Техническая спецификация 209-3SURSYGW/S530-A3 - Двухцветный светодиод 3мм - Напряжение 2.0В - Ярко-красный и желто-зеленый

1. Обзор продукта

209-3SURSYGW/S530-A3 представляет собой двухцветный светодиод, содержащий два полупроводниковых кристалла в одном стандартном круглом корпусе диаметром 3 мм. Устройство спроектировано для обеспечения равномерного светового потока и широкого угла обзора, что делает его подходящим для различных индикаторных применений и подсветки. Светодиод доступен в конфигурации, излучающей два различных цвета: Ярко-Красный и Яркий Желто-Зеленый, что достигается за счет использования технологии материалов AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для обоих кристаллов. Корпус выполнен из белого рассеивающего эпоксидного компаунда для двухцветной версии, что способствует рассеиванию света для более равномерного внешнего вида.

Ключевые преимущества данного продукта включают высокую надежность твердотельной технологии, обеспечивающую длительный срок службы, низкое энергопотребление, совместимое с интегральными схемами, а также соответствие основным экологическим и безопасностным стандартам, таким как RoHS, EU REACH и требованиям по отсутствию галогенов. Конструкция ориентирована на применение в потребительской электронике и компьютерной периферии.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа вблизи или на этих границах не гарантируется.

• Постоянный прямой ток (IF): 25 мА для обоих кристаллов: SUR (Ярко-Красный) и SYG (Яркий Желто-Зеленый).
• Пиковый прямой ток (IFP): 60 мА для обоих кристаллов, допустим при скважности 1/10 и частоте 1 кГц.
• Обратное напряжение (VR): 5 В. Превышение этого значения может вызвать пробой p-n перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd): 60 мВт на один кристалл. Это максимальная мощность, которую устройство может рассеять при температуре окружающей среды Ta=25°C.
• Рабочая температура (Topr): от -40°C до +85°C. Устройство предназначено для работы в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Температура хранения (Tstg): от -40°C до +100°C.
• Температура пайки (Tsol): 260°C максимум в течение 5 секунд, что определяет допустимый профиль оплавления при пайке.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и прямом токе (IF) 20 мА, если не указано иное.

• Прямое напряжение (VF): Типичное значение составляет 2.0В для обоих цветов, в диапазоне от 1.7В (Мин.) до 2.4В (Макс.). Это низкое напряжение является ключевым для работы с низким энергопотреблением.
• Обратный ток (IR): Максимум 10 мкА при VR=5В, что указывает на хорошую изоляцию перехода.
• Сила света (IV): Кристалл SUR (Красный) имеет типичную силу света 50 мкд, в то время как кристалл SYG (Желто-Зеленый) имеет типичную силу света 20 мкд. Эта разница обусловлена спектральной чувствительностью человеческого глаза (фотопический отклик) и свойствами материалов кристаллов.
• Угол обзора (2θ1/2): Широкий угол половинной яркости 80 градусов является типичным для обоих цветов, обеспечивая широкую диаграмму направленности излучения.
• Пиковая длина волны (λp): SUR: 632 нм (Красный), SYG: 575 нм (Желто-Зеленый).
• Доминирующая длина волны (λd): SUR: 624 нм, SYG: 573 нм. Это длина волны, воспринимаемая человеческим глазом как цвет излучения.
• Ширина спектра излучения (Δλ): Приблизительно 20 нм для обоих, что определяет спектральную чистоту цвета.

Примечание: Погрешности измерений указаны для Прямого напряжения (±0.1В), Силы света (±10%) и Доминирующей длины волны (±1.0нм).

3. Анализ характеристических кривых

3.1 Характеристики кристалла SUR (Ярко-Красный)

Представленные кривые дают представление о поведении устройства в различных условиях.

