PLCC-2 Kırmızı LED 2214 Veri Sayfası - 2.2x1.4mm - 2.05V Tipik - 30mA - 1120mcd - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, 2214 olarak adlandırılan PLCC-2 (Plastik Bacaklı Çip Taşıyıcı) yüzey montaj paketindeki yüksek parlaklıklı bir kırmızı LED'in tam teknik özelliklerini sağlar. Bu bileşen, zorlu uygulamalarda güvenilirlik ve performans için tasarlanmış olup, kompakt bir alan kaplaması ve geniş 120 derecelik görüş açısına sahiptir. Birincil tasarım hedefi, tutarlı renk çıktısı, uzun vadeli kararlılık ve endüstri standartlarına uyumun kritik olduğu otomotiv iç aydınlatma sistemleridir.

LED'in temel avantajları, otomotiv sınıfı ayrık optoelektronik cihazlar için AEC-Q102 standardına uygunluğunu içerir; bu da araç kullanımı için katı kalite ve güvenilirlik gereksinimlerini karşıladığını garanti eder. Ayrıca RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine uygunluğu ile sıkı çevre düzenlemelerine sahip küresel pazarlar için uygun hale gelir. Yüksek ışık şiddeti, sağlam yapı (Korozyon Dayanıklılık Sınıfı A1) ve kanıtlanmış paket teknolojisinin birleşimi, onu tasarımcılar için çok yönlü bir seçim haline getirir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Optik Özellikler

Ana performans metriği ışık şiddetidir ve standart 30 mA sürme akımında tipik değeri 1120 milikandela (mcd)'dir. Aynı koşul altındaki minimum ve maksimum değerler sırasıyla 900 mcd ve 1800 mcd'dir ve bu da üretim yayılımını gösterir. Algılanan rengi tanımlayan baskın dalga boyu tipik olarak 622 nanometre (nm) olup, 615 nm ile 627 nm aralığındadır. Bu, onu standart kırmızı spektrumda konumlandırır. Yoğunluğun tepe değerinin yarısı olduğu tam açı olarak tanımlanan görüş açısı 120 derecedir ve arka aydınlatma ve gösterge uygulamaları için uygun geniş, eşit bir aydınlatma deseni sağlar.

2.2 Elektriksel Özellikler

İleri voltaj (Vf), devre tasarımı için kritik bir parametredir. 30 mA'de tipik Vf 2.05 Volttur ve 1.75V (Min) ile 2.75V (Maks) arasında bir aralığa sahiptir. Mutlak maksimum sürekli ileri akım 50 mA iken, ≤10 μs darbe süreleri için 100 mA'lik bir darbe akımına izin verilir. Cihaz ters öngerilim çalışması için tasarlanmamıştır. İnsan Vücut Modeli (HBM) ile test edilen Elektrostatik Deşarj (ESD) hassasiyeti 2 kV olarak derecelendirilmiştir; bu, temel önlemlerle kullanım için standart bir seviyedir.

3. Termal Özellikler ve Güvenilirlik

Termal yönetim, LED ömrü ve performans kararlılığı için çok önemlidir. Yarı iletken ekleminden lehim noktasına termal direnç iki şekilde belirtilir: maksimum 160 K/W olan bir \"gerçek\" ölçüm (Rth JS gerçek) ve maksimum 125 K/W olan bir \"elektriksel\" yöntem (Rth JS el). Termal direnç ne kadar düşükse, ısı LED çipinden o kadar verimli bir şekilde uzaklaştırılır. İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 125°C'dir. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ile +110°C arasındadır ve bu da zorlu otomotiv ortamlarına uygunluğunu doğrular. Cihaz, 30 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığına sahip kurşunsuz reflow lehimleme profillerine dayanabilir.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler ana parametrelere göre sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması

Işık şiddeti, L1 (11.2-14 mcd) ile GA (18000-22400 mcd) arasında değişen alfasayısal bir kod sistemi kullanılarak sınıflandırılır. Bu spesifik parça numarası (2214-UR0301H-AM) için olası çıktı sınıfları vurgulanmıştır ve V2 (900-1120 mcd) ile AB (1400-1800 mcd) arasında değişir; 1120 mcd'lik tipik değer AA sınıfına (1120-1400 mcd) düşer. Tasarımcılar, sağlanan tam sınıfı bilmek için spesifik parça numarası sipariş bilgilerine danışmalıdır.

