Техническая спецификация светодиода 1003SURD/S530-A3 - Ярко-красный - Прямой ток 20мА - Типовое прямое напряжение 2.0В

1. Обзор продукта

1003SURD/S530-A3 — это выводной светодиод, предназначенный для применений, требующих надежной работы и повышенной яркости. Он использует чип на основе AlGaInP для получения ярко-красного цвета с рассеивающей линзой из красной эпоксидной смолы. Этот компонент характеризуется прочной конструкцией, соответствием экологическим стандартам и пригодностью для автоматизированных процессов сборки.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Высокая яркость:Специально разработан для применений, требующих превосходной силы света.
• Широкий угол обзора:Обеспечивает типичный угол обзора 110 градусов (2θ1/2) для широкого распределения света.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца и соответствует спецификациям RoHS.
• Гибкость упаковки:Поставляется на ленте и в катушке для эффективной автоматизированной установки.
• Варианты цвета:Серия доступна в различных цветах и градациях интенсивности.

1.2 Целевые области применения

Этот светодиод хорошо подходит для различных потребительских и промышленных электронных устройств, где требуется индикаторная функция. Типичные применения включают подсветку или индикацию состояния в телевизорах, компьютерных мониторах, телефонах и других настольных или портативных вычислительных устройствах.

2. Анализ технических параметров

В этом разделе представлена подробная, объективная интерпретация ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, определенных в спецификации.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Непрерывный прямой ток (I_F):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10 @ 1 кГц).
• Обратное напряжение (V_R):5 В. Превышение этого напряжения при обратном смещении может вызвать пробой p-n перехода.
• Рассеиваемая мощность (P_d):60 мВт. Максимальная мощность, которую корпус может рассеять при Ta=25°C.
• Рабочая и температура хранения:Диапазон от -40°C до +85°C (рабочая) и от -40°C до +100°C (хранение).
• Температура пайки:Выдерживает 260°C в течение 5 секунд, совместим со стандартными профилями бессвинцовой пайки.

2.2 Электрооптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные параметры производительности, измеренные в указанных условиях испытаний.

• Сила света (I_v):25 мкд (Мин), 50 мкд (Тип) при I_F=20мА. Этот параметр количественно определяет воспринимаемую яркость.
• Угол обзора (2θ1/2):110° (Тип). Угол, при котором сила света составляет половину пикового значения.
• Пиковая длина волны (λ_p):632 нм (Тип). Длина волны, на которой спектральное излучение является наиболее сильным.
• Доминирующая длина волны (λ_d):624 нм (Тип). Единая длина волны, воспринимаемая человеческим глазом.
• Прямое напряжение (V_F):1.7В (Мин), 2.0В (Тип), 2.4В (Макс) при I_F=20мА. Критически важно для проектирования драйвера и выбора источника питания.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Макс) при V_R=5В.

3. Анализ характеристических кривых

В спецификации представлены несколько характеристических кривых, необходимых для понимания поведения устройства в различных условиях.

3.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает распределение спектральной мощности, центрированное вокруг типичного пика 632 нм. Спектр характерен для материала AlGaInP, создающего насыщенный красный цвет. Типичная ширина спектра (Δλ) составляет 20 нм.

3.2 Диаграмма направленности

Полярная диаграмма иллюстрирует пространственное распределение света, подтверждая широкий угол обзора 110 градусов. Интенсивность относительно равномерна в центральном конусе, что типично для корпуса с рассеивающей линзой.

3.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Этот график показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением, типичную для диода. Кривая необходима для определения рабочей точки и значения необходимого токоограничивающего резистора в простой схеме. Напряжение "колена" находится около типичной отметки 2.0В.

3.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход примерно пропорционален прямому току в рабочем диапазоне. Она подчеркивает важность стабильного управления током для обеспечения постоянной яркости.

3.5 Кривые тепловых характеристик

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода при повышении температуры окружающей среды. Это снижение номинальных параметров критически важно для конструкций, работающих в условиях повышенных температур.
Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Указывает, как максимально допустимый прямой ток должен быть уменьшен при более высоких температурах окружающей среды, чтобы оставаться в пределах лимита рассеиваемой мощности, подчеркивая необходимость теплового управления.

