Техническая спецификация светодиода 1608-SR0100M-AM PLCC-2 Super Red - Размер 1.6x0.8мм - Напряжение 2.1В - Мощность 0.05Вт

1. Обзор продукта

1608-SR0100M-AM — это высокопроизводительный поверхностно-монтируемый светодиод Super Red в компактном корпусе PLCC-2. Разработанный в первую очередь для применения в автомобильной подсветке салона, он предлагает баланс яркости, надежности и эффективности. Его ключевое позиционирование заключается в соответствии строгим автомобильным требованиям при сохранении стабильных оптических характеристик в миниатюрном форм-факторе.

Основные преимущества компонента включают квалификацию по стандарту AEC-Q102 для дискретных оптоэлектронных приборов, что гарантирует надежность в жестких условиях автомобильной среды. Он также обладает широким углом обзора 120 градусов, что делает его подходящим для применений, требующих широкого освещения. Кроме того, продукт соответствует директивам RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов, что согласуется с мировыми экологическими и техническими стандартами.

Целевой рынок — это однозначно сектор автомобильной электроники, в частности, для внутренней декоративной подсветки, индикаторных ламп и подсветки переключателей и дисплеев. Его характеристики делают его подходящим выбором для разработчиков, которым требуется надежный, компактный и яркий источник красного света.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Основной фотометрической характеристикой является сила света (Iv). При типичном прямом токе (IF) 10 мА светодиод обеспечивает 210 милликандел (мкд), с минимумом 150 мкд и максимумом 330 мкд. Прямое напряжение (VF) при этом токе составляет типично 2.1 вольта, в диапазоне от 1.5В до 2.5В. Это относительно низкое напряжение способствует снижению рассеиваемой мощности. Доминирующая длина волны (λd) составляет 630 нм (Super Red), с диапазоном от 624 нм до 639 нм, что определяет чистоту его цвета.

2.2 Тепловые режимы и абсолютные максимальные параметры

Теплоотвод критически важен для долговечности светодиода. Тепловое сопротивление переход-пайка составляет 150 К/Вт (реальное) и 120 К/Вт (электрическое). Абсолютные максимальные параметры определяют рабочие границы: максимальный прямой ток 20 мА, максимальная рассеиваемая мощность 50 мВт и рабочий диапазон температур от -40°C до +110°C. Максимальная температура перехода — 125°C. Превышение этих пределов может привести к необратимому повреждению. Прибор может выдерживать импульсный ток 50 мА для импульсов ≤10 мкс. Важно отметить, что этот светодиод не предназначен для работы с обратным напряжением.

2.3 Спецификации надежности и соответствия

Устройство имеет стойкость к электростатическому разряду (ESD) 2 кВ (модель человеческого тела), что является стандартным уровнем для мер предосторожности при обращении. Уровень чувствительности к влажности (MSL) равен 3, что означает необходимость просушки перед пайкой, если компонент находился в обычных условиях более 168 часов. Стойкость к коррозии классифицирована как B1, и устройство квалифицировано по стандарту AEC-Q102, что является ключевым отличием для автомобильных применений.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по ключевым параметрам.

3.1 Сортировка по силе света

Сила света сортируется с использованием двухсимвольного кода (например, SX, SY, SZ). Первая буква (Q, R, S, T, U, V, A, B) представляет группу с возрастающими диапазонами интенсивности. Вторая буква (X, Y, Z) дополнительно подразделяет каждую группу. Для 1608-SR0100M-AM типичная группа попадает в категорию 'S', конкретно в бины SX, SY или SZ, соответствующие диапазонам силы света 180-210 мкд, 210-240 мкд и 240-280 мкд соответственно. Допуск для измерений светового потока составляет ±8%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны сортируется с использованием четырехзначного кода (например, 2730, 3033). Эти коды соответствуют определенным диапазонам в нанометрах. Для этого светодиода Super Red соответствующие бины сосредоточены вокруг 630 нм. Типичный бин для этой детали — 2730 (627-630 нм) или 3033 (630-633 нм). Производственный допуск для доминирующей длины волны составляет ±1 нм.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение сортируется с использованием четырехзначного кода (например, 2022, 2225). Типичное прямое напряжение 2.1В для этого светодиода помещает его в бин 2022 (2.00В - 2.25В) или, возможно, в бин 2225 (2.25В - 2.50В). Эта сортировка помогает при проектировании схем для регулирования тока.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 ВАХ и относительная сила света

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает характерную экспоненциальную зависимость. Напряжение постепенно увеличивается с ростом тока. График зависимости относительной силы света от прямого тока почти линеен в типичном рабочем диапазоне (2-20 мА), что указывает на хорошую эффективность. Не рекомендуется управлять светодиодом током свыше 20 мА, так как это превышает абсолютный максимальный параметр.

