209UYOSUGC/S530-A3 LED灯规格书 - 橙/绿双色 - 20mA - 3.3V典型值 - 简体中文技术文档

1. 产品概述

209UYOSUGC/S530-A3是一款紧凑型表面贴装LED灯，专为指示灯和背光应用而设计。它在单一封装内集成了两个半导体芯片，能够发出两种截然不同的颜色：亮橙色和亮绿色。这种双色配置为空间受限的电子设备中的状态指示、多状态信号传递以及装饰性照明提供了灵活的设计方案。

该产品的核心优势在于其匹配的芯片技术，确保两种颜色具有均匀的光输出和一致的宽视角。凭借固态可靠性结构，其工作寿命远超传统的白炽灯泡。该器件专为低功耗运行设计，与集成电路驱动逻辑兼容，并符合RoHS、欧盟REACH和无卤素等主要环境与安全标准。

目标市场涵盖需要可靠、低成本、多功能状态指示的消费电子和计算机外设。其主要应用包括电视机、电脑显示器、电话以及各种计算机组件。

2. 技术参数详解

2.1 光电特性

LED的性能在标准条件下定义（Ta=25°C）。该器件包含两种不同的芯片类型，分别标记为UYO（亮橙色）和SUG（亮绿色），每种都有其独特的参数。

正向电压（VF）：UYO（橙色）芯片在20mA测试电流下的典型正向电压为2.0V（最小值1.7V，最大值2.4V）。SUG（绿色）芯片在相同的20mA条件下，典型正向电压较高，为3.3V（最小值2.7V，最大值3.7V）。这种差异对于电路设计至关重要，尤其是在从公共电压轨驱动两种颜色时，可能需要不同阻值的限流电阻或恒流驱动器。

发光强度（IV）：UYO芯片的典型发光强度为200毫坎德拉（mcd），最小值为100 mcd。SUG芯片提供更高的典型输出，为320 mcd，最小值为160 mcd。此参数定义了LED的感知亮度。

视角（2θ1/2）：两种芯片均提供典型的50度宽视角。这定义了发光强度至少为其峰值一半的角度范围，确保从不同视角都能获得良好的可见性。

光谱特性：UYO芯片的峰值波长（λp）为611 nm，主波长（λd）为605 nm，属于橙红色区域特征。其光谱带宽（Δλ）为17 nm。SUG芯片的峰值波长为518 nm，主波长为525 nm（绿色），光谱带宽更宽，为35 nm。

2.2 绝对最大额定值与电气参数

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限值。在任何工作条件下都不应超过。

连续正向电流（IF）：UYO和SUG芯片的最大允许连续正向电流均为25 mA。超过此限制运行会因过热而导致灾难性故障。

反向电压（VR）：可施加的最大反向电压为5V。超过此值可能导致结击穿。

功耗（Pd）：UYO芯片的最大功耗为60 mW，而SUG芯片为90 mW。此额定值考虑了封装内产生的总热量。

反向电流（IR）：在最大反向电压5V下，UYO的最大反向电流为10 μA，SUG为50 μA，这反映了二极管结的漏电特性。

3. 热与环境规格

工作温度（Topr）：该器件额定可在-40°C至+85°C的环境温度范围内连续工作。

存储温度（Tstg）：该器件可在-40°C至+100°C的温度范围内无外加电源存储。

焊接温度（Tsol）：该封装兼容回流焊工艺。推荐的温度曲线包括峰值温度260°C，最长持续时间5秒。这是PCB组装的关键参数，以避免损坏环氧树脂或内部引线键合。

4. 性能曲线分析

4.1 UYO（橙色）芯片特性

提供的曲线以图形方式展示了关键行为。相对强度 vs. 波长曲线显示了一个以611 nm为中心的尖锐峰值，确认了橙色光。指向性图样说明了50度视角，展示了强度如何从中心轴对称地下降。

The正向电流 vs. 正向电压（I-V）曲线是非线性的，这是二极管的典型特征。对于UYO芯片，一旦超过开启阈值，电压会急剧上升，然后随着电流增加而更平缓地上升。相对强度 vs. 正向电流曲线显示光输出随电流线性增加，直至达到额定最大值，这对于模拟调光控制至关重要。

