Техническая спецификация SMD светодиода 19-21/G6C-FM1N2B/3T - Размер 2.0x1.25x0.8мм - Напряжение 1.75-2.35В - Цвет Яркий Жёлто-Зелёный

1. Обзор продукта

SMD светодиод 19-21 представляет собой компактный прибор для поверхностного монтажа, предназначенный для современных электронных приложений, требующих высокой плотности компонентов и надёжной работы. Данный светодиод использует технологию чипа AlGaInP для получения яркого жёлто-зелёного света. Его основные преимущества включают значительно уменьшенные габариты по сравнению с традиционными светодиодами в выводном корпусе, что позволяет создавать более компактные печатные платы и конечные продукты. Лёгкая конструкция также делает его идеальным для миниатюрных и портативных устройств, где критически важны ограничения по пространству и весу.

Данный компонент полностью соответствует директивам RoHS, EU REACH и является бесгалогенным, что гарантирует его пригодность для мировых рынков со строгими экологическими нормами. Он поставляется на 8-миллиметровой ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов, что обеспечивает полную совместимость с высокоскоростным автоматическим оборудованием для установки компонентов, упрощая производственный процесс.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Миниатюрный корпус:Формат SMD позволяет использовать значительно меньшую площадь на плате и достигать более высокой плотности монтажа по сравнению с выводными компонентами.
• Подходит для автоматизации:Поставляется в ленточной упаковке, совместимой со стандартным автоматическим оборудованием для установки.
• Надёжная пайка:Совместим с процессами пайки оплавлением как инфракрасным, так и паровым методом.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт не содержит свинца, соответствует RoHS, REACH и является бесгалогенным (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Монохромный тип:Излучает единый, стабильный яркий жёлто-зелёный цвет.

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод универсален и находит применение в различных задачах освещения и индикации, включая:

• Подсветку автомобильных приборных панелей, переключателей и панелей управления.
• Индикаторы состояния и подсветку клавиатур в телекоммуникационных устройствах, таких как телефоны и факсимильные аппараты.
• Плоские блоки подсветки для ЖК-дисплеев, панелей переключателей и символов.
• Светодиодные индикаторы общего назначения в потребительской электронике, промышленных системах управления и приборах.

2. Технические характеристики и их интерпретация

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.

Номинальное обратное напряжение 5В относительно низкое, что подчёркивает, что данный светодиод не предназначен для работы в обратном смещении и требует защиты в цепях, где возможно обратное напряжение. Номинальный прямой ток 25мА является стандартным для малых SMD светодиодов. Уровень защиты от ЭСР 2000В (HBM) указывает на необходимость соблюдения стандартных мер предосторожности при обращении. Широкий рабочий температурный диапазон от -40°C до +85°C делает его подходящим для автомобильных и промышленных применений.2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при прямом токе (IF) 20мА и температуре окружающей среды (Ta) 25°C, что представляет типичные условия эксплуатации.

Параметр

Диапазон силы света широк (18-45 мкд), что регулируется системой сортировки (подробнее далее). Типичный угол обзора 100 градусов обеспечивает широкую диаграмму направленности, подходящую для подсветки и рассеянной индикации. Доминирующая длина волны 570-574.5 нм помещает излучение в жёлто-зелёную область видимого спектра. Диапазон прямого напряжения от 1.75В до 2.35В относительно низок, что типично для технологии AlGaInP и помогает минимизировать энергопотребление. Примечание явно указывает, что устройство не предназначено для обратной работы; номинал VR предназначен только для тестирования на обратный ток.3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по группам производительности. Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным критериям яркости, цвета и электрических характеристик.

3.1 Сортировка по силе света

Код группы

Код CAT на этикетке упаковки соответствует этой группе. Выбор группы с более высоким номером (например, N2) гарантирует более высокую минимальную яркость, что критически важно для приложений, требующих равномерной яркости панели или видимости на большом расстоянии.3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Код группы

Код HUE на этикетке относится к этой группе цветности/длины волны. Более жёсткий контроль длины волны (меньшие диапазоны групп) необходим для приложений, где критически важна цветовая согласованность между несколькими светодиодами, например, в многосегментных дисплеях или массивах индикаторов с согласованным цветом.3.3 Сортировка по прямому напряжению

Код группы

Код REF указывает на группу напряжения. Использование светодиодов из одной и той же группы напряжения может помочь обеспечить более равномерное распределение тока при параллельном соединении нескольких светодиодов, предотвращая перегрузку некоторых из них.4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены несколько типичных характеристических кривых, иллюстрирующих поведение устройства в различных условиях.