4.2 Температурная зависимость

График зависимости относительной силы света от температуры перехода показывает, что световой поток уменьшается с ростом температуры. При максимальной температуре перехода 125°C относительная интенсивность составляет примерно 40-50% от значения при 25°C. Этот эффект теплового тушения типичен для светодиодов и должен учитываться в тепловом проектировании. График зависимости относительного прямого напряжения от температуры перехода показывает отрицательный коэффициент, напряжение линейно падает с ростом температуры, что может использоваться для температурного контроля.

4.3 Спектральное распределение и сдвиг длины волны

График спектральных характеристик показывает узкий пик около 630 нм, подтверждая цвет Super Red. График зависимости относительного сдвига длины волны от температуры перехода указывает, что доминирующая длина волны слегка увеличивается (красное смещение) с ростом температуры, что является обычным явлением для полупроводниковых источников света.

4.4 Снижение параметров и импульсный режим

Кривая снижения прямого тока критически важна для проектирования. Она показывает, что максимально допустимый непрерывный прямой ток должен быть уменьшен с ростом температуры контактной площадки. При максимальной рабочей температуре окружающей среды (с температурой площадки 110°C) ток не должен превышать 20 мА. Диаграмма допустимой импульсной нагрузки позволяет использовать более высокие пиковые токи (до 60 мА) в импульсных режимах с низким коэффициентом заполнения, что полезно для мультиплексирования или мигающих применений.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Физические размеры

Светодиод размещен в стандартном корпусе PLCC-2 (пластиковый корпус с выводами). Габаритные размеры корпуса: длина 1.6 мм, ширина 0.8 мм и высота приблизительно 0.6 мм (типично для данного типа корпуса, хотя точную высоту следует уточнять по чертежу размеров). Компонент имеет два вывода (анод и катод).

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и полярность

Предоставлен рекомендуемый рисунок контактной площадки для обеспечения правильного формирования паяного соединения и механической стабильности во время оплавления. Конструкция площадки учитывает посадочное место компонента и помогает предотвратить эффект "надгробия". Полярность указывается маркировкой на корпусе, обычно выемкой или точкой возле катода. Правильная ориентация необходима для работы схемы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

В спецификации указана максимальная температура пайки оплавлением 260°C в течение 30 секунд. Это относится к пиковой температуре, измеренной на корпусе или выводах. Следует соблюдать стандартный профиль оплавления с этапами предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Рейтинг MSL 3 требует, чтобы при вскрытии влагозащитного пакета компоненты были запаяны в течение 168 часов в условиях цеха или просушены в соответствии со стандартами IPC/JEDEC.

6.2 Меры предосторожности при использовании и хранении

Общие меры предосторожности включают избегание механических нагрузок на линзу светодиода, предотвращение загрязнения и использование соответствующих методов обращения для избежания повреждения от ЭСР. Хранение должно осуществляться в сухой, темной среде в указанном диапазоне температур от -40°C до +110°C. Критерии серного теста указывают на устойчивость продукта к атмосфере, содержащей серу, что важно для некоторых автомобильных или промышленных сред.

7. Упаковка и информация для заказа

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматизированного монтажа. Стандартное количество на катушке — обычно 4000 или 5000 штук, но может варьироваться. Номер детали 1608-SR0100M-AM имеет логическую структуру: "1608" обозначает размер корпуса (1.6x0.8мм), "SR" указывает на Super Red, "01" относится к бину силы света, "00" относится к бину длины волны, "M" может указывать на бин прямого напряжения или другую особенность, а "AM" означает автомобильный класс. Для заказа конкретных бинов необходимо обратиться к полным таблицам сортировки и указать точные коды.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Основное применение — автомобильная подсветка салона. Это включает подсветку приборной панели, декоративную подсветку ножного пространства, подсветку центральной консоли, подсветку переключателей и индикаторные лампы для различных органов управления. Его широкий угол обзора делает его подходящим для зонального освещения, где требуется равномерный внешний вид.

