209-3SURSYGW/S530-A3 双色LED灯规格书 - 3mm圆形 - 电压2.0V - 亮红与黄绿

1. 产品概述

209-3SURSYGW/S530-A3是一款双色LED灯，其特点是在一个标准的3mm圆形封装内集成了两颗半导体芯片。该器件旨在提供均匀的光输出和宽广的视角，适用于各种指示灯和背光应用。此灯珠可发出两种截然不同的颜色：亮红色和亮黄绿色，这是通过为两颗芯片均采用AlGaInP（铝镓铟磷）材料技术实现的。双色版本采用白色漫射树脂封装，有助于漫射光线，使外观更加均匀。

本产品的核心优势包括：固态可靠性带来超长工作寿命、低功耗使其易于与集成电路兼容，以及符合RoHS、欧盟REACH和无卤素等主要环境与安全标准。其设计主要面向消费电子和计算机外设应用。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。不保证在此条件下或超出此条件运行。

• 连续正向电流 (IF)：SUR（亮红）和SYG（亮黄绿）芯片均为25 mA。
• 峰值正向电流 (IFP)：两颗芯片均为60 mA，可在1 kHz频率、占空比1/10的条件下允许。
• 反向电压 (VR)：5 V。超过此值可能导致结击穿。
• 功耗 (Pd)：每颗芯片60 mW。这是在环境温度Ta=25°C时器件可耗散的最大功率。
• 工作温度 (Topr)：-40°C 至 +85°C。器件设计在此环境温度范围内工作。
• 储存温度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C。
• 焊接温度 (Tsol)：最高260°C，持续时间不超过5秒，定义了回流焊温度曲线的耐受度。

2.2 光电特性

这些是在环境温度(Ta)为25°C、正向电流(IF)为20 mA下测得的典型性能参数（除非另有说明）。

• 正向电压 (VF)：两种颜色的典型值均为2.0V，范围从1.7V（最小）到2.4V（最大）。此低电压是实现低功耗运行的关键。
• 反向电流 (IR)：在VR=5V时最大为10 µA，表明具有良好的结隔离特性。
• 发光强度 (IV)：SUR（红）芯片的典型强度为50 mcd，而SYG（黄绿）芯片的典型强度为20 mcd。这种差异源于人眼的光谱光视效率响应以及芯片材料本身。
• 视角 (2θ1/2)：两种颜色典型的半角均为80度，提供了宽广的发射模式。
• 峰值波长 (λp)：SUR：632 nm（红），SYG：575 nm（黄绿）。
• 主波长 (λd)：SUR：624 nm，SYG：573 nm。这是人眼感知到的颜色对应的单一波长。
• 光谱辐射带宽 (Δλ)：两者均约为20 nm，定义了光谱纯度。

注：正向电压（±0.1V）、发光强度（±10%）和主波长（±1.0nm）的测量不确定度已指定。

3. 性能曲线分析

3.1 SUR（亮红）芯片特性

所提供的曲线有助于深入了解器件在不同条件下的行为。

• 相对强度 vs. 波长：显示在632 nm附近有一个尖锐的峰值，确认了红色发光。
• 指向性图：展示了与80度视角相对应的类朗伯发射轮廓。
• 正向电流 vs. 正向电压 (IV曲线)：展示了指数关系，这对于设计限流电路至关重要。该曲线显示了典型的开启电压和动态电阻。
• 相对强度 vs. 正向电流：显示光输出随电流增加而增加，但在较高电流下可能表现出非线性或饱和，强调了提供适当驱动条件的必要性。
• 相对强度 vs. 环境温度：表明随着环境温度升高，发光强度会下降，这是LED由于非辐射复合增加而产生的常见特性。
• 正向电流 vs. 环境温度：可能展示了在恒定电压偏置下的关系，突出了热效应对电流的影响。

3.2 SYG（亮黄绿）芯片特性

为SYG芯片提供了类似的曲线，但在波长相关图表中存在关键差异。

• 相对强度 vs. 波长：峰值集中在575 nm附近。
• 色度坐标 vs. 正向电流：这是SYG芯片特有的曲线，显示了感知颜色（色度坐标）如何随驱动电流的变化而轻微偏移，这对于颜色要求严格的应用非常重要。
• IV曲线、强度 vs. 电流曲线以及热依赖性曲线的趋势与SUR芯片相似，但具体数值符合SYG芯片的材料特性。

