Техническая спецификация (Datasheet) светодиода T-1 3/4 желтого свечения - 5мм диаметр - 2.4В прямое напряжение - 75мВт рассеиваемая мощность

1. Обзор продукта

Данный документ содержит полные технические характеристики высокопроизводительного светодиода для монтажа в отверстия. Устройство предназначено для применения в качестве индикаторов общего назначения и для подсветки, где первостепенное значение имеют надежность, эффективность и простота интеграции. В нем используется полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения чистого желтого света, что обеспечивает баланс видимой четкости и энергоэффективности.

Светодиод выполнен в популярном корпусе T-1 3/4, что соответствует диаметру линзы 5 мм, что делает его совместимым с огромным количеством существующих разводок печатных плат и вырезов на панелях. Конструкция ориентирована на низкое энергопотребление и высокую силу света, что делает его подходящим для устройств с батарейным питанием или применений, где критически важно минимизировать потребление энергии. Продукт соответствует директиве RoHS, что указывает на отсутствие опасных веществ, таких как свинец (Pb).

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные значения

Пределы работы устройства определены при определенных условиях окружающей среды (TA=25°C). Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальное количество мощности, которое устройство может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на устройство.
• Пиковый прямой ток:60 мА. Этот более высокий ток допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для обработки кратковременных всплесков.
• Коэффициент снижения номинала:0.4 мА/°C выше 50°C. Максимальный постоянный ток должен линейно уменьшаться по мере роста температуры окружающей среды выше 50°C для предотвращения перегрева.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +100°C. Диапазон температуры окружающей среды, в котором гарантируется работа устройства.
• Диапазон температур хранения:от -55°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм от корпуса светодиода. Это определяет тепловой профиль для процессов ручной или волновой пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти параметры измеряются при стандартных условиях испытаний: IF = 20мА и TA = 25°C, что обеспечивает базовую производительность.

• Сила света (Iv):400 - 2500 мкд (милликандела), типичное значение 1150 мкд. Этот широкий диапазон управляется через систему сортировки (подробнее далее). Интенсивность измеряется с помощью датчика с фильтром, соответствующим фотопической реакции человеческого глаза (кривая МКО).
• Угол обзора (2θ1/2):30 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины значения, измеренного на центральной оси. Указывает на умеренно сфокусированный луч.
• Пиковая длина волны излучения (λP):591 нм. Длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.
• Доминирующая длина волны (λd):582 - 596 нм. Это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом, которая определяет цвет, полученный из диаграммы цветности МКО. Гарантирует, что желтый цвет находится в заданном диапазоне.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм. Ширина излучаемого спектра на половине его максимальной мощности, указывающая на чистоту цвета.
• Прямое напряжение (VF):2.05 - 2.4 В, типичное значение 2.4В при 20мА. Это падение напряжения на светодиоде во время работы.
• Обратный ток (IR):максимум 100 мкА при VR = 5В. Светодиоды не предназначены для работы в обратном смещении; этот параметр предназначен только для целей тестирования на утечку.

3. Объяснение системы сортировки

Для обеспечения единообразия в приложениях светодиоды сортируются (распределяются по бинам) на основе ключевых оптических параметров. В данной спецификации подробно описана система сортировки по силе света.

Сортировка по силе света (@ 20мА):Светодиоды классифицируются на шесть бинов (от SB1 до SB6), каждый из которых имеет минимальный и максимальный диапазон интенсивности. Допуск для каждого предела бина составляет ±15%.

• SB1:1900 - 2500 мкд
• SB2:1500 - 1900 мкд
• SB3:1150 - 1500 мкд
• SB4:880 - 1150 мкд
• SB5:680 - 880 мкд
• SB6:400 - 680 мкд

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), параметры подразумевают стандартные кривые поведения светодиода, которые следует учитывать при проектировании:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Зависимость носит экспоненциальный характер. Небольшое увеличение напряжения сверх типичного VF вызывает большое увеличение тока, что требует мер по ограничению тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока (Кривая I-Iv):Интенсивность обычно увеличивается с ростом тока, но может насыщаться или снижаться при очень высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Световой поток обычно уменьшается по мере роста температуры перехода светодиода. Коэффициент снижения номинала для тока косвенно управляет этим тепловым эффектом.
• Спектральное распределение:Излучение представляет собой узкую полосу с центром вокруг пиковой длины волны 591 нм, что характерно для технологии AlInGaP и обеспечивает хорошую насыщенность цвета.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры корпуса

