Техническая документация на зеленый светодиод T1-3/4 - Диаметр 5мм - Прямое напряжение 4.0В - Рассеиваемая мощность 123мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокоэффективного, низкопотребляющего зеленого светодиода, предназначенного для монтажа в отверстия. Устройство использует технологию InGaN (нитрид индия-галлия) для получения чистого зеленого света. Его основные преимущества включают совместимость с интегральными схемами благодаря низким требованиям к току и универсальные варианты монтажа на печатных платах или панелях. Популярный диаметр корпуса T-1 3/4 (примерно 5 мм) делает его стандартным компонентом, подходящим для широкого спектра применений в качестве индикаторов и подсветки в потребительской электронике, приборах и устройствах общего сигнализирования.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные параметры

Устройство рассчитано на работу в строгих пределах по окружающей среде и электрическим параметрам для обеспечения надежности и предотвращения повреждений. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 123 мВт при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Постоянный прямой ток не должен превышать 30 мА. Для импульсного режима работы допустим пиковый прямой ток 100 мА при определенных условиях: скважность 1/10 и длительность импульса 0,1 мс. Диапазон рабочих температур составляет от -25°C до +80°C, а диапазон температур хранения — от -30°C до +100°C. При пайке выводы могут выдерживать 260°C максимум 5 секунд при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 1,6 мм (0,063 дюйма) от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при T_A=25°C. Сила света (I_V) имеет типичное значение 8000 милликандел (мкд) при прямом токе (I_F) 20 мА, с минимумом 2500 мкд и максимумом 18800 мкд. Для гарантированного значения силы света применяется допуск ±15%. Угол обзора (2θ_1/2), определяемый как угол отклонения от оси, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет 20 градусов. Доминирующая длина волны (λ_d) равна 525 нм, что помещает его в зеленый спектр, с полушириной спектральной линии (Δλ) 35 нм. Прямое напряжение (V_F) типично составляет 4,0В с максимумом 4,0В при I_F=20мА. Обратный ток (I_R) составляет максимум 100 мкА при приложении обратного напряжения (V_R) 5В. Критически важно отметить, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; это условие тестирования предназначено только для характеристики.

3. Объяснение системы сортировки

Световой выход светодиодов классифицируется по группам (бинам) для обеспечения единообразия в приложениях. Код группы, указанный на каждом упаковочном пакете, классифицирует минимальную и максимальную силу света при 20 мА. Группы варьируются от T2 (2500-3390 мкд) до W2 (14110-18800 мкд). Каждый предел группы имеет допуск ±15%. Эта система позволяет разработчикам выбирать светодиоды с требуемым уровнем яркости для их конкретного применения, обеспечивая визуальную однородность при совместном использовании нескольких светодиодов.

4. Анализ кривых производительности

Хотя в документе приведены ссылки на конкретные графические данные (Типичные кривые электрических/оптических характеристик на странице 4), стандартный анализ для таких компонентов включал бы кривую зависимости прямого тока от прямого напряжения (I-V), которая показывает экспоненциальную зависимость и помогает в проектировании схем ограничения тока. Кривая зависимости силы света от прямого тока обычно показывает почти линейную зависимость в рабочем диапазоне. Кривая зависимости силы света от температуры окружающей среды имеет решающее значение для понимания снижения выходной мощности при более высоких температурах. Кривая спектрального распределения будет центрирована вокруг доминирующей длины волны 525 нм с указанной полушириной 35 нм.

5. Механическая информация и информация об упаковке

Светодиод имеет стандартный круглый корпус T-1 3/4 с прозрачной линзой. Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах (дюймах), с общей погрешностью ±0,25 мм (0,010"), если не указано иное. Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1,0 мм (0,04"). Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса. Правильное механическое обращение крайне важно; выводы должны быть сформированы в точке на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода перед пайкой и при нормальной температуре, чтобы избежать внутренних напряжений.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для долговечности светодиода. Во время пайки необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм между основанием линзы и точкой пайки. Нельзя погружать линзу в припой. Не меняйте положение светодиода после пайки. Избегайте приложения нагрузки к выводам, особенно в нагретом состоянии. Для ручной пайки используйте паяльник с максимальной температурой 300°C не более 3 секунд (только один раз). Для волновой пайки предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд, с волной припоя при максимум 260°C в течение до 5 секунд. Инфракрасный (IR) оплавление не подходит для этого светодиода для монтажа в отверстия. Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.

