Техническая спецификация двухцветного светодиода T-1 3/4 - Диаметр 5.0 мм - Красный 2.4В / Зеленый 2.6В - Мощность 75 мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики двухцветного сквозного светодиода в стандартном корпусе T-1 3/4. Устройство объединяет красный и зеленый светоизлучающие кристаллы в одной прозрачной эпоксидной линзе, что позволяет получать два различных цвета от одного компонента. Он предназначен для применения в качестве индикаторов общего назначения в широком спектре электронного оборудования.

Ключевые преимущества данного светодиода включают соответствие экологическим стандартам, не содержащим свинца (Pb-Free) и RoHS, что гарантирует пригодность для современных производственных требований. Сопоставленные красный и зеленый кристаллы подобраны для обеспечения равномерных характеристик светового потока. Кроме того, твердотельная конструкция обеспечивает длительный срок службы и низкое энергопотребление, способствуя энергоэффективному и надежному проектированию систем.

Целевой рынок включает приложения в оборудовании для офисной автоматизации, устройствах связи, бытовой технике и другой потребительской электронике, где требуется четкая и надежная индикация состояния.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Характеристики устройства приведены при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Предельно допустимые параметры определяют границы, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Рассеиваемая мощность для красного и зеленого кристаллов составляет 75 мВт. Пиковый прямой ток, применимый в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс), равен 90 мА. Максимальный постоянный прямой ток для каждого кристалла составляет 30 мА. Коэффициент снижения номинала 0.57 мА/°C применяется линейно, начиная с 50°C, что означает уменьшение допустимого постоянного тока с ростом температуры для предотвращения перегрева.

Диапазон рабочих температур указан от -40°C до +85°C, а диапазон температур хранения — от -55°C до +100°C, что свидетельствует о надежной работе в различных условиях окружающей среды. Для монтажа выводы могут выдерживать пайку при 260°C в течение не более 5 секунд, при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 2.0 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при T_A=25°C и прямом токе (I_F) 20 мА, что является стандартным условием испытаний.

Сила света (I_v):Световой выход распределен по группам (бинам). Для красного и зеленого кристаллов типичная сила света составляет 880 мкд, с минимальными значениями от 520 мкд и максимальными до 1500 мкд. Допуск для границ бинов составляет ±15%. Сила света измеряется с использованием комбинации сенсора и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности глаза (CIE).

Угол обзора (2θ_1/2):Угол обзора, определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет 30 градусов для обоих цветов. Это указывает на относительно сфокусированный луч, подходящий для прямого наблюдения.

Волновые характеристики:

- Пиковая длина волны излучения (λ_p):Красный: 650 нм, Зеленый: 565 нм. Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности является максимальным.

- Доминирующая длина волны (λ_d):Красный: 634-644 нм (тип. 639 нм), Зеленый: 565-578 нм (тип. 569 нм). Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, полученная из диаграммы цветности CIE.

- Полуширина спектральной линии (Δλ):Красный: 20 нм, Зеленый: 30 нм. Этот параметр описывает спектральную чистоту или ширину излучаемого света.

Электрические параметры:

- Прямое напряжение (V_F):Красный: 2.0-2.4 В (тип. 2.4 В), Зеленый: 2.1-2.6 В (тип. 2.6 В).

- Обратный ток (I_R):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Критически важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; данное условие испытаний предназначено только для характеристики.

3. Объяснение системы бинов

Сила света светодиодов сортируется по бинам для обеспечения единообразия в применении. Сортировка идентична как для красного, так и для зеленого кристаллов.

• Бин M:520 мкд (Мин) до 680 мкд (Макс)
• Бин N:680 мкд (Мин) до 880 мкд (Макс)
• Бин P:880 мкд (Мин) до 1150 мкд (Макс)
• Бин Q:1150 мкд (Мин) до 1500 мкд (Макс)

Полное устройство определяется комбинацией из двух кодов: X-X (Сила света КРАСНЫЙ – Сила света ЗЕЛЕНЫЙ). Например, компонент с маркировкой "N-P" будет иметь красный кристалл из бина N (680-880 мкд) и зеленый кристалл из бина P (880-1150 мкд). Допуск для каждой границы бина составляет ±15%.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в спецификации приведены ссылки на конкретные графические данные (например, Рис.1 для спектрального распределения, Рис.5 для угла обзора), типичные кривые иллюстрируют следующие зависимости, важные для проектирования:

Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает зависимость между прямым током (I_F) и прямым напряжением (V_F). Для светодиодов это экспоненциальная кривая. Указанное V_Fпри 20 мА является ключевой рабочей точкой. Конструкторы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор для установки рабочего тока, как показано в рекомендуемой схеме включения.

