Техническая спецификация T-1 3мм Диффузный синий светодиод - Пиковая длина волны 468нм - Прямое напряжение 3.0В - Рассеиваемая мощность 102мВт

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики высокоэффективного синего светоизлучающего диода (светодиода) в популярном корпусе для сквозного монтажа T-1 (3мм). Устройство оснащено диффузной линзой, которая обеспечивает более широкое и равномерное распределение света по сравнению с прозрачными линзами, что делает его подходящим для применений в качестве индикаторов и подсветки, где требуется мягкое, не слепящее освещение. Ключевые преимущества данного светодиода включают его соответствие директиве RoHS, что указывает на производство без использования опасных веществ, таких как свинец, низкое энергопотребление и высокую надежность. Он предназначен для универсального монтажа на печатных платах (PCB) или панелях и совместим с уровнями управления интегральных схем (ИС) благодаря низкому требованию к току.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Абсолютные максимальные значения определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти значения указаны при температуре окружающей среды (T_A) 25°C и ни при каких условиях эксплуатации не должны быть превышены.

• Рассеиваемая мощность (P_D):102 мВт. Это максимальное количество мощности, которое светодиод может рассеять в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Это максимально допустимый ток в импульсном режиме, определенный при скважности 1/10 и длительности импульса 0.1 мс. Он значительно выше номинального постоянного тока, что позволяет создавать кратковременные вспышки высокой интенсивности.
• Постоянный прямой ток (I_F):30 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной долгосрочной работы.
• Снижение номинального тока:Линейное снижение на 0.5 мА/°C, начиная с 30°C. Для температур окружающей среды выше 30°C максимально допустимый постоянный прямой ток должен быть уменьшен для предотвращения перегрева.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +80°C. Гарантируется работа устройства в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться без ухудшения характеристик в этих пределах.
• Температура пайки выводов:260°C в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2.0 мм (0.8\") от корпуса светодиода. Это определяет допустимый тепловой профиль для процессов ручной или волновой пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при T_A=25°C и I_F=20мА, что является стандартным условием испытаний. Они определяют типичные характеристики устройства.

• Сила света (I_V):85 (Мин), 180 (Тип), 520 (Макс) мкд. Это мера воспринимаемой яркости светодиода человеческим глазом, измеренная с использованием датчика с фильтром, соответствующим кривой фотопической чувствительности CIE. Широкий диапазон указывает на использование системы сортировки (подробно в Разделе 3).
• Угол обзора (2θ_1/2):45° (Тип). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего значения на центральной оси (0°). Диффузная линза создает такой широкий угол обзора.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):468 нм (Тип). Это длина волны, на которой выходная оптическая мощность максимальна.
• Доминирующая длина волны (λ_d):465 нм (Мин), 475 нм (Макс). Это значение, полученное из диаграммы цветности CIE, представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом определяет воспринимаемый цвет (синий) светодиода. Оно также подлежит сортировке.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм (Тип). Это указывает на спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (V_F):3.0 В (Тип), 3.4 В (Макс). Падение напряжения на светодиоде при токе 20мА.
• Обратный ток (I_R):10 мкА (Макс) при V_R=5В. Светодиод не предназначен для работы в обратном направлении; этот параметр предназначен только для характеристики тока утечки.
• Емкость (C):40 пФ (Тип) при V_F=0В, f=1 МГц. Это емкость перехода, актуальная для высокоскоростных коммутационных применений.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения единообразия яркости и цвета в производственных применениях светодиоды сортируются по группам (бинам). Это позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие определенным минимальным критериям производительности.

3.1 Сортировка по силе света

Единицы измерения: мкд @ 20мА. Допуск для каждого предела бина составляет ±15%.

• Бин E: 85 – 110 мкд
• Бин F: 110 – 140 мкд
• Бин G: 140 – 180 мкд
• Бин H: 180 – 240 мкд
• Бин J: 240 – 310 мкд
• Бин K: 310 – 400 мкд
• Бин L: 400 – 520 мкд

Конкретный код бина для силы света указан на упаковке продукта.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Единицы измерения: нм @ 20мА. Допуск для каждого предела бина составляет ±1 нм.

