Dokumen Teknikal LED Merah 3.1mm dengan Kanta Tersebar - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk lampu LED dengan kanta tersebar yang dipasang melalui lubang. Peranti ini direka untuk aplikasi penunjuk am dan pencahayaan yang memerlukan prestasi yang boleh dipercayai dan kemudahan pemasangan. Bahan komponen utama ialah AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang terkenal dengan kecekapan dan kestabilan tinggi dalam menghasilkan cahaya merah. Produk ini mematuhi arahan RoHS, menunjukkan ia bebas daripada bahan berbahaya seperti plumbum (Pb).

Kelebihan utama LED ini termasuk output keamatan bercahaya yang tinggi, yang memastikan keterlihatan yang baik walaupun dalam persekitaran yang agak terang. Ia mempunyai penggunaan kuasa yang rendah, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau aplikasi di mana kecekapan tenaga adalah keutamaan. Peranti ini serasi dengan litar bersepadu kerana keperluan arusnya yang rendah, membolehkan pemacu terus daripada pin GPIO mikropengawal atau output logik dengan perintang pembatas arus yang sesuai. Pakej berdiameter 3.1mm menawarkan faktor bentuk yang serba boleh untuk dipasang pada papan litar bercetak (PCB) atau panel.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Rating ini ditentukan pada suhu ambien (T_A) 25°C. Penyerakan kuasa berterusan maksimum ialah 75 mW. Arus hadapan puncak, yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms), ialah 90 mA. Arus hadapan DC berterusan maksimum yang disyorkan ialah 30 mA. Faktor penurunan nilai 0.4 mA/°C digunakan secara linear dari 50°C ke atas, bermakna arus operasi selamat berkurangan apabila suhu meningkat. Peranti boleh beroperasi dalam julat suhu ambien -40°C hingga +100°C dan boleh disimpan pada suhu dari -55°C hingga +100°C. Untuk pematerian, kaki boleh menahan 260°C selama maksimum 5 saat apabila diukur 2.0 mm dari badan LED.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ciri operasi tipikal diukur pada T_A=25°C dan arus hadapan (I_F) 20 mA, iaitu keadaan ujian piawai.

• Keamatan Bercahaya (I_V):Julat dari minimum 85 mcd hingga maksimum 310 mcd, dengan nilai tipikal 240 mcd. Pengukuran ini menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):60 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai paksi (atas-paksi), ciri kanta tersebar yang menyebarkan cahaya.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):632 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 617 nm hingga 629 nm, dengan nilai tipikal 621 nm. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang menentukan warna (merah) LED, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil akan menunjukkan sumber cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 2.4 V, dengan maksimum 2.4 V pada I_F=20mA. Minimum ialah 2.0 V.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 100 μA apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Produk ini disusun ke dalam bin berdasarkan parameter prestasi utama untuk memastikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran atau untuk keperluan aplikasi tertentu.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikelaskan kepada tiga bin keamatan, diukur dalam millicandelas (mcd) pada 20mA:

• Bin EF:Minimum 85 mcd, Maksimum 140 mcd.
• Bin GH:Minimum 140 mcd, Maksimum 240 mcd.
• Bin J:Minimum 240 mcd, Maksimum 310 mcd.

Toleransi untuk setiap had bin ialah ±15%.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

LED juga dibin mengikut panjang gelombang dominan mereka untuk mengawal konsistensi warna:

• Bin H28:617.0 nm hingga 621.0 nm.
• Bin H29:621.0 nm hingga 625.0 nm.
• Bin H30:625.0 nm hingga 629.0 nm.