Зависимость силы света от прямого тока:Световой выход, как правило, пропорционален прямому току в рабочем диапазоне. Работа выше предельно допустимых параметров может привести к ускоренной деградации или отказу.

Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Световой выход светодиода обычно уменьшается с ростом температуры p-n-перехода. Спецификация снижения номинала для прямого тока напрямую связана с управлением этим тепловым эффектом для поддержания производительности и надежности.

Спектральное распределение:Графики для пиковой длины волны излучения (λ_p) показывают относительную интенсивность света на разных длинах волн, подтверждая доминирующий цвет и спектральную ширину.

5. Механическая информация и информация о корпусе

Светодиод размещен в корпусе T-1 3/4, что соответствует стандартной круглой линзе диаметром 5.0 мм. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах, с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное.
• Смола под фланцем может выступать максимум на 1.0 мм.
• Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса.
• Полярность обычно указывается более длинным выводом, который является анодом (+), и/или плоским участком на ободке линзы рядом с выводом катода (-). Конкретная распиновка для двухцветной функции (общий анод или общий катод) должна быть проверена по чертежу корпуса, указанному в полной спецификации.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение имеет решающее значение для надежности.

Хранение:Светодиоды должны храниться в среде, не превышающей 30°C и 70% относительной влажности. Если они извлечены из оригинального влагозащитного пакета, их следует использовать в течение трех месяцев. Для более длительного хранения используйте герметичный контейнер с осушителем или азотную среду.

Очистка:При необходимости очистки используйте только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт.

Формовка выводов:Изгиб должен производиться при комнатной температуре, до пайки. Изгиб должен находиться на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода. Не используйте корпус в качестве точки опоры.

Монтаж на печатную плату (ПП):Применяйте минимальное усилие зажима, чтобы избежать механического напряжения на выводах.

Пайка:

- Соблюдайте минимальный зазор 2 мм от основания линзы до точки пайки.

- Никогда не погружайте линзу в припой.

- Избегайте напряжения на выводах во время высокотемпературной пайки.

- Рекомендуемые условия:

  * Паяльник:Макс. 350°C в течение макс. 3 секунд (только один раз).

  * Волновая пайка:Предварительный нагрев ≤100°C в течение ≤60 сек, волна припоя ≤260°C в течение ≤5 сек.

- Важно:Пайка оплавлением в ИК-печи НЕ подходит для данного сквозного светодиода. Чрезмерный нагрев или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартный процесс упаковки следующий:

- 500 или 200 штук в антистатическом упаковочном пакете.

- 10 упаковочных пакетов помещаются во внутреннюю коробку (всего 5 000 штук).

- 8 внутренних коробок упаковываются во внешнюю коробку (всего 40 000 штук).

Конкретный номер детали для данного устройства — LTL30EKDKGK.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот двухцветный светодиод идеально подходит для индикаторов с несколькими состояниями. Распространенные области применения включают индикаторы питания/ожидания (красный/зеленый), сигнальные лампы неисправности/исправности, индикаторы выбора режима на потребительской электронике и панельные индикаторы на оборудовании промышленного управления. Его сквозная конструкция делает его подходящим как для макетных плат, так и для продуктов, использующих традиционный монтаж на печатных платах.

8.2 Соображения по проектированию

Схема включения:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов,настоятельно рекомендуетсяиспользовать отдельный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Использование одного резистора для нескольких параллельных светодиодов (Схема B) не рекомендуется из-за различий в прямом напряжении (V_F) отдельных светодиодов, что может вызвать значительные различия в токе и, следовательно, в яркости.

Защита от электростатического разряда (ЭСР):Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Профилактические меры во время обращения и монтажа обязательны:

- Используйте заземленные браслеты или антистатические перчатки.

- Убедитесь, что все оборудование, рабочие места и стеллажи для хранения правильно заземлены.

- Используйте ионизаторы для нейтрализации статических зарядов в рабочей зоне.

Тепловой менеджмент:Соблюдайте спецификации по рассеиваемой мощности и снижению номинала тока. Обеспечьте достаточное расстояние на печатной плате и учитывайте рабочую среду, чтобы предотвратить превышение безопасных пределов температуры p-n-перехода светодиода, что сохраняет световой выход и срок службы.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с одноцветными светодиодами, это двухцветное устройство экономит место на плате и упрощает сборку, объединяя две функции в одном корпусе. Использование технологии AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) как для красных, так и для зеленых кристаллов дает преимущества по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP, включая более высокую эффективность, лучшую температурную стабильность и более стабильную чистоту цвета. Согласованная производительность кристаллов гарантирует, что красный и зеленый выходы хорошо сбалансированы при работе в одинаковых условиях. Корпус T-1 3/4 является отраслевым стандартным размером, что обеспечивает широкую совместимость с существующими разводками печатных плат и вырезами на панелях.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я одновременно включать красный и зеленый кристаллы для получения желтого/оранжевого света?

