Техническая спецификация светодиода 209UYOSUGC/S530-A3 - Двухцветный оранжевый/зеленый - 20мА - 3.3В тип.

1. Обзор продукта

209UYOSUGC/S530-A3 — это компактный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для индикации и подсветки. Он объединяет два полупроводниковых кристалла в одном корпусе, что позволяет излучать два различных цвета: Ярко-Оранжевый и Ярко-Зеленый. Такая двухцветная конфигурация обеспечивает гибкость дизайна для индикации состояния, многостатусной сигнализации и декоративной подсветки в электронных устройствах с ограниченным пространством.

Ключевое преимущество данного продукта заключается в согласованной технологии кристаллов, которая гарантирует равномерный световой поток и стабильно широкий угол обзора для обоих цветов. Благодаря твердотельной надежности, он обеспечивает значительно более длительный срок службы по сравнению с традиционными лампами накаливания. Устройство рассчитано на работу с низким энергопотреблением, что делает его совместимым с логикой управления интегральных схем (ИС), и соответствует основным экологическим и стандартам безопасности, включая RoHS, EU REACH и требования по отсутствию галогенов.

Целевой рынок включает потребительскую электронику и компьютерные периферийные устройства, где требуется надежная, недорогая и многофункциональная индикация состояния. Основные области применения: телевизоры, компьютерные мониторы, телефоны и различные компоненты компьютеров.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Рабочие характеристики светодиода определены при стандартных условиях (Ta=25°C). Устройство содержит два различных типа кристаллов, обозначенных UYO (Ярко-Оранжевый) и SUG (Ярко-Зеленый), каждый со своими уникальными параметрами.

Прямое напряжение (VF):Кристалл UYO (Оранжевый) имеет типичное прямое напряжение 2.0В (мин. 1.7В, макс. 2.4В) при испытательном токе 20мА. Кристалл SUG (Зеленый) работает при более высоком типичном прямом напряжении 3.3В (мин. 2.7В, макс. 3.7В) при тех же условиях 20мА. Эта разница критически важна для проектирования схемы, особенно при питании обоих цветов от общего источника напряжения, так как может потребоваться использование токоограничивающих резисторов разного номинала или драйвера постоянного тока.

Сила света (IV):Типичная сила света для кристалла UYO составляет 200 милликандел (мкд), минимум 100 мкд. Кристалл SUG обеспечивает более высокую типичную силу света 320 мкд, минимум 160 мкд. Этот параметр определяет воспринимаемую яркость светодиода.

Угол обзора (2θ1/2):Оба кристалла обеспечивают широкий, типичный угол обзора 50 градусов. Это определяет угловой диапазон, в пределах которого сила света составляет не менее половины своего пикового значения, обеспечивая хорошую видимость с различных точек обзора.

Спектральные характеристики:Кристалл UYO излучает на пиковой длине волны (λp) 611 нм и доминирующей длине волны (λd) 605 нм, что характерно для оранжево-красной области. Его спектральная ширина полосы (Δλ) составляет 17 нм. Кристалл SUG излучает на пиковой длине волны 518 нм и доминирующей длине волны 525 нм (зеленый), с более широкой спектральной полосой 35 нм.

2.2 Предельные эксплуатационные и электрические параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Их нельзя превышать ни при каких условиях эксплуатации.

Постоянный прямой ток (IF):Максимально допустимый постоянный прямой ток для кристаллов UYO и SUG составляет 25 мА. Работа за этим пределом сопряжена с риском катастрофического отказа из-за перегрева.

Обратное напряжение (VR):Максимальное обратное напряжение, которое можно приложить, составляет 5В. Превышение этого значения может вызвать пробой p-n перехода.

Рассеиваемая мощность (Pd):Максимальная рассеиваемая мощность для кристалла UYO составляет 60 мВт, а для кристалла SUG — 90 мВт. Этот параметр учитывает общее тепло, выделяемое внутри корпуса.

Обратный ток (IR):При максимальном обратном напряжении 5В максимальный обратный ток составляет 10 мкА для UYO и 50 мкА для SUG, что указывает на характеристики утечки p-n перехода.