• Относительная интенсивность в зависимости от длины волны: Показывает резкий пик около 632 нм, подтверждая красное излучение.
• Диаграмма направленности: Иллюстрирует ламбертовский профиль излучения, соответствующий углу обзора 80 градусов.
• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика): Демонстрирует экспоненциальную зависимость, что крайне важно для проектирования схем ограничения тока. Кривая показывает типичное напряжение включения и динамическое сопротивление.
• Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока: Показывает, что световой выход увеличивается с ростом тока, но может проявлять нелинейность или насыщение при более высоких токах, подчеркивая необходимость правильных условий управления.
• Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды: Указывает на снижение силы света при повышении температуры окружающей среды, что является общей характеристикой светодиодов из-за увеличения безызлучательной рекомбинации.
• Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды: Вероятно, показывает зависимость при постоянном смещении напряжения, подчеркивая тепловые эффекты на ток.

3.2 Характеристики кристалла SYG (Яркий Желто-Зеленый)

Для кристалла SYG предоставлены аналогичные кривые, с ключевыми различиями в графиках, специфичных для длины волны.

• Относительная интенсивность в зависимости от длины волны: Пик сосредоточен около 575 нм.
• Цветовые координаты в зависимости от прямого тока: Эта уникальная кривая для кристалла SYG показывает, как воспринимаемый цвет (цветовые координаты) может незначительно смещаться с изменением тока управления, что важно для приложений, критичных к цвету.
• Вольт-амперная характеристика, зависимость интенсивности от тока и кривые температурной зависимости следуют тенденциям, аналогичным кристаллу SUR, но со значениями, специфичными для свойств материала SYG.

4. Механическая информация и информация о корпусе

4.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном круглом корпусе диаметром 3 мм. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах.
• Высота фланца должна быть менее 1.5 мм (0.059\").
• Действует общий допуск ±0.25 мм, если не указано иное.
• На чертеже показаны расстояние между выводами, диаметр корпуса и общая высота, что критически важно для проектирования посадочного места на печатной плате и механической установки.

4.2 Идентификация полярности

Корпус имеет фланец или плоскую сторону на выводе катода (отрицательный). Во время установки необходимо соблюдать правильную полярность, чтобы предотвратить повреждение от обратного смещения.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

5.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной линзы, чтобы избежать механических напряжений на внутреннем кристалле и проводящих перемычках.
• Формовка должна быть выполненадо soldering.
• Избегайте приложения механических напряжений к корпусу. Отверстия на печатной плате должны идеально совпадать с выводами светодиода, чтобы предотвратить напряжения после монтажа.
• Обрезка выводов должна производиться при комнатной температуре.

5.2 Условия хранения

• Рекомендуемые условия хранения: ≤30°C и ≤70% относительной влажности после отгрузки.
• Срок хранения: 3 месяца в этих условиях. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

5.3 Процесс пайки

Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной линзы.

• Ручная пайка: Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт). Время пайки максимум 3 секунды.
• Волновая/погружная пайка: Температура предварительного нагрева максимум 100°C (максимум 60 сек). Температура ванны припоя максимум 260°C в течение максимум 5 секунд.
• Предоставлен рекомендуемый график профиля пайки, обычно показывающий фазы нагрева, предварительного нагрева, оплавления и охлаждения для управления термическими напряжениями.
• Избегайте механических напряжений на выводах при высоких температурах. Не производите пайку более одного раза.

6. Упаковка и информация для заказа

6.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в влагозащитные, антистатические материалы для защиты от электростатического разряда (ESD) и воздействия окружающей влажности.