4. 机械与封装信息

4.1 封装尺寸

LED采用标准的3mm圆形封装。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位均为毫米。
• 凸缘高度必须小于1.5mm (0.059")。
• 除非另有说明，通用公差为±0.25mm。
• 图示显示了引脚间距、本体直径和总高度，这些对于PCB焊盘设计和机械装配至关重要。

4.2 极性识别

封装在阴极（负极）引脚一侧设有凸缘或平面。安装时必须注意正确的极性，以防止反向偏压损坏。

5. 焊接与组装指南

5.1 引脚成型

• 弯曲点必须距离环氧树脂灯珠底部至少3mm，以避免对内部芯片和键合线产生应力。
• 成型必须在焊接前 soldering.
• 完成。避免对封装施加应力。PCB孔必须与LED引脚完美对齐，以防止安装应力。
• 在室温下剪切引脚。

5.2 储存条件

• 推荐储存条件：运输后，温度≤30°C，相对湿度≤70%。
• 保质期：在此条件下为3个月。如需更长时间储存（最长1年），请使用充有氮气并放置干燥剂的密封容器。
• 避免在潮湿环境中温度骤变，以防凝结。

5.3 焊接工艺

焊点距离环氧树脂灯珠的最小距离应保持3mm。

• 手工焊接：烙铁头最高温度300°C（针对最大30W烙铁）。焊接时间最长3秒。
• 波峰焊/浸焊：预热最高温度100°C（最长60秒）。焊锡槽最高温度260°C，最长5秒。
• 提供了推荐的焊接温度曲线图，通常显示了升温、预热、回流和冷却阶段，以管理热应力。
• 避免在高温下对引脚施加应力。不要重复焊接。

6. 包装与订购信息

6.1 包装规格

LED采用防潮、防静电材料包装，以防静电放电(ESD)和环境湿度影响。

• 包装流程：LED放入防静电袋。多个防静电袋放入内盒。多个内盒装入外箱。
• 包装数量：每袋最少200至1000片。每内盒4袋。每外箱10个内盒。

6.2 标签说明

包装标签包含多个代码：

• CPN：客户零件号。
• P/N：制造商零件号（例如，209-3SURSYGW/S530-A3）。
• QTY：包装内数量。
• CAT：发光强度和正向电压等级（分档信息）。
• HUE：颜色等级（波长分档）。
• REF：正向电压参考值。
• LOT No：可追溯的生产批号。

7. 应用建议

7.1 典型应用场景

如规格书所列，主要应用包括：

• 电视机（状态指示灯、背光）
• 显示器（电源/活动指示灯）
• 电话（线路状态、留言等待指示灯）
• 计算机（硬盘活动、电源指示灯）

双色功能允许使用单个元件占位实现双状态指示（例如，红色表示待机/错误，绿色表示通电/正常）。

7.2 设计注意事项

• 电流限制：始终使用串联电阻或恒流驱动器将正向电流限制在20mA或以下进行连续运行，并遵守25mA的绝对最大额定值。
• 热管理：虽然功耗较低，但需确保工作环境温度不超过85°C。避免靠近其他热源。
• ESD防护：尽管包装在防静电材料中，组装期间仍应遵守标准的ESD处理预防措施。
• 光学设计：宽广的视角适合直接观看。如需聚焦或导光，可能需要外部透镜或导光管。

8. 技术对比与差异化

虽然这份单独的规格书未提供与其他型号的直接比较，但可以推断出本产品的关键差异化特点：

• 3mm封装内的双芯片、双色：在非常常见且小巧的封装尺寸内集成了两种功能（两种颜色），与使用两个单独的LED相比，节省了电路板空间。
• 匹配的芯片：两颗芯片经过匹配以实现均匀的光输出，这对于指示灯应用中的美观一致性非常重要。
• AlGaInP材料：对于红色和黄绿色，与某些颜色的旧技术（如GaAsP）相比，这种材料通常能提供更高的效率和更好的温度稳定性。
• 全面合规：符合RoHS、REACH和无卤素标准，这对于服务于全球市场的现代电子制造至关重要。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

9.1 我可以连续以25mA驱动此LED吗？

虽然连续正向电流的绝对最大额定值为25mA，但光电特性是在20mA下指定的。为了确保长期可靠运行并考虑电源电压和温度的潜在变化，标准的工程设计实践是在或低于20mA的典型测试条件下运行。以25mA运行可能会缩短寿命并增加热应力。