Toleransi untuk setiap had bin ialah ±1 nm. Kod bin khusus untuk keamatan dan panjang gelombang biasanya akan ditanda pada pembungkusan atau tersedia daripada pembekal untuk membolehkan pemilihan tepat untuk aplikasi yang kritikal terhadap warna atau kecerahan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun PDF merujuk kepada lengkung ciri tipikal, teks yang diberikan tidak termasuk graf sebenar. Berdasarkan tingkah laku LED piawai dan parameter yang diberikan, seseorang boleh membuat inferens tentang sifat lengkung ini. LengkungI-V (Arus-Voltan)akan menunjukkan hubungan eksponen, dengan voltan hadapan kira-kira 2.0-2.4V pada arus ujian 20mA. LengkungKeamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I_V-I_F)secara amnya linear dalam julat operasi normal, menunjukkan bahawa output cahaya berkadar langsung dengan arus. LengkungKeamatan Bercahaya vs. Suhu Ambienakan menunjukkan pekali negatif, bermakna output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. LengkungTaburan Spektrumakan menjadi lengkung berbentuk loceng berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 632 nm dengan separuh lebar 20 nm, menentukan output warna merah.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini dibungkus dalam pakej bulat berdiameter 3.1mm dengan kanta tersebar. Nota dimensi utama termasuk: semua dimensi dalam milimeter (inci); toleransi piawai ialah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya; penonjolan resin maksimum di bawah flen ialah 1.0mm; dan jarak kaki diukur di mana kaki muncul dari badan pakej. Lukisan berdimensi terperinci biasanya akan menunjukkan diameter badan, bentuk kanta, panjang kaki, dan diameter kaki.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Untuk LED melalui lubang, polarity biasanya ditunjukkan oleh panjang kaki (kaki yang lebih panjang ialah anod, positif) atau oleh titik rata pada pinggir kanta atau flen plastik. Katod (negatif) biasanya dikaitkan dengan kaki yang lebih pendek atau sisi dengan titik rata.

5.3 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus dalam beg anti-statik. Kuantiti pembungkusan piawai ialah 1000, 500, 200, atau 100 keping setiap beg. Sepuluh beg ini diletakkan ke dalam kotak dalaman, menjumlahkan 10,000 keping. Akhirnya, lapan kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak penghantaran luar, menghasilkan jumlah 80,000 keping setiap kotak luar. Dinyatakan bahawa dalam setiap lot penghantaran, hanya bungkusan akhir mungkin bukan bungkusan penuh.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Keadaan Penyimpanan

LED harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan kelembapan relatif 70%. Jika dikeluarkan daripada pembungkusan penghalang kelembapan asal, adalah disyorkan untuk menggunakannya dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan jangka panjang di luar beg asal, ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering ambien nitrogen untuk mengelakkan penyerapan kelembapan.

6.2 Pembentukan Kaki

Jika kaki perlu dibengkokkan, ini mesti dilakukan pada suhu bilik biasa dansebelumpematerian. Bengkokan harus dibuat pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Pangkal bingkai kaki tidak boleh digunakan sebagai fulkrum semasa membengkok untuk mengelakkan tekanan pada meterai epoksi. Semasa pemasangan PCB, daya kancing minimum harus digunakan.

6.3 Proses Pematerian

Untuk jenis lampu melalui lubang ini, pematerian gelombang atau pematerian tangan dengan besi pemateri adalah proses yang sesuai.Reflow Inframerah (IR) tidak disyorkan.Jarak minimum 3mm mesti dikekalkan dari pangkal kanta ke titik pateri untuk mengelakkan epoksi daripada memanjat ke atas kaki dan mengelakkan kerosakan haba. Kanta LED tidak boleh dicelup ke dalam pateri.

Keadaan Pematerian yang Disyorkan:

• Besi Pemateri:Suhu maksimum 350°C, masa pematerian maksimum 3 saat setiap kaki (sekali sahaja).
• Pematerian Gelombang:Suhu pra-panas maksimum 100°C sehingga 60 saat. Suhu gelombang pateri maksimum 260°C, dengan masa sentuhan maksimum 5 saat.

Suhu atau masa yang berlebihan boleh menyebabkan ubah bentuk kanta atau kegagalan katastrofik.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Penggunaan yang Diniatkan dan Langkah Berjaga-jaga

LED ini direka untuk peralatan elektronik biasa termasuk peralatan pejabat, peranti komunikasi, dan aplikasi isi rumah. Ia tidak disyorkan untuk digunakan dalam aplikasi kritikal keselamatan atau kebolehpercayaan tinggi di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (contohnya, penerbangan, sokongan hayat perubatan, kawalan pengangkutan) tanpa perundingan dan kelayakan terlebih dahulu.

7.2 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED secara selari, adalahsangat disyorkanuntuk menggunakan perintang pembatas arus individu secara bersiri dengan setiap LED (Model Litar A). Memacu LED secara selari terus dari sumber voltan (Model Litar B) tidak digalakkan kerana variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (V_F) antara LED individu boleh menyebabkan perbezaan ketara dalam perkongsian arus dan, akibatnya, kecerahan tidak sekata. Nilai perintang bersiri boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana I_Fialah arus hadapan yang dikehendaki (contohnya, 20mA).

