Техническая спецификация светодиода 3294-15SURC/S 400-A7 - Ярко-красный - 2.0В - 20мА - 200мкд

1. Обзор продукта

Настоящий технический паспорт содержит исчерпывающую информацию о светодиоде 3294-15SURC/S 400-A7. Этот компонент представляет собой выводной светоизлучающий диод (в корпусе "лампа"), предназначенный для применений, требующих надежной и яркой индикаторной подсветки. Устройство использует чип на основе AlGaInP (фосфида алюминия-галлия-индия) для получения ярко-красного свечения через прозрачную эпоксидную линзу, обеспечивая широкий угол обзора, подходящий для различных целей отображения и индикации.

Ключевые преимущества данного светодиода включают соответствие основным экологическим и стандартам безопасности, таким как RoHS, EU REACH и требованиям по отсутствию галогенов (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Он поставляется на катушке для автоматизированной сборки, что повышает эффективность производства. Основными целевыми рынками для этого компонента являются потребительская электроника и компьютерная периферия, где критически важна стабильная и хорошо видимая индикация состояния.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные параметры

Предельные параметры определяют граничные условия эксплуатации, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти параметры указаны для температуры окружающей среды (Ta) 25°C и ни при каких условиях не должны превышаться.

• Постоянный прямой ток (IF):25 мА. Это максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на анод светодиода.
• Импульсный прямой ток (IFP):60 мА. Данный параметр применим в импульсном режиме с коэффициентом заполнения 1/10 на частоте 1 кГц. Превышение этого значения в непрерывном режиме приведет к деградации светодиода.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного смещения выше этого значения может вызвать пробой p-n перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):60 мВт. Это максимальная мощность, которую может рассеивать корпус, рассчитываемая как Прямое напряжение (VF) * Прямой ток (IF).
• Температура эксплуатации и хранения:Устройство может работать в диапазоне от -40°C до +85°C и храниться от -40°C до +100°C.
• Температура пайки (Tsol):Выводы выдерживают температуру 260°C в течение 5 секунд, что совместимо со стандартными процессами волновой или ручной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

Электрооптические характеристики измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является стандартным тестовым условием. Эти параметры определяют световой выход и электрическое поведение светодиода.

• Сила света (Iv):100 мкд (Мин.), 200 мкд (Тип.). Это мера воспринимаемой мощности света, излучаемой в определенном направлении. Типичное значение 200 милликандел указывает на яркий выход, подходящий для прямого наблюдения.
• Угол обзора (2θ1/2):90° (Тип.). Это полный угол, при котором сила света составляет половину от интенсивности на оси (0°). Угол 90° обеспечивает широкий конус обзора.
• Пиковая длина волны (λp):632 нм (Тип.). Это длина волны, на которой спектральное излучение максимально.
• Доминирующая длина волны (λd):624 нм (Тип.). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, определяющая цвет как ярко-красный.
• Прямое напряжение (VF):1.7В (Мин.), 2.0В (Тип.), 2.4В (Макс.) при IF=20мА. Этот параметр критически важен для проектирования схемы для определения необходимого значения токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (IR):10 мкА (Макс.) при VR=5В. Низкий обратный ток указывает на высокое качество p-n перехода.

Указана погрешность измерений: Сила света (±10%), Доминирующая длина волны (±1.0нм) и Прямое напряжение (±0.1В).

3. Объяснение системы бининга

В техническом паспорте упоминается система бининга для ключевых параметров, обозначаемая кодами на упаковочной этикетке (CAT, HUE, REF). Биннинг — это процесс сортировки светодиодов на группы на основе измеренных характеристик для обеспечения однородности в производственной партии.

• CAT (Группы силы света):Светодиоды сортируются в бины на основе измеренной силы света (например, 150-200 мкд, 200-250 мкд). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты с определенным диапазоном яркости.
• HUE (Группы доминирующей длины волны):Светодиоды бинируются в соответствии с их доминирующей длиной волны, обеспечивая цветовую однородность. Для ярко-красного светодиода бины могут определять конкретные нанометровые диапазоны вокруг типичного значения 624 нм.
• REF (Группы прямого напряжения):Прямое напряжение бинируется для группировки светодиодов со схожими характеристиками Vf. Это может быть важно для применений, где желательно одинаковое падение напряжения на нескольких последовательно соединенных светодиодах, хотя обычно это менее критично, чем стабилизация тока.

Для понимания точных определений кодов и доступных диапазонов для 3294-15SURC/S 400-A7 необходимо обратиться к подробному документу производителя по спецификациям бининга.

4. Анализ характеристических кривых

Технический паспорт включает несколько типичных характеристических кривых, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Эта кривая показывает спектральное распределение мощности. Для красного светодиода на основе AlGaInP ожидается относительно узкий спектр с центром около 624-632 нм (доминирующая и пиковая длины волн). Кривая подтверждает монохроматическую природу излучения, что идеально для индикаторных применений, требующих определенного цвета.