4. Механическая информация и данные о корпусе

4.1 Чертеж габаритных размеров корпуса

Светодиод имеет стандартный выводной корпус с радиальным расположением выводов. Ключевые размеры включают расстояние между выводами, диаметр корпуса и общую высоту. На чертеже указано, что все размеры указаны в миллиметрах, со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Важное примечание указывает, что высота фланца должна быть менее 1.5 мм (0.059").

4.2 Определение полярности

Катод обычно идентифицируется по плоскому месту на линзе светодиода или по более короткому выводу. Для точной схемы маркировки этой конкретной детали следует обратиться к диаграмме в спецификации.

5. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для обеспечения надежности и предотвращения повреждений.

5.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания эпоксидной колбы.
• Формовка должна быть выполненадопайки и при комнатной температуре.
• Избегайте приложения напряжения к корпусу; убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами.

5.2 Процесс пайки

Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30 Вт), время пайки не более 3 секунд.
Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев до макс. 100°C (макс. 60 сек), ванна с припоем при макс. 260°C в течение не более 5 секунд.
Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от паяного соединения до эпоксидной колбы. Избегайте многократных циклов пайки и быстрого охлаждения. Используйте минимально возможную температуру, обеспечивающую надежное соединение.

5.3 Условия хранения

Хранить при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Срок годности составляет 3 месяца с момента отгрузки. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотом и осушителем. Избегайте резких перепадов температуры для предотвращения конденсации.

5.4 Очистка

При необходимости очищайте только изопропиловым спиртом при комнатной температуре в течение ≤1 минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, если ее воздействие не было предварительно тщательно проверено, так как это может вызвать механические повреждения.

5.5 Управление тепловым режимом и защита от ЭСР

Управление тепловым режимом:Рабочий ток должен быть соответствующим образом снижен в зависимости от температуры окружающей среды, как показано на кривой снижения номинальных параметров. Контролируйте температуру вокруг светодиода в приложении.
ЭСР (электростатический разряд):Устройство чувствительно к ЭСР. Во время обращения и сборки следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР.

6. Информация об упаковке и заказе

6.1 Спецификация упаковки

• Светодиоды упакованы в антистатические пакеты.
• Количество в упаковке:1500 штук в пакете. 5 пакетов во внутренней коробке. 10 внутренних коробок в основной (внешней) коробке.
• Итого: 75 000 штук в основной коробке.

6.2 Расшифровка маркировки

Маркировка на упаковке содержит коды для прослеживаемости и спецификации:
CPN:Производственный номер заказчика
P/N:Производственный номер
QTY:Количество в упаковке
CAT:Ранги (вероятно, категории сортировки)
HUE:Доминирующая длина волны
REF:Ссылка
LOT No:Номер партии

7. Примечания по применению и рекомендации по проектированию

7.1 Проектирование схемы

Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор. Рассчитайте значение резистора по формуле: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное прямое напряжение из спецификации (2.4В), чтобы гарантировать, что ток не превысит желаемый уровень даже при разбросе параметров между экземплярами. Для источника питания 5В и целевого тока 20мА: R = (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Подойдет стандартный резистор 130 Ом или 150 Ом, с учетом номинальной мощности (P = I²R).

7.2 Тепловое проектирование

Хотя это маломощное устройство, тепловое управление все еще важно на платах высокой плотности или в приложениях с высокой температурой окружающей среды. Обеспечьте достаточное расстояние между компонентами и учитывайте воздушный поток. Строго соблюдайте кривую снижения тока, приведенную в спецификации, когда температура окружающей среды превышает 25°C.

7.3 Оптическая интеграция

Широкий угол обзора 110 градусов делает этот светодиод подходящим для применений, требующих освещения большой площади или широкоугольной видимости. Для более сфокусированного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Рассеивающая смола помогает уменьшить блики и обеспечивает более равномерный внешний вид.

8. Техническое сравнение и позиционирование

1003SURD/S530-A3 относится к категории стандартных надежных выводных индикаторных светодиодов. Его основными отличительными особенностями являются использование технологии AlGaInP для эффективного красного света и специфическая сортировка по яркости/длине волны. По сравнению со старыми красными светодиодами на основе GaAsP, AlGaInP обеспечивает более высокую световую отдачу и лучшую насыщенность цвета. По сравнению со светодиодами в корпусах для поверхностного монтажа (SMD), выводной корпус обеспечивает механическую прочность и удобство ручного прототипирования, но требует больше места на плате и менее подходит для сверхвысокообъемной автоматизированной сборки.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

9.1 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λ_p):Длина волны в наивысшей точке кривой распределения спектральной мощности (типично 632 нм).
Доминирующая длина волны (λ_d):Единая длина волны, которая создавала бы такое же цветовое восприятие, как свет светодиода (типично 624 нм). Она рассчитывается на основе чувствительности человеческого глаза (цветность CIE) и более актуальна для спецификации цвета.