Устройство использует стандартный корпус с радиальными выводами и прозрачной линзой диаметром T-1 3/4 (5 мм). Ключевые размерные примечания включают:

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

5.2 Определение полярности

Для светодиодов для монтажа в отверстия катод обычно обозначается плоским срезом на ободке линзы, более коротким выводом или выемкой на фланце. Чертеж размеров в спецификации уточняет конкретный маркер. Правильная полярность необходима для работы.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение имеет решающее значение для надежности. В документе приведены подробные предостережения:

• Формовка выводов:Должна выполняться при комнатной температуре, до пайки. Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Не используйте корпус в качестве точки опоры.
• Пайка:
  • Пайка паяльником:Макс. температура 350°C, макс. время 3 секунды (только один раз).
  • Волновая пайка:Предварительный нагрев до макс. 100°C в течение макс. 60 сек, волна припоя при макс. 260°C в течение макс. 5 сек.
  • Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от основания линзы до точки пайки. Избегайте погружения линзы в припой, чтобы предотвратить подъем смолы по выводам, что может вызвать проблемы с пайкой.
  • Не рекомендуется:Пайка оплавлением ИК-излучением не подходит для данного продукта для монтажа в отверстия.
• Очистка:При необходимости используйте спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт.
• Хранение:Храните в условиях, не превышающих 30°C и 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для более длительного хранения используйте герметичные контейнеры с осушителем или в азотной атмосфере.

7. Информация об упаковке и заказе

Стандартный процесс упаковки выглядит следующим образом:

• Упаковка единиц:1000, 500, 200 или 100 штук в антистатический пакет.
• Внутренняя коробка:8 упаковочных пакетов в коробке, всего 8000 штук.
• Внешняя коробка (отгрузочная партия):8 внутренних коробок во внешней коробке, всего 64 000 штук. Финальная упаковка в отгрузочной партии может быть неполной.

Конкретный номер детали для этого устройства — LTL2R3KSK, который кодирует информацию о типе линзы (прозрачная), технологии источника (AlInGaP) и цвете (желтый).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод предназначен для обычного электронного оборудования, включая:

• Индикаторы состояния и питания в потребительской электронике, бытовой технике и офисном оборудовании.
• Подсветка панелей и подсветка переключателей и дисплеев.
• Сигнализация общего назначения и декоративное освещение, где требуется четкое желтое указание.

Важное примечание:Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью (авиация, медицинские устройства, системы безопасности), необходимы специальные консультации и квалификация.

8.2 Соображения по проектированию и метод управления

Светодиод — это устройство, управляемое током. Для обеспечения постоянной яркости, особенно при параллельном включении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода(Схема A).(Circuit Model A).

Использование общего источника напряжения с одним резистором для нескольких параллельных светодиодов (Схема B) не рекомендуется. Небольшие различия в характеристике прямого напряжения (VF) от одного светодиода к другому вызовут значительные различия в токе, протекающем через каждый, что приведет к неравномерной яркости. Последовательный резистор для каждого светодиода стабилизирует ток и компенсирует эти незначительные различия VF.

Значение резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для надежности), а IF — желаемый прямой ток (например, 20 мА).

9. Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Для предотвращения повреждений:

• Операторы должны носить токопроводящие браслеты или антистатические перчатки.
• Все оборудование, рабочие места и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены.
• Используйте ионизатор для нейтрализации статических зарядов, которые могут накапливаться на пластиковой линзе.
• Работайте с устройствами в зонах, защищенных от ESD.