4.2 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Baskın dalga boyu 4 haneli kodlarla sınıflandırılır. Bu kırmızı LED ile ilgili sınıflar 600-640 nm aralığındadır. Bu parça için olası çıktı sınıfları, 2124 (621-624 nm) ile 3033 (630-633 nm) aralığını kapsar ve tipik 622 nm değeri 2124 sınıfına aittir. Sınıflandırma işlemine ±1 nm'lik bir tolerans uygulanır.

4.3 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj, voltaj aralığını voltun onda biri cinsinden temsil eden 4 haneli kodlar kullanılarak sınıflandırılır. Örneğin, 1720 sınıfı 1.75V ile 2.00V'u kapsar. 2.05V'luk tipik Vf, 2022 sınıfına (2.00-2.25V) düşer. Dar bir Vf sınıfından LED'ler seçmek, paralel dizilerde akım sınırlama devresi tasarımını basitleştirebilir.

5. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, değişen koşullar altındaki performansı karakterize eden birkaç grafik sağlar.

5.1 IV Eğrisi ve Bağıl Işık Şiddeti

İleri Akım - İleri Voltaj grafiği, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım grafiği, ışık çıktısının akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir ve optimum verimlilik için önerilen akımda sürülmenin önemini vurgular.

5.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Ana grafikler eklem sıcaklığının (Tj) etkisini gösterir. Bağıl Işık Şiddeti - Eklem Sıcaklığı eğrisi, sıcaklık arttıkça ışık çıktısının azaldığını gösterir; bu olay termal düşüş olarak bilinir. Bağıl İleri Voltaj - Eklem Sıcaklığı grafiği, Vf'nin sıcaklık arttıkça doğrusal olarak azaldığını gösterir; bu dolaylı sıcaklık izleme için kullanılabilir. Bağıl Dalga Boyu Kayması grafiği, baskın dalga boyunun sıcaklık arttıkça hafifçe arttığını (kırmızıya kaydığını) gösterir.

5.3 Derecelendirme ve Darbe İşleme

İleri Akım Derecelendirme Eğrisi, lehim pedi sıcaklığına bağlı olarak izin verilen maksimum sürekli akımı belirler. Örneğin, lehim noktası sıcaklığı (Ts) 110°C olduğunda maksimum akım 35 mA'dir. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi tablosu, çeşitli darbe genişlikleri ve görev döngüleri için maksimum tek darbe akım genliğini tanımlar; bu, çoklama veya strobo uygulamaları için kullanışlıdır.

6. Mekanik ve Paket Bilgisi

LED, endüstri standardı PLCC-2 paketini kullanır. \"2214\" tanımı tipik olarak yaklaşık 2.2mm uzunluk ve 1.4mm genişlikteki paket boyutlarını ifade eder. Mekanik çizim, lens için tam uzunluk, genişlik, yükseklik, bacak aralığı ve kesme boyutlarını detaylandırır. Polarite, tipik olarak paket gövdesinde bir çentik veya yeşil bir işaret olan bir katot işareti ile gösterilir. Güvenilir bir lehim bağlantısı ve PCB'ye uygun termal bağlantı sağlamak için önerilen lehim pedi düzeni sağlanır.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

Bileşen, kurşunsuz reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Önerilen reflow profili, Mutlak Maksimum Değerler'de tanımlandığı gibi 30 saniye boyunca 260°C tepe sıcaklığını içerir. Kullanım için önlemler, standart ESD işleme prosedürlerini, lense mekanik stres uygulamaktan kaçınmayı ve lehimleme işleminin belirtilen termal limitleri aşmamasını sağlamayı içerir. Uygun depolama koşulları, düşük nemli bir ortamda -40°C ile +110°C sıcaklık aralığı içindedir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama, anahtarlar, düğmeler ve gösterge paneli kümeleri için arka aydınlatma gibi otomotiv iç aydınlatmadır. Güvenilirliği ve AEC-Q102 uygunluğu, onu bu zorlu ortam için ideal kılar. Ayrıca, parlak, güvenilir bir kırmızı göstergeye ihtiyaç duyulan tüketici elektroniği ve endüstriyel ekipmanlarda genel gösterge ışıkları, durum ekranları ve arka aydınlatma için uygundur.