9.2 Можно ли управлять этим светодиодом без токоограничивающего резистора?

No.Светодиод — это устройство, управляемое током. Подключение его напрямую к источнику напряжения вызовет неконтролируемый рост тока, быстро превышающий абсолютные максимальные параметры и разрушающий устройство. Всегда требуется последовательный резистор или драйвер постоянного тока.

9.3 Как интерпретировать утверждения "без свинца" и "соответствует RoHS"?

"Без свинца"означает, что устройство не содержит свинца в своих паяемых покрытиях или внутренней конструкции.
"Соответствует RoHS"означает, что устройство соответствует европейской директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS), которая ограничивает свинец, ртуть, кадмий, шестивалентный хром, полибромированные бифенилы (PBB) и полибромированные дифениловые эфиры (PBDE). В спецификации указано, что продукт "останется в версии, соответствующей RoHS", что указывает на постоянное соответствие.

9.4 Что произойдет, если нарушить правило минимального расстояния 3 мм при пайке?

Пайка ближе 3 мм к эпоксидной колбе может передать избыточное тепло в полупроводниковый кристалл и внутренние проводящие соединения. Это может вызвать немедленный отказ (например, обрыв цепи) или скрытое повреждение, которое снижает срок службы и надежность светодиода из-за термического напряжения на эпоксидной смоле и внутренних компонентах.

10. Практический пример применения

Сценарий:Проектирование индикатора состояния питания для адаптера постоянного тока 12В.
Шаги проектирования:
1. Выбор рабочей точки:Выберите I_F= 15 мА для хорошей яркости и длительного срока службы.
2. Расчет резистора:Используйте макс. V_Fдля безопасности. R = (12В - 2.4В) / 0.015А = 640 Ом. Ближайшие стандартные значения — 620 Ом или 680 Ом.
3. Проверка мощности резистора:P = (0.015А)²* 620Ом = 0.1395Вт. Стандартный резистор 1/4 Вт (0.25 Вт) достаточен.
4. Учет окружающей среды:Если внутренняя температура корпуса адаптера может достигать 60°C, обратитесь к кривой снижения номинальных параметров. Максимально допустимый ток может быть ниже, что потребует большего значения резистора для уменьшения I_F.
5. Разводка печатной платы:Разместите отверстия с правильным шагом. Убедитесь, что после установки на выводы не действует напряжение. Соблюдайте правило расстояния пайки 3 мм.

11. Принцип работы

Свет генерируется в процессе, называемом электролюминесценцией, внутри полупроводникового чипа AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). При приложении прямого напряжения электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются через p-n переход. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlGaInP определяет ширину запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае, в красном спектре (~624-632 нм). Рассеивающий красный эпоксидный корпус служит как защитным покрытием, так и первичной линзой, формируя световой поток и обеспечивая характерный широкий угол обзора.

12. Технологические тренды и контекст

Выводные светодиоды, такие как 1003SURD/S530-A3, представляют собой зрелую и высоконадежную технологию корпусирования. Тренд индустрии сильно сместился в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) (например, 0603, 0805, 1206 и специализированных LED-корпусов, таких как 2835, 3535) для большинства новых разработок из-за их меньшего занимаемого места, пригодности для высокоскоростной автоматизированной сборки и лучших тепловых характеристик при монтаже на плату. Однако выводные светодиоды сохраняют значительную актуальность в нескольких областях: образовательные наборы и прототипирование благодаря удобству ручной пайки; применения, требующие исключительной механической прочности и снятия механических напряжений (где выводы, проходящие через плату, обеспечивают надежное крепление); высоковольтные или высоконадежные промышленные системы управления, где проще управлять расстояниями утечки/зазора; а также в качестве запасных частей для устаревшего оборудования, изначально рассчитанного на выводные компоненты. Материальная система AlGaInP, используемая в этом светодиоде, остается доминирующей технологией для высокоэффективных желтых, красных и оранжевых светодиодов, хотя для темно-красного и инфракрасного диапазонов также используются другие материалы, такие как InGaAlP или GaAs.