8.2 Соображения при проектировании

При проектировании с использованием этого светодиода необходимо учитывать ограничение тока. Последовательный резистор или драйвер постоянного тока обязательны для предотвращения превышения максимального прямого тока, особенно с учетом отрицательного температурного коэффициента Vf. Тепловое проектирование критически важно; убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточный теплоотвод и что рабочая температура окружающей среды не вынуждает снижать параметры ниже требуемого светового потока. Для ШИМ-диммирования убедитесь, что частота достаточно высока (обычно >100 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными неавтомобильными светодиодами PLCC-2, ключевым отличием 1608-SR0100M-AM является его квалификация AEC-Q102, которая включает строгие испытания на температурные циклы, влажность, срок службы при высокой температуре и другие стресс-факторы. Его стойкость к коррозии (Класс B1) и устойчивость к сере также улучшены для автомобильных условий. Типичная сила света 210 мкд является конкурентоспособной для его размера корпуса и потребления тока.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой рекомендуемый рабочий ток?

О: Типичный рабочий ток составляет 10 мА, что обеспечивает хороший баланс яркости и эффективности. Он может работать от 2 мА (минимум) до 20 мА (абсолютный максимум).

В: Как температура влияет на яркость?

О: Яркость уменьшается с ростом температуры перехода. При 125°C выходная мощность может составлять примерно половину от значения при 25°C. Правильный теплоотвод необходим для поддержания стабильной работы.

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника 3.3В или 5В?

О: Да, но вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В, целевом токе 10 мА и типичном Vf 2.1В, номинал резистора будет R = (5В - 2.1В) / 0.01А = 290 Ом. Резистор 300 Ом будет подходящим стандартным значением.

В: Подходит ли этот светодиод для внешних автомобильных применений?

О: В спецификации указано применение как "Автомобильная подсветка салона". Для внешнего использования такие факторы, как более высокая защита от проникновения влаги (степень защиты IP), более широкие температурные экстремумы и другие оптические требования, должны быть проверены с производителем для конкретного продукта внешнего класса.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Подсветка кнопок приборной панели

Разработчик создает панель управления приборной панелью с 10 подсвечиваемыми кнопками. Каждая кнопка требует один светодиод Super Red для подсветки. Используя 1608-SR0100M-AM с током 10 мА каждый, общий потребляемый ток составит 100 мА. Простая конструкция использует автомобильную шину 12В. Для каждого светодиода необходим токоограничивающий резистор. Номинал резистора рассчитывается как (12В - 2.1В) / 0.01А = 990 Ом. Выбран резистор 1 кОм, 1/8Вт. Светодиоды размещены на печатной плате за полупрозрачными кнопками. Широкий угол обзора 120° обеспечивает равномерное освещение поверхности кнопки. Тепловой анализ подтверждает, что в закрытом пространстве приборной панели температура перехода остается значительно ниже максимального значения из-за низкой общей рассеиваемой мощности (приблизительно 0.21Вт для всех 10 светодиодов).

12. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые приборы, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В красном светодиоде, таком как 1608-SR0100M-AM, полупроводниковый материал (обычно на основе арсенида алюминия-галлия - AlGaAs) имеет определенную ширину запрещенной зоны. Когда электроны рекомбинируют с дырками внутри прибора, энергия высвобождается в виде фотонов (частиц света). Длина волны (цвет) излучаемого света определяется энергией запрещенной зоны; большая ширина запрещенной зоны дает свет с более короткой длиной волны (более синий). Корпус PLCC-2 содержит полупроводниковый кристалл, обеспечивает электрические соединения через два вывода и включает в себя формованную пластиковую линзу, которая формирует световой поток для достижения указанного угла обзора 120 градусов.

13. Технологические тренды и разработки

Тренд в автомобильном светодиодном освещении продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет снизить энергопотребление и тепловую нагрузку. Миниатюризация также является ключевым фактором, корпуса типа 1608 (1.6x0.8мм) и даже меньшие становятся все более распространенными, позволяя создавать более изящные дизайны. Интеграция — еще один тренд, с многокристальными корпусами или светодиодами, объединенными с драйверами и датчиками в одном модуле. Для цветоспецифичных светодиодов, таких как Super Red, улучшения в технологии люминофоров (если используются) или методов эпитаксиального роста приводят к более узким бинам длины волны и улучшенной стабильности цвета в зависимости от температуры и срока службы, что критически важно для применений, где важна цветовая согласованность между несколькими источниками света.