• Поток упаковки: Светодиоды помещаются в антистатический пакет. Несколько пакетов помещаются во внутреннюю коробку. Несколько внутренних коробок упаковываются во внешнюю коробку.
• Количество в упаковке: Минимум от 200 до 1000 штук в пакете. 4 пакета во внутренней коробке. 10 внутренних коробок во внешней коробке.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке включает несколько кодов:

• CPN: Номер детали заказчика.
• P/N: Номер детали производителя (например, 209-3SURSYGW/S530-A3).
• QTY: Количество в упаковке.
• CAT: Ранги для Силы света и Прямого напряжения (биннинг).
• HUE: Цветовой ранг (биннинг по длине волны).
• REF: Ссылка на Прямое напряжение.
• LOT No: Прослеживаемый номер производственной партии.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Как указано в спецификации, основные области применения включают:

• Телевизоры (индикаторы состояния, подсветка)
• Мониторы (индикаторы питания/активности)
• Телефоны (индикаторы состояния линии, ожидания сообщений)
• Компьютеры (индикатор активности жесткого диска, индикатор питания)

Двухцветная возможность позволяет реализовать индикацию двух состояний (например, красный для режима ожидания/ошибки, зеленый для включенного питания/исправности) с использованием одного компонента.

7.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока: Всегда используйте последовательный резистор или источник постоянного тока для ограничения прямого тока до 20 мА или ниже для непрерывной работы, соблюдая предельно допустимый параметр в 25 мА.
• Тепловой менеджмент: Хотя рассеиваемая мощность мала, убедитесь, что рабочая температура окружающей среды не превышает 85°C. Избегайте размещения вблизи других источников тепла.
• Защита от электростатического разряда (ESD)Несмотря на упаковку в антистатические материалы, во время сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с ESD-чувствительными компонентами.
• Оптическое проектирование: Широкий угол обзора подходит для прямого наблюдения. Для сфокусированного или направленного света могут потребоваться внешние линзы или световоды.

8. Техническое сравнение и отличительные особенности

Хотя прямое сравнение с другими номерами деталей в данной спецификации не предоставлено, ключевые отличительные особенности этого продукта можно выделить:

• Два кристалла, двухцветный в корпусе 3 мм: Интегрирует две функции (два цвета) в очень распространенный и малый корпус, экономя место на плате по сравнению с использованием двух отдельных светодиодов.
• Согласованные кристаллы: Два кристалла согласованы по равномерности светового потока, что важно для эстетической согласованности в индикаторных применениях.
• Материал AlGaInP: Для красного и желто-зеленого цветов этот материал, как правило, обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, для определенных цветов.
• Всестороннее соответствие стандартам: Соответствует стандартам RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов, что является обязательным для современного производства электроники, ориентированного на глобальные рынки.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 25 мА?

Хотя предельно допустимый параметр для постоянного прямого тока составляет 25 мА, электрооптические характеристики указаны для 20 мА. Для надежной долгосрочной работы и с учетом возможных вариаций напряжения питания и температуры стандартной практикой проектирования является работа на уровне или ниже типичного испытательного условия в 20 мА. Работа на 25 мА может сократить срок службы и увеличить термические напряжения.

9.2 Почему сила света разная для красного и желто-зеленого кристаллов?

Разница (50 мкд против 20 мкд типично) обусловлена в основном двумя факторами: собственной эффективностью материала AlGaInP в генерации света на этих конкретных длинах волн и чувствительностью человеческого глаза (фотопический отклик). Глаз наиболее чувствителен к зеленому свету (~555 нм). Желто-зеленый кристалл (575 нм) ближе к этому пику, чем красный (632 нм), но эффективность материала и внутренняя оптика корпуса также играют значительную роль в итоговой измеряемой силе света в милликанделах.

9.3 Как интерпретировать 'CAT' и 'HUE' на маркировке для моего проектирования схемы?

'CAT' относится к комбинированным бинам для Силы света и Прямого напряжения. 'HUE' относится к бину длины волны (цвета). Для приложений, требующих высокой согласованности яркости или цвета между несколькими светодиодами, следует указывать или выбирать светодиоды из одних и тех же бинов CAT и HUE. Для некритичных индикаторных применений это может быть менее важно. В спецификации указаны диапазоны (Мин./Тип./Макс.); бины представляют собой подразделения внутри этих диапазонов.

10. Пример проектирования и использования

Сценарий: Двухрежимный индикатор состояния системы для сетевого маршрутизатора.