4.1 Относительная сила света в зависимости от прямого тока

Эта кривая показывает, что световой выход увеличивается с ростом прямого тока, но по нелинейной зависимости. Работа светодиода выше рекомендуемых 20мА может давать уменьшающуюся отдачу по яркости, одновременно значительно увеличивая рассеиваемую мощность и температуру перехода, что потенциально сокращает срок службы.

4.2 Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды

Кривая демонстрирует отрицательный температурный коэффициент силы света. При повышении температуры окружающей среды световой выход уменьшается. Это критически важный фактор для конструкций, работающих в условиях высоких температур; может потребоваться снижение номинальных параметров или тепловое управление для поддержания требуемых уровней яркости.

4.3 Кривая снижения номинального прямого тока

Этот график определяет максимально допустимый прямой ток как функцию температуры окружающей среды. Для предотвращения перегрева и обеспечения надёжности прямой ток должен быть снижен при работе в условиях высокой температуры окружающей среды. Соблюдение этой кривой необходимо для долгосрочной надёжности.

4.4 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока

Вольт-амперная характеристика показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока. Наклон кривой в рабочей области определяет необходимое напряжение питания и помогает рассчитать значения последовательного резистора для ограничения тока.

4.5 Спектральное распределение и диаграмма направленности

Спектральный график подтверждает монохроматическую природу с пиком около 575нм и типичной шириной полосы 20нм. Диаграмма направленности иллюстрирует лампертовский профиль излучения с углом обзора 100 градусов, показывая, как интенсивность изменяется в зависимости от угла относительно центральной оси.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Корпус 19-21 имеет номинальные размеры 2.0мм (длина) x 1.25мм (ширина) x 0.8мм (высота). На чертеже указаны допуски ±0.1мм, если не оговорено иное. На корпусе чётко обозначен катод, что крайне важно для правильной ориентации при сборке. Рекомендуемый посадочный рисунок (площадки) на печатной плате должен быть спроектирован в соответствии с этими размерами для обеспечения надёжной пайки и механической стабильности.

5.2 Определение полярности

Правильная полярность необходима для работы светодиода. На корпусе имеется отличительная метка (обычно выемка, точка или скошенный угол) для идентификации вывода катода. Разработчики должны обеспечить, чтобы маркировка на печатной плате и документация по сборке чётко отражали эту ориентацию для предотвращения обратной установки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение и пайка критически важны для сохранения производительности и надёжности светодиода.

6.1 Хранение и чувствительность к влаге

Перед использованием:

• Не вскрывайте влагозащитный барьерный пакет до готовности к сборке.После вскрытия:
• Используйте в течение 168 часов (7 дней). Храните неиспользованные компоненты при температуре ≤30°C и влажности ≤60%.Повторная сушка:
• Если время хранения превышено или индикатор влажности показывает её проникновение, просушите компоненты при 60±5°C в течение 24 часов перед использованием.6.2 Профиль пайки оплавлением (бессвинцовая)

Рекомендуемый профиль критически важен для формирования надёжных паяных соединений без повреждения светодиода.

Предварительный нагрев:

• 150-200°C в течение 60-120 секунд.Время выше температуры ликвидуса (217°C):
• 60-150 секунд.Пиковая температура:
• Максимум 260°C, удерживается не более 10 секунд.Скорость нагрева:
• Максимум 6°C/сек до 255°C.Скорость охлаждения:
• Максимум 3°C/сек.Ограничение:
• Пайку оплавлением не следует выполнять более двух раз.6.3 Меры предосторожности при ручной пайке

Если ручная пайка неизбежна, требуется особая осторожность:

Используйте паяльник с температурой жала <350°C.