3. Тепловые и климатические характеристики

Рабочая температура (Topr):Устройство рассчитано на непрерывную работу в диапазоне температур окружающей среды от -40°C до +85°C.

Температура хранения (Tstg):Устройство может храниться без подачи питания в диапазоне температур от -40°C до +100°C.

Температура пайки (Tsol):Корпус совместим с процессами групповой пайки оплавлением. Рекомендуемый профиль включает пиковую температуру 260°C в течение не более 5 секунд. Это критический параметр для сборки печатных плат, позволяющий избежать повреждения эпоксидной смолы или внутренних проводящих перемычек.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Характеристики кристалла UYO (Оранжевый)

Представленные кривые дают графическое представление ключевых зависимостей. КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от длины волныпоказывает резкий пик около 611 нм, подтверждая оранжевый цвет. ДиаграммаНаправленностииллюстрирует угол обзора 50 градусов, показывая, как интенсивность симметрично спадает от центральной оси.

КриваяПрямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V)нелинейна, что типично для диода. Для кристалла UYO напряжение резко возрастает после преодоления порога включения, а затем увеличивается более плавно с ростом тока. КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от прямого токапоказывает, что световой выход линейно увеличивается с током вплоть до номинального максимума, что важно для аналогового управления яркостью.

КриваяОтносительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей средыдемонстрирует тепловое тушение: с ростом температуры световая отдача и интенсивность излучения уменьшаются. КриваяПрямой ток в зависимости от температуры окружающей среды(при постоянном напряжении) показывает, что при фиксированном приложенном напряжении прямой ток будет увеличиваться с ростом температуры, что является характеристикой отрицательного температурного коэффициента прямого напряжения диода. Это может привести к тепловому разгону, если не управлять должным образом с помощью токоограничивающей цепи.

4.2 Характеристики кристалла SUG (Зеленый)

Кривые кристалла SUG следуют аналогичным тенденциям, но с другими числовыми значениями. Его ВАХ начинается при более высоком напряжении, что соответствует его типичному Vf 3.3В. Зависимость интенсивности от тока также линейна. Для зеленого кристалла предоставлена дополнительная криваяЦветовые координаты в зависимости от прямого тока. Эта кривая имеет решающее значение, поскольку показывает, как воспринимаемый цвет (координаты x,y на диаграмме CIE) может незначительно смещаться при изменении тока накачки, что является более выраженным эффектом в светодиодах на основе InGaN (зеленый/синий) по сравнению с AlGaInP (красный/оранжевый).

5. Механические данные и информация о корпусе

Устройство использует стандартный корпус для поверхностного монтажа. Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах; высота фланца компонента должна быть менее 1.5 мм; общий допуск для неуказанных размеров составляет ±0.25 мм. Чертеж габаритов обычно показывает длину, ширину и высоту корпуса, шаг выводов, а также расположение маркера катода (часто выемка, плоская сторона или зеленая точка на корпусе). Правильное толкование этого чертежа необходимо для проектирования посадочного места на печатной плате, чтобы обеспечить правильное размещение и пайку.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для надежности.Формовка выводов:Если выводы необходимо согнуть (для выводных вариантов или нестандартного размещения SMD), изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной линзы, должен быть выполнен до пайки и не должен создавать механическое напряжение на корпусе. Обрезку выводов следует проводить при комнатной температуре.

Хранение:Светодиоды следует хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Срок хранения с момента отгрузки составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) рекомендуется герметичная упаковка с азотной атмосферой и осушителем. Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить конденсацию.

Процесс пайки:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной линзы. Рекомендуемые условия:

- Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤300°C (макс. 30Вт), время ≤3 секунды.

- Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев ≤100°C в течение ≤60 секунд, ванна припоя ≤260°C в течение ≤5 секунд.

Рекомендуется график пайки, показывающий плавный нагрев, поддержание пиковой температуры и контролируемое охлаждение для минимизации термического удара. Избегайте механических нагрузок на выводы при высоких температурах. Не паяйте устройство более одного раза методами погружной или ручной пайки. Защищайте устройство от механических ударов до его остывания до комнатной температуры после пайки. Быстрое принудительное охлаждение не рекомендуется.

