambungkan ke bumi.

2. Pengiraan Perintang:Andaikan bekalan 5V (V_CC), sasaran I_F= 20mA, dan V_Ftipikal 2.4V (Merah) dan 2.6V (Hijau).

- R_merah= (V_CC- V_{F_merah}) / I_F= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. Gunakan perintang standard 130 Ω atau 150 Ω.

- R_hijau= (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Gunakan perintang standard 120 Ω.

3. Susun Atur PCB:Letakkan LED pada panel hadapan. Pastikan lubang untuk kaki sepadan dengan jarak kaki yang ditetapkan. Jauhkan komponen lain yang menghasilkan haba untuk mengelakkan kesan haba pada prestasi LED.

4. Perisian/Logik:Pastikan logik pemacu menghalang kedua-dua LED daripada dihidupkan secara berterusan serentak jika tidak dikehendaki, untuk menguruskan penyerakan kuasa.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p di kawasan aktif. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Gelombang panjang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan. Dalam peranti ini, AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) digunakan untuk kedua-dua cip merah dan hijau, dengan komposisi bahan berbeza menghasilkan jurang jalur berbeza yang diperlukan untuk pancaran merah (~650 nm) dan hijau (~565 nm).

13. Trend Teknologi

Industri LED terus berkembang ke arah kecekapan lebih tinggi, kebolehpercayaan lebih besar, dan aplikasi lebih luas. Untuk LED jenis penunjuk seperti ini, trend termasuk:

- Pengecilan:Pembangunan saiz pakej lebih kecil (cth., 3mm, 2mm, 1.6mm) sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya.

- Prestasi Dipertingkatkan:Penambahbaikan berterusan dalam bahan AlInGaP dan InGaN (untuk biru/hijau/putih) membawa kepada keberkesanan bercahaya lebih tinggi (lebih banyak cahaya per watt).

- Integrasi:Penerimaan meningkat pakej berbilang cip (RGB, dwiwarna, tiga warna) dan juga LED dengan pengawal bersepadu (IC) untuk aplikasi pencahayaan pintar.

- Keteguhan:Bahan dan reka bentuk pembungkusan yang dipertingkatkan untuk rintangan lebih baik terhadap kelembapan, kitaran haba, dan tekanan mekanikal, berkembang ke persekitaran yang lebih mencabar.

Walaupun LED lubang tembus kekal penting untuk banyak aplikasi, peranti permukaan-mount (SMD) LED mendominasi reka bentuk baharu kerana kesesuaiannya untuk pemasangan automatik pick-and-place, tapak kaki lebih kecil, dan profil lebih rendah.