• Ограничьте время контакта ≤3 секундами на вывод.
• Используйте паяльник мощностью ≤25Вт.
• Соблюдайте минимальный интервал в 2 секунды между пайкой каждого вывода.
• 6.4 Защита по току и ремонт

Ограничение тока:

Внешний последовательный резистор обязателен. Экспоненциальная ВАХ светодиода означает, что небольшое увеличение напряжения может вызвать большой всплеск тока, приводящий к немедленному отказу. Значение резистора должно быть рассчитано на основе напряжения питания и прямого напряжения светодиода при желаемом рабочем токе.Ремонт:
Ремонт после пайки не рекомендуется. Если это абсолютно необходимо, используйте двухголовый паяльник для одновременного нагрева обоих выводов и избегания механических напряжений. Всегда проверяйте работоспособность после ремонта.7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификации упаковки

Светодиоды поставляются во влагозащитной упаковке:

Транспортная лента:

• Ширина 8мм.Катушка:
• Диаметр 7 дюймов (178мм).Количество на катушке:
• 3000 штук.Упаковка:
• Компоненты запаяны в алюминиевый влагозащитный пакет с осушителем и индикаторной картой влажности.7.2 Расшифровка этикетки

Этикетка на катушке содержит коды, определяющие конкретную группу светодиодов:

P/N:

• Номер продукта (например, 19-21/G6C-FM1N2B/3T).CAT:
• Ранг силы света (например, M1, N2).HUE:
• Координаты цветности и ранг доминирующей длины волны (например, CC3).REF:
• Ранг прямого напряжения (например, 1).LOT No:
• Прослеживаемый номер производственной партии.8. Рекомендации по применению и соображения при проектировании

8.1 Типовые схемы включения

Наиболее распространённый метод управления — источник постоянного тока или источник напряжения с последовательным токоограничивающим резистором. Для напряжения питания V_питания значение резистора R рассчитывается как: R = (V_питания - V_F) / I_F, где V_F — прямое напряжение светодиода при желаемом токе I_F (обычно 20мА). Всегда используйте максимальное значение V_F из спецификации или группы, чтобы гарантировать, что ток не превысит пределы в наихудших условиях.

8.2 Тепловое управление

Несмотря на малый размер корпуса, рассеиваемая мощность (до 60мВт) всё же может вызвать повышение температуры. Для приложений, работающих при высоких температурах окружающей среды или высоких токах, обеспечьте достаточную площадь медной фольги на печатной плате (тепловые площадки) вокруг паяльных площадок светодиода, чтобы они служили радиатором и отводили тепло от перехода.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 100 градусов обеспечивает широкое, рассеянное свечение. Для сфокусированного или направленного света могут потребоваться внешние линзы или световоды. Прозрачная эпоксидная смола корпуса светодиода подходит для использования со световодами.

9. Техническое сравнение и отличия

Светодиод 19-21 на основе технологии AlGaInP предлагает явные преимущества для жёлто-зелёного излучения:

По сравнению с традиционными выводными светодиодами:

• Основное преимущество — формат SMD, позволяющий автоматизировать сборку, уменьшить размеры и вес.По сравнению с другими SMD светодиодами разных цветов:
• Светодиоды AlGaInP обычно имеют более высокую световую отдачу в жёлтом/оранжевом/зелёном спектре по сравнению со старыми технологиями, что даёт более яркий выход при том же токе.По сравнению с белыми светодиодами:
• Для индикации чистого цвета (например, индикаторы состояния) монохроматические светодиоды, подобные этому, более эффективны и имеют более насыщенный цвет, чем белые светодиоды на основе люминофора.10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Почему последовательный резистор абсолютно необходим?

Светодиоды — это приборы, управляемые током. Их прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент и производственный допуск. Источник напряжения без ограничения тока позволит току неконтролируемо расти по мере нагрева светодиода, что приведёт к быстрому отказу. Последовательный резистор обеспечивает простое, линейное ограничение тока.

10.2 Можно ли управлять этим светодиодом с помощью ШИМ-сигнала для регулировки яркости?

Да, широтно-импульсная модуляция (ШИМ) является эффективным методом регулировки яркости светодиодов. Она работает за счёт быстрого включения и выключения светодиода. Воспринимаемая яркость пропорциональна скважности. Этот метод позволяет избежать сдвига цвета, который может происходить при аналоговом (снижение тока) регулировании яркости. Убедитесь, что частота ШИМ достаточно высока (обычно >100Гц), чтобы избежать видимого мерцания.