7. Упаковка и информация для заказа

Продукт поставляется в защищенной от влаги, антистатической упаковке для защиты от электростатического разряда (ESD) и воздействия окружающей среды во время транспортировки и хранения. Иерархия упаковки следующая: светодиоды помещаются в антистатический пакет (200-500 штук в пакете). Шесть пакетов упаковываются в одну внутреннюю коробку. Десять внутренних коробок упаковываются в одну основную (внешнюю) коробку.

Этикетка на упаковке содержит несколько кодов:

- CPN:Партномер заказчика.

- P/N:Партномер производителя (209UYOSUGC/S530-A3).

- QTY:Количество в упаковке.

- CAT:Ранг силы света (бин).

- HUE:Ранг доминирующей длины волны (бин).

- REF:Ранг прямого напряжения (бин).

- LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

Эта информация о сортировке (CAT, HUE, REF) крайне важна для применений, требующих высокой однородности цвета или яркости, так как позволяет выбирать светодиоды из определенных групп характеристик.

8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

Типовые схемы включения:Наиболее распространенный метод управления — последовательный токоограничивающий резистор. Номинал резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (Vпитания - Vf_светодиода) / If, где Vf_светодиода — прямое напряжение конкретного управляемого кристалла (UYO или SUG) при требуемом токе (If, обычно 20мА или меньше). Использование одного резистора для обоих светодиодов, включенных параллельно, не рекомендуется из-за их различных характеристик Vf; их следует питать через отдельные резисторы или переключать независимо.

Разводка печатной платы:Посадочное место на печатной плате должно точно соответствовать размерам корпуса. Убедитесь, что ориентация катода/анода на разводке правильная. Обеспечьте достаточную площадь медной поверхности для отвода тепла, если работа ведется близко к предельным параметрам, хотя для типичного использования в качестве индикатора при 20мА это менее критично.

Мультиплексирование:Для применений, требующих независимого управления обоими цветами, двухцветный светодиод может быть подключен в конфигурации с общим катодом или общим анодом (в спецификации указано, что это двухцветный тип, подразумевающий по два вывода на цвет, вероятно, устройство с 4 выводами). Это позволяет управлять им с помощью вывода GPIO микроконтроллера или специализированной ИС драйвера светодиодов с возможностью мультиплексирования, экономя выводы ввода-вывода.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основное отличие 209UYOSUGC/S530-A3 — это егодвухкристальная, двухцветная конструкция в одном SMD-корпусе. По сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов, это экономит место на печатной плате, упрощает сборку (одна установка вместо двух) и обеспечивает идеальное совмещение двух источников света. Согласование кристаллов для равномерного выхода и угла обзора является ключевой качественной характеристикой, не всегда присутствующей в более дешевых альтернативах.

Его соответствие стандартамБез галогенов(Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm),RoHSиREACHделает его пригодным для продуктов, продаваемых на экологически регулируемых рынках, таких как Европейский Союз. Указанный широкий угол обзора (50°) обеспечивает лучшую видимость вне оси по сравнению со светодиодами с более узким углом, что является преимуществом для панельных индикаторов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я одновременно питать и оранжевый, и зеленый светодиоды на полном токе 20мА?

О: Электрически — да, если они находятся на независимых цепях. Однако следует учитывать общую рассеиваемую мощность внутри корпуса. Одновременная работа на 20мА приведет к Pd_UYO ~40мВт и Pd_SUG ~66мВт (используя типичные Vf). Совместное тепловыделение должно управляться в пределах тепловых ограничений корпуса, особенно при высоких температурах окружающей среды.

В: Почему прямое напряжение так сильно различается между оранжевым и зеленым кристаллами?

О: Это связано с фундаментальными полупроводниковыми материалами. Оранжевый кристалл использует AlGaInP, который имеет меньшую ширину запрещенной зоны, что приводит к более низкому прямому напряжению (~2.0В). Зеленый кристалл использует InGaN, который имеет более широкую запрещенную зону, требующую более высокого прямого напряжения (~3.3В) для достижения инжекции носителей и рекомбинации, излучающей фотоны более высокой энергии (более короткой длины волны).

В: Как интерпретировать коды 'CAT', 'HUE' и 'REF' на этикетке?