9.2 为什么红色和黄绿色芯片的发光强度不同？

这种差异（典型值50 mcd vs. 20 mcd）主要归因于两个因素：AlGaInP材料在产生这些特定波长光时的固有效率，以及人眼的敏感度（明视觉响应）。人眼对绿光（约555 nm）最敏感。黄绿芯片（575 nm）比红芯片（632 nm）更接近这个峰值，但材料效率和内部封装光学结构也对最终以毫坎德拉测量的强度起着重要作用。

9.3 在我的电路设计中，如何理解标签上的‘CAT’和‘HUE’？

‘CAT’指的是发光强度和正向电压的组合分档。‘HUE’指的是波长（颜色）分档。对于需要在多个LED之间保持亮度或颜色高度一致的应用，您应指定或选择来自相同CAT和HUE分档的LED。对于非关键的指示灯应用，这可能不那么重要。规格书提供了范围（最小/典型/最大）；分档代表了这些范围内的细分。

10. 设计使用案例示例

场景：网络路由器的双状态系统状态指示灯。

设计师需要一个LED来显示两种状态：常亮红色表示‘系统错误/启动中’，常亮黄绿色表示‘正常运行/在线’。

• 元件选择：209-3SURSYGW/S530-A3是理想选择，因为它在一个3mm封装内提供了所需的两种颜色。
• 原理图设计：该LED有三个引脚：共阳极还是共阴极？规格书将其描述为带有两颗芯片的双色灯。通常，此类3引脚封装的两颗芯片共用一个阴极（或阳极），每颗芯片的另一引脚是独立的。设计师必须检查内部连接图（由零件号结构暗示），并相应地设计驱动电路，使用微控制器的两个GPIO引脚并串联电阻（例如，对于5V电源，使用150-200欧姆电阻以实现约20mA电流）。
• PCB布局：使用封装尺寸创建焊盘图形，确保正确表示3mm孔距和极性标记（凸缘）。根据焊接指南，保持LED本体与任何焊盘之间有3mm的间隙。
• 软件控制：要显示红色，将SUR芯片引脚驱动为高电平（如果是共阴极），同时保持SYG引脚为低电平。要显示黄绿色，将SYG芯片引脚驱动为高电平，并保持SUR引脚为低电平。确保一次只驱动一种颜色，除非需要特定的混色效果（这需要电流平衡）。

11. 技术原理介绍

LED基于半导体材料中的电致发光原理工作。核心芯片由AlGaInP（铝镓铟磷）制成，这是一种III-V族化合物半导体。

• 光产生：当在芯片的p-n结上施加正向电压时，来自n型区的电子和来自p型区的空穴被注入到有源区。当这些载流子复合时，它们以光子（光）的形式释放能量。光的特定波长（颜色）由半导体材料的带隙能量决定，这是通过调整AlGaInP晶格中铝、镓和铟的比例精心设计的。
• 颜色确定：对于SUR芯片，调整其成分以产生能量对应于红光（约624-632 nm）的光子。对于SYG芯片，略微不同的成分产生黄绿光（约573-575 nm）的光子。
• 封装功能：环氧树脂封装具有多种用途：封装并保护脆弱的半导体芯片和键合线免受机械和环境损伤；作为透镜塑造光输出光束（实现80度视角）；在‘白色漫射’版本中，它包含漫射粒子以散射光线，创造出更均匀、不那么刺眼的外观。

12. 行业趋势与背景

本产品反映了LED行业的几个持续趋势：

• 功能增强的小型化：将多个芯片（双色）集成到像3mm圆形这样的标准小型封装中，使设计师能够在不增加电路板空间的情况下增加功能。
• 聚焦材料科学：对红色和黄绿色均使用AlGaInP，表明行业正朝着更高性能的材料体系发展，与传统替代方案相比，能提供更好的效率、亮度和热稳定性。
• 严格的环境合规性：明确列出符合RoHS、REACH和无卤素标准，现在已成为在全球销售的电子产品中所用元件的基本要求，这是由环境法规和消费者需求驱动的。
• 标准化与可靠性：关于绝对最大额定值、焊接温度曲线和储存条件的详细规格，突显了行业对确保元件在大批量、自动化制造过程中可靠性的关注。提供广泛的性能曲线使工程师能够更准确地预测LED在其特定应用中的行为。

虽然这是一种成熟的产品类型，但其设计和文档体现了当前对可靠、合规且规格明确的分离式光电元件的期望。