10.3 Что означают коды групп и как их выбирать?

Коды групп классифицируют светодиоды по производительности. Например, если ваша конструкция требует равномерной яркости по всей панели, вы должны указать узкую группу по силе света (например, только N1). Если критически важна цветовая согласованность, укажите узкую группу по длине волны (например, только CC3). Проконсультируйтесь с вашим поставщиком для обеспечения наличия конкретных комбинаций групп.

10.4 Сколько раз можно выполнять пайку оплавлением этого светодиода?

В спецификации указано максимум два цикла пайки оплавлением. Каждый термический цикл создаёт напряжение на внутреннем кристалле и проводных соединениях. Превышение двух циклов значительно увеличивает риск скрытых отказов или деградации характеристик.

11. Практические примеры проектирования и использования

11.1 Подсветка переключателей на приборной панели

В автомобильной приборной панели несколько светодиодов 19-21 могут быть размещены за полупрозрачными колпачками переключателей. Их малый размер позволяет размещать их в ограниченном пространстве. Использование светодиодов из одинаковых групп силы света и длины волны гарантирует одинаковый цвет и яркость всех переключателей. Широкий угол обзора обеспечивает равномерное освещение поверхности переключателя. Рабочий температурный диапазон полностью покрывает условия салона автомобиля.

11.2 Массив индикаторов состояния на печатной плате

На сетевом маршрутизаторе или промышленном контроллере ряд таких светодиодов может указывать на питание, сетевую активность и системные неисправности. Их низкое прямое напряжение минимизирует энергопотребление от шины логики системы (например, 3.3В). Размещая их в сетке и указывая согласованную группу напряжения, разработчики могут использовать одно значение токоограничивающего резистора для нескольких параллельно соединённых светодиодов, упрощая спецификацию материалов.

12. Введение в технологический принцип

Светодиод 19-21 основан на полупроводниковом материале AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Эта материальная система особенно эффективна для генерации света в жёлтой, оранжевой, красной и зелёной областях спектра. При приложении прямого напряжения к p-n переходу электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав слоёв AlGaInP определяет длину волны (цвет) излучаемого света. В данном устройстве состав настроен на генерацию фотонов с доминирующей длиной волны между 570нм и 574.5нм, которые человеческий глаз воспринимает как яркий жёлто-зелёный цвет. Прозрачная эпоксидная смола-герметик защищает полупроводниковый кристалл и действует как первичная линза, формируя выходной световой пучок.

13. Тенденции и развитие в отрасли

Тенденция в области индикаторных и подсветочных светодиодов продолжает двигаться в сторону повышения эффективности, уменьшения размеров корпусов и большей интеграции. Хотя 19-21 представляет собой зрелый и надёжный размер корпуса, более новые корпуса, такие как 1.6x0.8мм или даже меньше, становятся обычными для применений с ограниченным пространством. Также растёт акцент на улучшении цветовой согласованности и уменьшении разброса групп на производственном уровне за счёт передовых технологий эпитаксиального роста и сортировки. Более того, стремление к повышению надёжности в автомобильных и промышленных применениях стимулирует улучшение характеристик в условиях высоких температур и влажности. Лежащая в основе технология AlGaInP остаётся рабочей лошадкой для насыщенных цветов, хотя достижения в области люминофорных и прямого излучения зелёных светодиодов на основе других материальных систем (таких как InGaN) продолжают развиваться для достижения конкретных целевых показателей.

The trend in indicator and backlight LEDs continues toward higher efficiency, smaller packages, and greater integration. While the 19-21 represents a mature and reliable package size, newer packages like 1.6x0.8mm or even smaller are becoming common for space-constrained applications. There is also a growing emphasis on improving color consistency and reducing bin spread at the manufacturing level through advanced epitaxial growth and sorting technologies. Furthermore, the drive for higher reliability in automotive and industrial applications pushes for improved performance under high-temperature and high-humidity conditions. The underlying AlGaInP technology remains a workhorse for saturated colors, though advancements in phosphor-converted and direct-emission green LEDs using other material systems (like InGaN) continue to evolve for specific performance targets.