О: Это коды сортировки (бининга). Производители тестируют светодиоды и сортируют их на группы (бины) на основе измеренных характеристик. 'CAT' группирует светодиоды по силе света (например, 160-200 мкд, 200-240 мкд для SUG). 'HUE' группирует по доминирующей длине волны (например, 520-525 нм, 525-530 нм для SUG). 'REF' группирует по прямому напряжению. Заказ определенного бина обеспечивает более высокую однородность внешнего вида и поведения вашего конечного продукта.

В: Какова цель минимального расстояния 3 мм от места пайки до эпоксидной линзы?

О: Это критически важное правило теплового управления. Места пайки сильно нагреваются. Если тепло от пайки передается слишком близко к эпоксидной линзе, это может вызвать несколько проблем: термическое растрескивание эпоксидной смолы, ухудшение ее оптических свойств (пожелтение) или повреждение хрупких проводящих перемычек, соединяющих кристалл с выводами. Расстояние 3 мм позволяет выводной рамке действовать как радиатор, рассеивая тепло пайки до того, как оно достигнет чувствительных компонентов.

11. Практический пример применения

Сценарий: Двухстатусный индикатор для сетевого маршрутизатора.Маршрутизатору необходимо индицировать питание (постоянно) и сетевую активность (мигание). Используя 209UYOSUGC/S530-A3, разработчик может реализовать это одним компонентом: оранжевый светодиод может питаться от шины питания (через резистор) для индикации 'Питание Включено'. Зеленый светодиод может быть подключен к выводу GPIO микроконтроллера (через другой резистор) и запрограммирован на мигание в ответ на сетевые пакеты данных. Это обеспечивает четкую двухцветную индикацию состояния в одном компактном посадочном месте на передней панели. Широкий угол обзора 50 градусов гарантирует видимость статуса с широкого диапазона позиций перед устройством. При проектировании необходимо рассчитать отдельные резисторы: например, для питания 5В, R_оранжевый = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом; R_зеленый = (5В - 3.3В) / 0.020А = 85 Ом (используйте ближайший стандартный номинал, 82 или 91 Ом).

12. Принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый диод. Когда прямое напряжение, превышающее его ширину запрещенной зоны, прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области рекомбинируют с дырками из p-области. Это событие рекомбинации высвобождает энергию в виде фотона (света). Цвет (длина волны) излучаемого света определяется энергией запрещенной зоны полупроводникового материала. Лампа 209 использует две различные материальные системы: AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для оранжевого излучения и InGaN (нитрид индия-галлия) для зеленого излучения. Эти материалы выращиваются в виде эпитаксиальных слоев на подложке. Конкретный состав сплавов тщательно контролируется в процессе производства для достижения целевых пиковой и доминирующей длин волн. Эпоксидный корпус служит для защиты хрупких полупроводниковых кристаллов и проводящих перемычек, а его куполообразная форма действует как первичная линза для формирования светового потока и достижения заданного угла обзора.

13. Технологические тренды и контекст

209UYOSUGC/S530-A3 представляет собой зрелую продуктовую категорию в технологии светодиодов. Ключевые тренды, влияющие на этот сегмент, включают:

- Повышение эффективности:Постоянные улучшения в эпитаксиальном росте и дизайне кристаллов приводят к более высокой световой отдаче (больше света на ватт), позволяя достигать аналогичной яркости при более низких токах, снижая энергопотребление и тепловыделение.

- Миниатюризация:Стремление к уменьшению размеров электронных устройств продолжает стимулировать создание светодиодов в еще более компактных корпусах при сохранении или улучшении оптических характеристик.

- Цветовая однородность и сортировка:Достижения в контроле производственных процессов позволяют добиться более узкого распределения характеристик, уменьшая необходимость в обширной сортировке и обеспечивая более стабильный цвет и яркость от устройства к устройству.

- Интегрированные решения:Тренд в сторону драйверов светодиодов со встроенным управлением током и логикой последовательного включения, упрощающих проектирование многоцветных индикаторных систем. Хотя базовый принцип двухцветного светодиода остается неизменным, эти сопутствующие технологические достижения постоянно улучшают производительность, надежность и удобство использования таких компонентов в конечных приложениях.