• Бин B08: 465 – 470 нм
• Бин B09: 470 – 475 нм

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в спецификации упоминаются конкретные графики (Рис.1, Рис.6), типичные кривые для таких светодиодов иллюстрируют ключевые зависимости:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым током и прямым напряжением. Напряжение отсечки для синих светодиодов составляет около 2.8В-3.0В.
• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Яркость приблизительно линейно возрастает с увеличением тока до определенного предела, после чего эффективность может снижаться из-за нагрева.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Световой поток обычно уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Для управления этим тепловым эффектом применяется коэффициент снижения 0.5 мА/°C.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик около 468нм с типичной полушириной 20нм.
• Диаграмма направленности:Полярная диаграмма, показывающая ламбертовское или близкое к нему распределение, характерное для диффузной линзы, с интенсивностью, снижающейся вдвое на ±22.5° от оси.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод размещен в стандартном корпусе T-1 с диффузной линзой диаметром 3мм. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (в скобках указаны дюймы).
• Стандартный допуск составляет ±0.25мм (±0.010\"), если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.0мм (0.04\").
• Расстояние между выводами измеряется в точке их выхода из корпуса.

5.2 Идентификация полярности

Для светодиодов со сквозным монтажом катод обычно идентифицируется по плоскому срезу на ободке линзы, более короткому выводу или выемке на фланце. Для определения конкретной маркировки полярности данного компонента следует обратиться к диаграмме в спецификации. Правильная полярность необходима для работы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Формовка выводов

• Изгиб должен выполняться в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода.
• Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры при изгибе.
• Формовка выводов должна выполняться при комнатной температуре идопроцесса пайки.
• Во время сборки печатной платы используйте минимально необходимую силу зажима, чтобы избежать чрезмерного механического напряжения на корпусе светодиода.

6.2 Процесс пайки

Важно:Минимальное расстояние 3 мм должно соблюдаться от основания линзы до точки пайки. Необходимо избегать погружения линзы в припой, чтобы предотвратить подъем эпоксидной смолы по выводной рамке, что может вызвать проблемы с пайкой.

Рекомендуемые условия:

• Паяльник:Температура: макс. 300°C. Время: макс. 3 секунды. (только одноразовая пайка).
• Волновая пайка:Предварительный нагрев: макс. 100°C в течение макс. 60 сек. Волна припоя: макс. 260°C в течение макс. 5 сек.

Важное примечание:Чрезмерная температура и/или время пайки могут вызвать деформацию линзы светодиода или катастрофический отказ. Инфракрасная (ИК) пайка оплавлениемнеявляется подходящим процессом для данного типа светодиодов со сквозным монтажом.

6.3 Очистка

Если требуется очистка, используйте только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт.

6.4 Хранение

• Рекомендуемая среда хранения не должна превышать 30°C и 70% относительной влажности.
• Светодиоды, извлеченные из оригинальной влагозащитной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев.
• Для длительного хранения вне оригинальной упаковки храните в герметичном контейнере с осушителем или в эксикаторе, продуваемом азотом.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты для предотвращения повреждения электростатическим разрядом (ESD).

• Упаковочный пакет: 1000, 500 или 250 штук в пакете.
• Внутренняя коробка: 10 упаковочных пакетов в коробке (всего 10 000 шт.).
• Внешняя коробка: 8 внутренних коробок во внешней коробке (всего 80 000 шт.).
• Примечание: В каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может содержать неполное количество.

8. Рекомендации по проектированию применений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодовнастоятельно рекомендуетсяиспользовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Параллельное включение нескольких светодиодов от одного источника напряжения с общим резистором (Схема B) не рекомендуется, так как незначительные различия в прямом напряжении (V_F) каждого светодиода вызовут значительные различия в токе и, следовательно, в яркости.

8.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Данный светодиод чувствителен к повреждению от электростатического разряда. Во время обращения и сборки необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

• Операторы должны носить токопроводящий браслет или антистатические перчатки.
• Все оборудование, рабочие столы и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены.
• Используйте ионизаторы для нейтрализации статических зарядов в рабочей зоне.

8.3 Область применения и ограничения

Данный светодиод предназначен для использования в обычном электронном оборудовании, включая офисную технику, устройства связи и бытовые приборы. Он не предназначен и не сертифицирован для применений, где высокая надежность критически важна для безопасности, таких как авиация, транспорт, управление движением, медицинские/системы жизнеобеспечения или устройства безопасности. Для таких применений обязательна консультация с производителем для подбора соответствующих сертифицированных компонентов.