7.3 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED ini terdedah kepada kerosakan daripada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga mesti diambil semasa pengendalian dan pemasangan:

• Operator harus memakai tali pergelangan tangan berasaskan tanah atau sarung tangan anti-statik.
• Semua peralatan, stesen kerja, dan rak penyimpanan mesti dibumikan dengan betul.
• Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada permukaan kanta plastik.

Kerosakan ESD boleh menunjukkan dirinya sebagai arus bocor songsang tinggi, voltan hadapan rendah yang luar biasa, atau kegagalan untuk menyala pada arus rendah.

8. Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian, hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol harus digunakan. Bahan kimia keras atau pembersihan ultrasonik boleh merosakkan kanta epoksi atau struktur dalaman.

9. Perbandingan dan Pertimbangan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida), peranti AlInGaP ini menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus input yang sama. Kanta tersebar menyediakan sudut pandangan yang lebih luas dan seragam berbanding dengan kanta jernih atau jernih-air, yang sesuai untuk penunjuk status yang perlu dilihat dari pelbagai sudut. Saiz 3.1mm adalah piawai industri biasa, menawarkan keseimbangan yang baik antara output cahaya dan penggunaan ruang papan, berbanding dengan LED 2mm atau 3mm yang lebih kecil, atau jenis 5mm dan 10mm yang lebih besar.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J: Panjang Gelombang Puncak (λ_P=632nm) ialah puncak fizikal spektrum cahaya yang dipancarkan oleh LED. Panjang Gelombang Dominan (λ_d=~621nm) ialah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang menentukan warna visual. Mereka selalunya berbeza.

S: Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang bersiri?

J: Tidak. Menyambungkan LED terus ke sumber voltan berkemungkinan menyebabkan aliran arus berlebihan, terlalu panas, dan kegagalan serta-merta. Perintang bersiri adalah wajib untuk pengawalan arus.

S: Mengapa terdapat sistem binning?

J: Variasi pembuatan menyebabkan perbezaan kecil dalam prestasi. Binning menyusun LED ke dalam kumpulan dengan parameter yang dikawal ketat (kecerahan, warna), membolehkan pereka memilih bin yang sesuai untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi.

S: Apa yang berlaku jika saya melebihi Rating Maksimum Mutlak?

J: Beroperasi melebihi had ini, walaupun seketika, boleh menyebabkan kerosakan tidak boleh balik, seperti pengurangan output cahaya, perubahan warna, atau kegagalan lengkap. Sentiasa reka dengan margin keselamatan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk berbilang untuk penguat audio pengguna.Panel memerlukan 10 penunjuk kuasa/status merah. Untuk memastikan semua LED mempunyai kecerahan dan warna yang sama, pereka menentukan LED dari bin keamatan yang sama (contohnya, bin GH: 140-240 mcd) dan bin panjang gelombang yang sama (contohnya, H29: 621-625 nm) daripada pembekal. Rel 5V tersedia di papan. Menggunakan V_Ftipikal 2.4V dan sasaran I_F20mA, perintang bersiri dikira: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohm. Perintang piawai 130Ω atau 150Ω dipilih. Setiap LED mendapat perintangnya sendiri yang disambungkan ke rel 5V, dikawal oleh transistor atau pin GPIO dari mikropengawal penguat. Semasa pemasangan, juruteknik menggunakan amalan selamat ESD dan memateri tangan LED pada 320°C selama kurang daripada 2 saat setiap kaki, memastikan jarak 3mm dari kanta dikekalkan.

12. Prinsip Operasi

LED ialah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi jurang jalurnya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif (lapisan AlInGaP dalam kes ini). Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan khusus (AlInGaP) menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, dalam spektrum merah. Kanta epoksi tersebar mengandungi zarah penyerakan yang merawak arah foton yang dipancarkan, mencipta corak pancaran yang lebih luas dan lembut berbanding dengan kanta jernih.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), rendering warna yang lebih baik, dan kebolehpercayaan yang lebih besar. Untuk LED jenis penunjuk, pengecilan saiz berterusan (contohnya, pakej 1.6mm, 1.0mm). Terdapat juga penekanan yang semakin meningkat pada sudut pandangan yang lebih luas dan konsisten serta toleransi binning yang lebih ketat untuk memenuhi permintaan elektronik pengguna dan aplikasi automotif. Tambahan pula, dorongan untuk kelestarian mendorong bahan dan proses dengan impak alam sekitar yang lebih rendah sepanjang kitaran hayat.