10. Техническое сравнение и отличия

Этот желтый светодиод AlInGaP предлагает явные преимущества:

• По сравнению с традиционными желтыми светодиодами на основе люминофора:AlInGaP — это прямой полупроводниковый материал для желтого света, обеспечивающий более высокую эффективность, лучшую стабильность цвета во времени и при изменении температуры, а также потенциально более длительный срок службы по сравнению со старыми технологиями, такими как синий светодиод с желтым люминофором.
• По сравнению с другими цветами в аналогичном корпусе:Указанный угол обзора (30°) обеспечивает более сфокусированный луч, чем у широкоугольных светодиодов, что делает его подходящим для применений, требующих направленного света или более высокой осевой интенсивности.
• Ключевые преимущества, кратко:Высокая сила света, низкое энергопотребление, высокая эффективность, соответствие RoHS и совместимость со стандартным монтажом T-1 3/4.

11. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с выхода логики 5В или 3.3В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 5В и типичном VF 2.4В при 20мА требуется резистор примерно (5В - 2.4В) / 0.02А = 130 Ом. Всегда проверяйте максимальный номинальный ток.

В2: Почему такой широкий диапазон силы света (400-2500 мкд)?

О: Это отражает естественные вариации в производстве полупроводников. Система сортировки (SB1-SB6) позволяет приобретать светодиоды в более узком, заданном диапазоне яркости для вашего применения, чтобы обеспечить единообразие.

В3: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λP) — это физический пик излучаемого спектра света. Доминирующая длина волны (λd) рассчитывается из цветовых координат и представляет собой единственную длину волны, которую человеческий глаз воспринимает как цвет. λd более актуальна для спецификации цвета.

В4: Можно ли использовать его для наружных применений?

О: Диапазон рабочих температур (от -40°C до +100°C) допускает многие наружные условия. Однако следует учитывать дополнительные факторы, такие как устойчивость линзы к УФ-излучению и проникновению влаги, которые не указаны в данной спецификации. Может потребоваться защитное покрытие или использование светодиода, рассчитанного на наружное применение.

12. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели управления с 10 однородными желтыми индикаторами состояния, питаемыми от шины постоянного тока 12В.

Этапы проектирования:

1. Выбор светодиода:Выберите светодиоды из одного бина интенсивности (например, SB3: 1150-1500 мкд), чтобы гарантировать совпадение яркости.
2. Установка тока:Выберите стандартный ток управления 20 мА для хорошей яркости и долговечности.
3. Расчет резистора:Используя максимальное VF (2.4В) для надежности: R = (12В - 2.4В) / 0.02А = 480 Ом. Ближайшее стандартное значение — 470 Ом. Пересчет тока: IF = (12В - 2.4В) / 470Ω ≈ 20.4 мА (безопасно).
4. Мощность на резисторе:P_R = IF^2 * R = (0.0204А)^2 * 470Ω ≈ 0.196 Вт. Используйте резистор на 1/4 Вт.
5. Размещение на плате:Разместите каждый светодиод с его выделенным резистором 470 Ом последовательно. Убедитесь, что отверстия на печатной плате соответствуют расстоянию между выводами из чертежа размеров в спецификации. Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от корпуса светодиода до контактной площадки.
6. Сборка:Точно следуйте рекомендациям по пайке, используя паяльник с контролируемой температурой, чтобы избежать теплового повреждения.

Такой подход гарантирует, что все 10 индикаторов будут иметь стабильные и надежные характеристики.

13. Принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее энергию запрещенной зоны материала, электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Когда эти носители заряда рекомбинируют, они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае желтому (~590 нм). Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует выходной световой луч.

14. Тенденции в технологии

Хотя светодиоды для монтажа в отверстия остаются важными для прототипирования, ремонта и некоторых промышленных применений, в более широкой оптоэлектронной промышленности наблюдается тенденция к использованию корпусов для поверхностного монтажа (SMD) в большинстве новых разработок. SMD-светодиоды предлагают преимущества в автоматизированной сборке, меньшем занимаемом месте и лучшем тепловом управлении. Для компонентов для монтажа в отверстия текущие разработки сосредоточены на повышении эффективности (больше светового потока на ватт), улучшении цветовой однородности за счет продвинутой сортировки и повышении надежности в жестких условиях окружающей среды. Используемая здесь система материалов AlInGaP представляет собой зрелую и эффективную технологию для янтарного, желтого и красного цветов, при этом постепенные улучшения в эпитаксиальном росте и упаковке продолжают расширять границы производительности.