9. Техническое сравнение и соображения по проектированию

По сравнению со светодиодами T-1 с прозрачной линзой, эта диффузная версия обеспечивает гораздо более широкую и мягкую диаграмму направленности, устраняя эффект \"горячей точки\". Это делает ее превосходной для панельных индикаторов, где требуется наблюдение с нескольких углов. Синяя длина волны 468нм является распространенным выбором для индикаторов состояния, подсветки и декоративного освещения. Разработчики должны тщательно учитывать тепловое управление, особенно при работе вблизи максимального номинального тока или при повышенных температурах окружающей среды, используя предоставленную кривую снижения номинальных характеристик. Прямое напряжение ~3.0В требует напряжения питания выше, чем необходимо для стандартных красных или зеленых светодиодов, что должно учитываться при проектировании источника питания.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Нет. При типичном V_F3.0В при 20мА требуется последовательный токоограничивающий резистор. Используя закон Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для источника 5В и целевого тока 20мА: R = (5В - 3.0В) / 0.02А = 100 Ом. Необходимо использовать резистор 100 Ом (или ближайшее стандартное значение).

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

О: Пиковая длина волны (λ_P) — это физическая длина волны с максимальной спектральной мощностью излучения. Доминирующая длина волны (λ_d) — это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет. Для монохроматических светодиодов, таких как этот синий, они часто близки, но не идентичны.

В: Почему для каждого светодиода при параллельном включении нужен отдельный резистор?

О: Прямое напряжение светодиодов может незначительно отличаться от образца к образцу, даже в пределах одного бина. Без индивидуальных резисторов светодиоды с более низким V_Fбудут потреблять непропорционально больший ток, что приведет к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке светодиодов с более низким V_F units.

В: Подходит ли этот светодиод для внутреннего освещения автомобиля?

О: Хотя он может функционировать, в данной стандартной спецификации не указана квалификация для расширенных температурных диапазонов, вибрации и стандартов надежности, требуемых для автомобильных применений. Для таких целей следует использовать компоненты, специально сертифицированные по автомобильным стандартам (например, AEC-Q102).

11. Практический пример применения

Сценарий:Проектирование многофункциональной индикаторной панели для измерительного оборудования. Требуется четыре синих светодиода состояния для отображения различных режимов работы (Ожидание, Тестирование, Успех, Неудача). Равномерная яркость критически важна для пользовательского опыта.

Реализация проекта:

1. Схема:Используйте вывод GPIO микроконтроллера для управления каждым светодиодом. Каждый вывод будет подключен к токоограничивающему резистору 100 Ом, а затем к аноду светодиода. Катоды светодиодов будут подключены к земле.
2. Выбор компонентов:Укажите светодиоды из одного бина силы света (например, Бин G: 140-180 мкд) и одного бина доминирующей длины волны (например, B08: 465-470нм), чтобы обеспечить единообразие цвета и яркости на панели.
3. Размещение:Разместите светодиоды на печатной плате с рекомендуемым минимальным радиусом изгиба выводов 3 мм. Убедитесь, что точки пайки на печатной плате находятся на расстоянии не менее 3 мм от корпуса светодиода.
4. Программное обеспечение:Установите выводы GPIO в высокий уровень (например, 3.3В или 5В), чтобы включить соответствующие светодиоды. Резистор 100 Ом установит ток примерно (3.3В-3.0В)/100 Ом = 3 мА или (5В-3.0В)/100 Ом = 20 мА, в зависимости от напряжения питания, обеспечивая безопасное и контролируемое освещение.

12. Принцип работы

Светоизлучающий диод — это полупроводниковое устройство с p-n переходом. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в область перехода. При рекомбинации этих носителей заряда высвобождается энергия. В данном конкретном светодиоде полупроводниковый материал (обычно на основе нитрида индия-галлия, InGaN) разработан таким образом, что эта энергия высвобождается в виде фотонов (света) с длиной волны в синем спектре (~468 нм). Диффузная эпоксидная линза, окружающая полупроводниковый кристалл, содержит рассеивающие частицы, которые случайным образом изменяют направление испускаемых фотонов, создавая широкий, равномерный угол обзора вместо узкого луча.

13. Технологические тренды

Разработка эффективных синих светодиодов, за которую в 2014 году была присуждена Нобелевская премия по физике, стала фундаментальным прорывом, позволившим создать белые светодиоды (посредством преобразования люминофором) и полноцветные дисплеи. Современные тенденции в индикаторных светодиодах, подобных этому, сосредоточены на повышении эффективности (больше светового потока на ватт), улучшении цветовой однородности за счет более жесткой сортировки и повышении надежности. Также наблюдается постоянное стремление к миниатюризации (меньше, чем T-1) и интеграции светодиодов в корпуса для поверхностного монтажа (SMD), которые доминируют на современных автоматизированных сборочных линиях. Однако светодиоды для сквозного монтажа остаются актуальными для прототипирования, образовательных целей, ремонтных работ и применений, требующих надежного механического крепления.