7. Информация об упаковке и заказе

Стандартная конфигурация упаковки следующая: 500 или 250 штук в антистатическом упаковочном пакете. Десять упаковочных пакетов помещаются во внутреннюю коробку, всего 5000 штук. Восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку, в результате получается 40 000 штук на внешнюю коробку. Отмечается, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод предназначен для обычного электронного оборудования, включая устройства офисной автоматизации, коммуникационное оборудование и бытовую технику. Его высокая эффективность и низкое энергопотребление делают его идеальным для индикаторов состояния, подсветки и освещения панелей, где требуется четкий зеленый сигнал.

8.2 Соображения по проектированию

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Чтобы обеспечить равномерную яркость при параллельном подключении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Использование одного резистора для нескольких параллельных светодиодов (Схема B) не рекомендуется, так как небольшие различия в характеристиках прямого напряжения (V_F) между отдельными светодиодами приведут к значительным различиям в распределении тока и, следовательно, воспринимаемой яркости.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старой технологией, такой как зеленые светодиоды на основе GaP (фосфид галлия), это устройство на основе InGaN предлагает значительно более высокую силу света (тысячи мкд против сотен мкд) и более насыщенный, чистый зеленый цвет (доминирующая длина волны 525 нм). Угол обзора 20 градусов обеспечивает более сфокусированный луч по сравнению со светодиодами с широким углом, что делает его подходящим для применений, требующих направленного света. Низкие требования к току (20 мА для типичной работы) сохраняют совместимость с обычными логическими выходами микроконтроллеров и драйверных ИС.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Нет. При типичном прямом напряжении 4,0В прямое подключение к 5В вызовет чрезмерный ток, что может разрушить светодиод. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Значение резистора можно рассчитать как R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Для источника питания 5В и целевого тока 20 мА: R = (5В - 4,0В) / 0,020А = 50 Ом. Подойдет стандартный резистор на 51 Ом.

В: Почему спецификация обратного тока важна, если светодиод не предназначен для обратной работы?

О: Спецификация I_Rуказывает на качество полупроводникового перехода. Высокий обратный ток может быть признаком повреждения или производственного дефекта. Кроме того, в схемах, где могут возникать обратные переходные напряжения (например, от индуктивных нагрузок), понимание этого параметра помогает в проектировании защитных схем, таких как параллельные диоды для ограничения обратного напряжения.

В: Что означает описание линзы "Water Clear"?

О: "Water Clear" относится к нерассеивающей, прозрачной линзе. Она не содержит рассеивающих частиц. Это обеспечивает максимально возможный световой выход из корпуса, но создает более сфокусированную диаграмму направленности (как видно по углу обзора 20 градусов) по сравнению с рассеивающей или матовой линзой, которая распределяет свет более равномерно под более широким углом.

11. Практические примеры использования

Пример 1: Многосветодиодная панель состояния:Панель управления требует десять зеленых индикаторов состояния. Чтобы обеспечить равномерную яркость, каждый светодиод управляется отдельным выходным контактом микроконтроллера через последовательный резистор 51 Ом (для питания МК 5В). Узкий угол обзора 20 градусов обеспечивает четкую видимость света спереди панели без чрезмерного бокового блика.

Пример 2: Индикатор низкого заряда батареи:В портативном устройстве этот светодиод, управляемый схемой компаратора, обеспечивает яркий, привлекающий внимание зеленый свет для индикации нормального состояния батареи. Его высокая эффективность сводит к минимуму разряд самой батареи.

12. Принцип работы

Свет генерируется в процессе, называемом электролюминесценцией, в материале полупроводника InGaN. Когда прямое напряжение, превышающее порог включения устройства, прикладывается между анодом и катодом, электроны инжектируются из n-области, а дырки из p-области в активную область. Когда электроны и дырки рекомбинируют в этой активной области, энергия высвобождается в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава нитрида индия-галлия определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае, зеленому при 525 нм.

13. Технологические тренды

Использование материалов InGaN для зеленых светодиодов представляет собой значительный прогресс по сравнению со старыми технологиями, предлагая более высокую эффективность и яркость. Тренд в отрасли продолжается в сторону увеличения световой отдачи (люмен на ватт) и улучшения цветовой однородности (более узкая сортировка). Для компонентов для монтажа в отверстия наблюдается общий рыночный переход к корпусам для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, но светодиоды для монтажа в отверстия остаются жизненно важными для прототипирования, образовательных целей, ремонта и применений, требующих более высокой механической прочности или отвода тепла через выводы. Достижения в области корпусов также сосредоточены на улучшении теплового управления для поддержания светового выхода и долговечности при более высоких рабочих токах и температурах окружающей среды.