The相对强度 vs. 环境温度曲线展示了热淬灭效应：随着温度升高，发光效率和输出强度下降。正向电流 vs. 环境温度曲线（在恒定电压下）显示，对于固定的施加电压，正向电流会随着温度升高而增加，这是二极管正向电压负温度系数的特征。如果没有适当的限流电路管理，这可能导致热失控。

4.2 SUG（绿色）芯片特性

SUG芯片的曲线遵循相似的趋势，但数值不同。其I-V曲线起始于更高的电压，与其3.3V的典型Vf一致。强度与电流的关系也是线性的。为绿色芯片提供了额外的色度坐标 vs. 正向电流曲线。这条曲线至关重要，因为它显示了感知颜色（CIE图上的x，y坐标）如何随着驱动电流的变化而轻微偏移，与AlGaInP（红/橙）LED相比，这种效应在InGaN（绿/蓝）LED中更为明显。

5. 机械与封装信息

该器件采用标准表面贴装封装。关键尺寸说明包括：所有尺寸单位为毫米；元件凸缘高度必须小于1.5mm；未指定尺寸的公差为±0.25mm。尺寸图通常显示本体长度、宽度和高度、引脚间距（节距）以及阴极标识符的位置（通常是封装上的凹口、平面或绿点）。正确解读此图纸对于PCB焊盘设计至关重要，以确保正确的放置和焊接。

6. 焊接与组装指南

正确处理对可靠性至关重要。引脚成型：如果需要弯曲引脚（用于通孔变体或特殊的SMT放置），弯曲点必须距离环氧树脂灯体基座至少3mm，必须在焊接前进行，并且必须避免对封装施加应力。切割引脚应在室温下进行。

存储：LED应存储在≤30°C且相对湿度≤70%的环境中。从发货起的保质期为3个月。对于更长时间的存储（最长1年），建议使用带干燥剂的密封氮气环境。避免在潮湿环境中温度骤变，以防冷凝。

焊接工艺：保持焊点到环氧树脂灯体的最小距离为3mm。推荐条件如下：

- 手工焊接：烙铁头温度≤300°C（最大30W），时间≤3秒。

- 波峰焊/浸焊：预热≤100°C，时间≤60秒；焊锡槽温度≤260°C，时间≤5秒。

建议参考焊接温度曲线图，该图显示了逐渐升温、持续峰值和受控冷却阶段，以最大限度地减少热冲击。避免在高温下对引脚施加应力。不要使用浸焊或手工方法对器件进行多次焊接。在焊接后器件冷却至室温前，保护其免受机械冲击。不建议进行快速强制冷却。

7. 包装与订购信息

产品采用防潮、防静电包装运输，以保护其在运输和存储过程中免受静电放电和环境损害。包装层级为：LED放置在防静电袋中（每袋200-500片）。六个袋子装入一个内盒。十个内盒装入一个外箱。

包装上的标签包含多个代码：

- CPN：客户部件号。

- P/N：制造商部件号（209UYOSUGC/S530-A3）。

- QTY：包装内数量。

- CAT：发光强度等级（分档）。

- HUE：主波长等级（分档）。

- REF：正向电压等级（分档）。

- LOT No：生产批号，用于追溯。

此分档信息（CAT、HUE、REF）对于需要严格颜色或亮度一致性的应用至关重要，因为它允许从特定的性能组中选择LED。

8. 应用建议与设计考量

典型应用电路：最常见的驱动方法是串联限流电阻。电阻值（R）使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - LED正向电压) / 正向电流，其中LED正向电压是在所需电流（If，通常为20mA或更小）下被驱动的特定芯片（UYO或SUG）的正向电压。由于两种LED的Vf特性不同，不建议使用单个电阻并联驱动两者；它们应通过单独的电阻驱动或独立切换。

PCB布局：PCB焊盘必须与封装尺寸精确匹配。确保布局上的阴极/阳极方向正确。如果在接近最大额定值下工作，需提供足够的铜面积以散热，但对于20mA的典型指示灯应用，这一点不那么关键。

多路复用：对于需要独立控制两种颜色的应用，双色LED可以连接为共阴极或共阳极配置（规格书指明这是双色类型，意味着每种颜色两个引脚，可能是一个4引脚器件）。这允许其由微控制器GPIO引脚或具有多路复用功能的专用LED驱动IC驱动，从而节省I/O引脚。