4.2 Диаграмма направленности

Кривая направленности (или диаграмма излучения) иллюстрирует, как интенсивность света изменяется в зависимости от угла обзора. Типичная картина для светодиода в корпусе "лампа" с прозрачной линзой показывает широкое, плавное распределение, что соответствует спецификации угла обзора 90°.

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

Этот график показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Кривая позволяет разработчикам оценить Vf при токах, отличных от стандартного тестового условия 20мА. Это крайне важно для проектирования схемы управления, особенно для устройств с питанием от батареи, где запас по напряжению ограничен.

4.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует зависимость светового выхода (относительной интенсивности) от тока накачки. Световой выход обычно линейно увеличивается с током до определенного предела. Работа при значительно превышающих 20мА токах может дать уменьшающуюся отдачу и увеличить нагрев, потенциально сокращая срок службы.

4.5 Кривые температурной зависимости

Относительная интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Световой выход светодиода обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Эта кривая количественно определяет это снижение, что критически важно для применений, работающих в условиях высоких температур.

Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая может показывать зависимость допустимого прямого тока от температуры окружающей среды, часто указывая линию снижения мощности, чтобы оставаться в пределах максимальной рассеиваемой мощности (Pd).

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Чертеж габаритных размеров корпуса

Технический паспорт содержит подробный механический чертеж светодиодной лампы. Ключевые размеры включают общий диаметр эпоксидной линзы (обычно 5 мм для данного типа), расстояние между выводами (стандартное 2.54 мм / 0.1\" для печатных плат с отверстиями) и общую высоту. Примечания указывают, что все размеры указаны в миллиметрах, высота фланца должна быть менее 1.5 мм, а общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное. На чертеже также четко указаны анодный и катодный выводы, обычно более длинный вывод является анодом (+).

5.2 Идентификация полярности

Правильная полярность необходима для работы светодиода. Устройство использует стандартное соглашение: более длинный вывод — это анод (положительный), а более короткий — катод (отрицательный). Кроме того, на ободке пластикового основания линзы рядом с катодным выводом часто имеется плоская метка. Конструкция посадочного места на печатной плате должна учитывать указанный диаметр выводов и расстояние между ними.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для сохранения надежности и производительности светодиода.

6.1 Формовка выводов

• Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы, чтобы избежать нагрузки на внутренние проводящие соединения.
• Выполняйте формовку выводовдо soldering.
• Избегайте механического напряжения на корпус. Несовпадение отверстий на печатной плате, вызывающее принудительную установку, может ухудшить состояние эпоксидной смолы и светодиода.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре.

6.2 Хранение

• Храните при температуре ≤30°C и влажности ≤70%. Срок хранения составляет 3 месяца с момента отгрузки.
• Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотом и осушителем.
• После вскрытия упаковки используйте в течение 24 часов.
• Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить образование конденсата.

6.3 Процесс пайки

Общее правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной колбы.

Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤300°C (для паяльника мощностью не более 30 Вт), время пайки ≤3 секунды.

Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев ≤100°C в течение ≤60 секунд. Температура ванны припоя ≤260°C в течение ≤5 секунд.

Предоставлен рекомендуемый температурный профиль пайки, обычно показывающий постепенный нагрев, стабильный предварительный нагрев, короткое время выше температуры ликвидуса (например, 260°C) и контролируемое охлаждение. Избегайте быстрого охлаждения. Не прикладывайте нагрузку к выводам, пока они горячие. Повторная пайка (более одного цикла) не рекомендуется.

6.4 Очистка

Если очистка необходима, используйте изопропиловый спирт при комнатной температуре не более одной минуты. Не используйте ультразвуковую очистку, если это не абсолютно необходимо и только после предварительной проверки, так как она может повредить внутреннюю структуру.

6.5 Теплоотвод

Хотя рассеиваемая мощность относительно невелика (макс. 60 мВт), при проектировании необходимо учитывать правильный теплоотвод. Работа при высоких температурах окружающей среды или при высоких токах увеличит температуру перехода, что может снизить световой выход (световой поток) и ускорить долгосрочную деградацию. Обеспечение достаточного расстояния на печатной плате и, возможно, использование небольшого радиатора на выводах может помочь в требовательных применениях.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для предотвращения повреждения электростатическим разрядом (ЭСР) и влагой:

1. Светодиоды помещены в антистатические пакеты.

2. Несколько пакетов упакованы во внутреннюю коробку.

3. Несколько внутренних коробок упакованы во внешнюю транспортную коробку.

Количество в упаковке:Минимум от 200 до 1000 штук в пакете. Обычно 4 пакета во внутренней коробке и 10 внутренних коробок во внешней коробке.

7.2 Расшифровка этикетки

На упаковочной этикетке содержится несколько кодов:

CPN:Производственный номер заказчика (опционально).

P/N:Производственный номер (артикул: 3294-15SURC/S 400-A7).

QTY:Количество в пакете/коробке.

CAT, HUE, REF:Коды бининга для Силы света, Доминирующей длины волны и Прямого напряжения соответственно.