Конструктору нужен один светодиод для отображения двух состояний: Постоянный Красный для 'Ошибка системы/Загрузка' и Постоянный Желто-Зеленый для 'Нормальная работа/В сети'.

• Выбор компонента: 209-3SURSYGW/S530-A3 идеально подходит, так как предоставляет оба требуемых цвета в одном корпусе 3 мм.
• Проектирование схемы: Светодиод имеет три вывода: общий анод или общий катод? В спецификации он описан как двухцветная лампа с двумя кристаллами. Обычно такие 3-выводные корпуса имеют общий катод (или анод) для обоих кристаллов, а другой вывод для каждого кристалла является отдельным. Конструктор должен проверить внутреннюю схему соединений (подразумеваемую структурой номера детали) и соответственно спроектировать схему управления, используя два вывода GPIO микроконтроллера с последовательными резисторами (например, 150-200 Ом для питания 5В для достижения ~20 мА).
• Разводка печатной платы: Используйте габаритные размеры корпуса для создания посадочного места, убедившись, что расстояние между отверстиями 3 мм и маркер полярности (фланец) правильно отображены. Соблюдайте зазор 3 мм от корпуса светодиода до любых контактных площадок в соответствии с руководством по пайке.
• Программное управление: Для отображения красного цвета подайте высокий уровень на вывод кристалла SUR (если общий катод), удерживая вывод SYG на низком уровне. Для отображения желто-зеленого цвета подайте высокий уровень на вывод кристалла SYG, удерживая вывод SUR на низком уровне. Убедитесь, что в один момент времени активен только один цвет, если не требуется специальный эффект смешения цветов (что потребует балансировки токов).

11. Введение в технологический принцип

Светодиод работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Основные кристаллы изготовлены из AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия), который является полупроводниковым соединением III-V группы.

• Генерация света: Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу кристалла, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, которая тщательно настраивается путем регулировки соотношений алюминия, галлия и индия в кристаллической решетке AlGaInP.
• Определение цвета: Для кристалла SUR состав настроен на генерацию фотонов с энергией, соответствующей красному свету (~624-632 нм). Для кристалла SYG немного другой состав дает фотоны для желто-зеленого света (~573-575 нм).
• Функция корпуса: Эпоксидный корпус служит нескольким целям: он инкапсулирует и защищает хрупкий полупроводниковый кристалл и проводящие перемычки от механических и внешних повреждений, действует как линза для формирования выходного светового пучка (достигая угла обзора 80 градусов), а в версии 'Белый Рассеянный' содержит рассеивающие частицы для рассеивания света и создания более равномерного, менее ослепляющего внешнего вида.

12. Тенденции и контекст отрасли

Данный продукт отражает несколько текущих тенденций в светодиодной отрасли:

• Миниатюризация с увеличением функциональности: Интеграция нескольких кристаллов (двухцветность) в стандартный малый корпус, такой как круглый 3 мм, позволяет конструкторам добавлять функции без увеличения занимаемой площади на плате.
• Фокус на материаловедение: Использование AlGaInP как для красного, так и для желто-зеленого цвета указывает на переход к более производительным материальным системам, которые обеспечивают лучшую эффективность, яркость и термическую стабильность по сравнению с традиционными альтернативами.
• Строгое соответствие экологическим нормам: Явное указание соответствия RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов теперь является фундаментальным требованием для компонентов, используемых в электронике, продаваемой по всему миру, что обусловлено экологическими нормами и спросом потребителей.
• Стандартизация и надежность: Детальные спецификации предельно допустимых параметров, профилей пайки и условий хранения подчеркивают фокус отрасли на обеспечении надежности компонентов в крупносерийных, автоматизированных производственных процессах. Предоставление обширных характеристических кривых позволяет инженерам делать более точные прогнозы поведения светодиода в их конкретных приложениях.

Хотя это зрелый тип продукта, его конструкция и документация воплощают текущие ожидания от надежного, соответствующего стандартам и хорошо специфицированного дискретного оптоэлектронного компонента.