8.2 Tasarım Hususları

Devre tasarımcıları, ileri voltaj sınıfına ve besleme voltajına dayalı olarak tipik olarak bir seri direnç veya sabit akım sürücüsü olan uygun bir akım sınırlama şeması uygulamalıdır. Termal tasarım esastır; PCB düzeni, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında veya maksimum akıma yakın çalışırken ısıyı dağıtmak için yeterli bakır alanı (termal ped) sağlamalıdır. Bir dizide tutarlı renk ve parlaklık için, dar dalga boyu ve yoğunluk sınıfları belirtmek veya elektronik kalibrasyon kullanmak gerekli olabilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Otomotiv sınıfı olmayan LED'lerle karşılaştırıldığında, bu bileşenin temel farklılaştırıcıları, otomotiv uygulamaları için zorunlu olan AEC-Q102 uygunluğu ve genişletilmiş sıcaklık aralığıdır (-40°C ile +110°C). Korozyon Dayanıklılık Sınıfı A1 derecelendirmesi, otomotiv ortamlarında yaygın bir sorun olan kükürt ve diğer korozif atmosferlere karşı gelişmiş direnci gösterir. PLCC-2 paketi, daha küçük çip ölçekli paketlere veya daha büyük delikli LED'lere kıyasla boyut, lehimlenebilirlik ve ışık çıktısı açısından iyi bir denge sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Önerilen çalışma akımı nedir?

C: Standart test koşulu ve tipik performans 30 mA'de verilmiştir. 5 mA'den mutlak maksimum 50 mA'ye kadar çalıştırılabilir, ancak verimlilik ve ömür tipik akımda veya ona yakın değerlerde optimize edilir.

S: Sıcaklık parlaklığı nasıl etkiler?

C: Performans eğrilerinde gösterildiği gibi, eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık şiddeti azalır. Kararlı ışık çıktısını korumak için etkili bir soğutma çok önemlidir.

S: Bu LED'i 5V besleme ile sürebilir miyim?

C: Evet, ancak akımı sınırlamak için bir seri direnç gereklidir. Direnç değeri R = (Besleme Voltajı - LED Vf) / İstenen Akım'dır. Muhafazakar bir tasarım için sınıftan veya veri sayfasından maksimum Vf'yi kullanın.

S: 120°'lik görüş açısı ne anlama gelir?

C: Işık şiddetinin tepe değerinin en az yarısı olduğu açısal yayılım anlamına gelir (merkezde ölçülür). Çok geniş bir görüş alanı sağlar.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

10 özdeş kırmızı LED'e sahip bir otomotiv anahtar paneli için arka aydınlatma tasarlamayı düşünün. Sistem voltajı 12V'dur (otomotiv aküsü). Uzun ömür sağlamak için her LED'i 25 mA'de (30mA tipik değerin altında) sürmeyi seçiyoruz. En yüksek Vf sınıfından (maks. 2.75V) LED'ler kullandığımızı varsayarsak, her LED için seri direnç şöyle olacaktır: R = (12V - 2.75V) / 0.025A = 370 Ohm. Standart bir 360 veya 390 Ohm direnç uygun olacaktır. PCB düzeni, LED'leri gruplayacak ve termal pedlerini ısıyı dağıtmak için ortak bir bakır döküme bağlayacaktır. Tekdüze bir görünüm sağlamak için aynı baskın dalga boyu ve ışık şiddeti sınıfından LED'ler belirtilmesi önerilir.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu bir yarı iletken ışık yayan diyottur. Karakteristik ileri voltajını (~kırmızı için 2V) aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesi içinde yeniden birleşir (kırmızı için tipik olarak Alüminyum Galyum İndiyum Fosfit - AlGaInP tabanlıdır). Bu yeniden birleşme süreci, fotonlar (ışık) şeklinde enerji açığa çıkarır. Spesifik malzeme bileşimi ve yapısı, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Plastik paket, çipi kapsüller ve korur, elektriksel bağlantı için bir kurşun çerçeve içerir ve ışık çıktı hüzmesini şekillendiren kalıplanmış bir lens barındırır.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi SMD LED'lerde genel trend, daha yüksek verimliliktir (elektriksel girişin her watt'ı için daha fazla ışık çıktısı); bu da güç tüketimini ve termal yükü azaltır. Ayrıca, özellikle otomotiv ve endüstriyel uygulamalar için artan güvenilirlik ve daha uzun operasyonel ömür yönünde bir itici güç vardır. Paket küçültme devam etmektedir, ancak PLCC-2, performans, maliyet ve montaj kolaylığı açısından mükemmel dengesi nedeniyle popülerliğini korumaktadır. Ayrıca, devre tasarımını basitleştirmek için paket içinde entegre akım regülasyonu veya koruma diyotları gibi özelliklerin entegrasyonu büyüyen bir trenddir.