LOT No:Прослеживаемый номер производственной партии.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Как указано в техническом паспорте, этот светодиод подходит для:

Телевизоры и мониторы:Индикатор питания, режима ожидания или функций.

Телефоны:Индикатор занятой линии, ожидания сообщения или питания.

Компьютеры и периферийные устройства:Индикатор активности жесткого диска, включения/выключения питания или состояния сети на маршрутизаторах/модемах.

Его ярко-красный цвет и хорошая яркость делают его идеальным для любого применения, требующего четкой, видимой индикации состояния или предупреждения.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор для ограничения прямого тока до желаемого значения (например, 20 мА для типичной яркости). Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_питания - Vf_светодиода) / I_желаемый.
• Разводка платы:Убедитесь, что отверстия на печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать механического напряжения при установке.
• Угол обзора:Угол обзора 90° подходит для индикаторов на передней панели. Для более широкой видимости рассмотрите использование колпачков-линз или световодов.
• Несколько светодиодов:Для управления несколькими светодиодами соедините их последовательно с источником более высокого напряжения и одним токоограничивающим резистором или соедините параллельно, каждый со своим резистором (предпочтительнее для равномерной яркости).

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со старыми технологиями, такими как красные светодиоды на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), этот светодиод на основе AlGaInP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более яркому свечению при том же токе накачки. Прозрачная эпоксидная смола, в отличие от рассеивающей или тонированной, обеспечивает максимально возможное извлечение света и более насыщенный, яркий красный цвет. Его соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, Halogen-Free) делает его подходящим выбором для продуктов, продаваемых на регулируемых рынках, таких как ЕС. Надежный корпус и подробные инструкции по обращению указывают на конструкцию, ориентированную на надежность в условиях серийного производства.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какое значение резистора мне следует использовать с источником питания 5В для работы этого светодиода на 20мА?

О: Используя типичное Vf 2.0В: R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 150 Ом или 160 Ом). Всегда учитывайте максимальное Vf (2.4В), чтобы обеспечить достаточный ток в наихудшем случае.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера (3.3В или 5В)?

О: Не рекомендуется подключать его напрямую без токоограничивающего резистора. Типичный вывод МК может выдавать/принимать только 20-25 мА, что находится на абсолютном пределе для этого светодиода. Всегда используйте резистор. Для логики 3.3В: R ≈ (3.3В - 2.0В)/0.02А = 65 Ом.

В: Сила света составляет 200 мкд (тип.). Достаточно ли это ярко для использования на улице при дневном свете?

О: 200 мкд подходит для внутренних индикаторов или наблюдения с близкого расстояния. Для видимости при прямом солнечном свете потребуется гораздо более высокая интенсивность (часто >1000 мкд) или фокусирующая линза.

В: В чем разница между Пиковой длиной волны (632 нм) и Доминирующей длиной волны (624 нм)?

О: Пиковая длина волны — это точка, где физический спектр излучения наиболее сильный. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, с учетом чувствительности глаза к цвету (фотопический отклик). Доминирующая длина волны является лучшим показателем для описания воспринимаемого цвета.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикатора питания для настольного импульсного источника питания (ИИП).

ИИП выдает дежурное напряжение 5В. Цель — добавить яркий, надежный индикатор включения питания.

Реализация:Разместите светодиод на передней панели. Подключите анод через токоограничивающий резистор 150 Ом к линии дежурного напряжения 5В. Подключите катод к земле. Необходимая мощность резистора P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06 Вт, поэтому стандартного резистора 1/8 Вт (0.125 Вт) достаточно.

Соображения:Убедитесь, что светодиод надежно закреплен, а выводы правильно сформированы перед пайкой на плату управления. Угол обзора 90° обеспечит хорошую видимость с разных углов. Ярко-красный цвет является универсальным индикатором "питание включено". Долгосрочная надежность, описанная в техническом паспорте, гарантирует, что индикатор прослужит весь срок службы блока питания.

12. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда (электроны и дырки) рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала, используемого в активной области. Для данного устройства материаловая система AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) имеет запрещенную зону, соответствующую красному свету. Прозрачная эпоксидная смола действует как линза, формируя световой поток и защищая хрупкий полупроводниковый чип.

13. Технологические тренды

Индустрия светодиодов продолжает развиваться, основные тенденции сосредоточены на повышении эффективности (больше люмен на ватт), увеличении надежности и снижении стоимости. Для индикаторных светодиодов, таких как серия 3294, тенденции включают разработку еще более широких углов обзора, снижение прямого напряжения для уменьшения энергопотребления в устройствах с батарейным питанием и улучшенную совместимость с бессвинцовыми и высокотемпературными процессами пайки, требуемыми для современной сборки печатных плат. Также наблюдается движение в сторону дальнейшей миниатюризации в корпусах для поверхностного монтажа (SMD), хотя выводные лампы остаются популярными для прототипирования, ремонта и применений, требующих высокой яркости в одной точке или специального механического крепления.