О1: В данной спецификации не указаны характеристики для одновременной работы. Смешение цветов путем включения обоих кристаллов требует тщательного контроля тока для достижения желаемого оттенка и подвержено вариациям между отдельными светодиодами. Для специальных многоцветных приложений или приложений со смешением цветов более подходящим будет специальный RGB-светодиод или трехцветный светодиод с характеристиками смешанного цвета.

В2: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О2: Пиковая длина волны (λ_p) — это физическая длина волны, на которой светодиод излучает наибольшую оптическую мощность. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое представляет "чистый" цвет, который мы видим. Для монохроматических светодиодов, подобных этим, они близки, но не идентичны; λ_dявляется более релевантным параметром для спецификации цвета.

В3: Почему необходим последовательный резистор, даже если напряжение моего источника питания соответствует V_F?

светодиода?_FО3: V_F— это типичное значение с диапазоном. Небольшое изменение напряжения может вызвать большое изменение тока из-за экспоненциальной ВАХ светодиода. Последовательный резистор делает ток гораздо менее чувствительным к колебаниям напряжения питания и V

, обеспечивая стабильную и безопасную работу.

В4: Могу ли я использовать этот светодиод для внутреннего освещения автомобиля?

О4: В данной спецификации указано, что светодиод предназначен для "обычного электронного оборудования". Приложения, требующие исключительной надежности, такие как автомобилестроение, авиация или медицинские устройства, требуют консультации с производителем и, вероятно, продукта, сертифицированного по конкретным автомобильным стандартам (например, AEC-Q102). Данный стандартный продукт может не подходить.

11. Практический пример проектированияСценарий:

Проектирование двухстатусного индикатора для блока питания. Зеленый указывает "Питание включено/Выход в норме", а красный указывает "Неисправность/Перегрузка".

1. Реализация:Схема включения:

2. Используйте конфигурацию с общим катодом (проверьте по чертежу корпуса). Подключите два анода (красный и зеленый) к выводам GPIO микроконтроллера или логическим схемам через отдельные токоограничивающие резисторы. Общий катод подключается к земле.Расчет резистора:_CCПредполагая напряжение питания 5В (V_F), целевой ток I_F= 20 мА и типичное V

2.4В (Красный) и 2.6В (Зеленый)._{- R}красный_CC= (V_{- V}F_красный_F) / I

= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ом. Используйте стандартный резистор 130 Ом или 150 Ом._{- R}зеленый

3. = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ом. Используйте стандартный резистор 120 Ом.Разводка печатной платы:

4. Разместите светодиод на передней панели. Убедитесь, что отверстия для выводов соответствуют указанному расстоянию между ними. Держите другие теплообразующие компоненты подальше, чтобы избежать теплового воздействия на производительность светодиода.Программное обеспечение/Логика:

Убедитесь, что логика управления предотвращает одновременное непрерывное включение обоих светодиодов, если это не требуется, для управления рассеиваемой мощностью.

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-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) излучаемого света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. В данном устройстве AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) используется как для красных, так и для зеленых кристаллов, причем разные составы материала дают разные запрещенные зоны, необходимые для красного (~650 нм) и зеленого (~565 нм) излучения.

13. Технологические тренды

- Индустрия светодиодов продолжает развиваться в направлении повышения эффективности, увеличения надежности и расширения областей применения. Для индикаторных светодиодов, подобных этому, тренды включают:Миниатюризация:

- Разработка корпусов меньшего размера (например, 3 мм, 2 мм, 1.6 мм) при сохранении или улучшении светового потока.Повышение производительности:

- Постоянное совершенствование материалов AlInGaP и InGaN (для синего/зеленого/белого) приводит к повышению световой отдачи (больше света на ватт).Интеграция:

- Увеличение использования многокристальных корпусов (RGB, двухцветные, трехцветные) и даже светодиодов со встроенными контроллерами (ИС) для приложений интеллектуального освещения.Надежность:

Улучшенные материалы и конструкции корпусов для лучшей устойчивости к влаге, тепловым циклам и механическим напряжениям, расширяя применение в более требовательных условиях. В то время как сквозные светодиоды остаются важными для многих приложений, светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря их пригодности для автоматизированной сборки, меньшей занимаемой площади и низкому профилю.