9. 技术对比与差异化

209UYOSUGC/S530-A3的主要差异化在于其在单一SMT封装中实现双芯片、双色功能。与使用两个独立的单色LED相比，这节省了PCB空间，简化了组装（一次放置 vs. 两次），并确保了两个光源的完美对齐。芯片匹配以实现均匀输出和视角是关键的质量特性，在低成本的替代品中并不总是具备。

其符合无卤素（Br<900ppm，Cl<900ppm，Br+Cl<1500ppm）、RoHS和REACH标准，使其适用于在欧盟等受环境法规约束的市场销售的产品。指定的宽视角（50°）比窄角LED提供了更好的离轴可见性，这对面板指示灯是有利的。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以同时以全20mA驱动橙色和绿色LED吗？

答：从电气上讲，如果它们在独立电路上，是可以的。但是，需要考虑封装内的总功耗。同时以20mA工作将导致Pd_UYO ~40mW和Pd_SUG ~66mW（使用典型Vf计算）。必须在封装的热限范围内管理组合的热量产生，尤其是在高环境温度下。

问：为什么橙色和绿色芯片的正向电压差异如此之大？

答：这是由于基本的半导体材料决定的。橙色芯片使用AlGaInP，其带隙能量较低，导致正向电压较低（约2.0V）。绿色芯片使用InGaN，其带隙较高，需要更高的正向电压（约3.3V）来实现载流子注入和复合，从而发射出更高能量（更短波长）的光子。

问：如何解读标签上的'CAT'、'HUE'和'REF'代码？

答：这些是分档代码。制造商测试LED并根据测量性能将其分类到不同的组（档位）中。'CAT'根据发光强度对LED分组（例如，对于SUG，160-200 mcd，200-240 mcd）。'HUE'根据主波长分组（例如，对于SUG，520-525 nm，525-530 nm）。'REF'根据正向电压分组。订购特定档位可确保最终产品外观和行为具有更严格的一致性。

问：焊点到环氧树脂灯体保持3mm最小距离的目的是什么？

答：这是一条关键的热管理规则。焊点会变得非常热。如果焊接产生的热量传导到离环氧树脂灯体太近的地方，可能会导致几个问题：环氧树脂的热应力开裂、环氧树脂光学性能退化（变黄），或损坏连接芯片与引脚的脆弱引线键合。3mm的距离允许引线框架充当散热器，在热量到达敏感元件之前将其耗散。

11. 实际应用示例

场景：网络路由器的双状态指示灯。路由器需要指示电源（常亮）和网络活动（闪烁）。使用209UYOSUGC/S530-A3，设计师可以用一个组件实现此功能：橙色LED可由电源轨（通过一个电阻）驱动以指示“电源开启”。绿色LED可连接到微控制器GPIO引脚（通过另一个电阻），并编程为响应网络数据包而闪烁。这在前面板上单一、紧凑的占位面积内提供了清晰的双色状态指示。50度的宽视角确保从设备前方的广泛范围内都能看到状态。设计必须计算单独的电阻：例如，对于5V电源，R_橙色 = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150欧姆；R_绿色 = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85欧姆（使用最接近的标准值，82或91欧姆）。

12. 工作原理

LED是一种半导体二极管。当施加在p-n结上的正向电压超过其带隙时，来自n型材料的电子与来自p型材料的空穴复合。这种复合事件以光子（光）的形式释放能量。发射光的颜色（波长）由半导体材料的带隙能量决定。209灯使用两种不同的材料体系：用于橙色发射的AlGaInP（磷化铝镓铟）和用于绿色发射的InGaN（氮化铟镓）。这些材料作为外延层生长在衬底上。合金的具体成分在制造过程中被严格控制，以达到目标峰值波长和主波长。环氧树脂封装用于保护精密的半导体芯片和引线键合，其圆顶形状充当主透镜，以塑造光输出并实现指定的视角。

13. 技术趋势与背景

209UYOSUGC/S530-A3代表了LED技术中的一个成熟产品类别。影响该领域的关键趋势包括：

- 效率提升：外延生长和芯片设计的持续改进带来了更高的发光效率（每电瓦产生更多光输出），允许在更低电流下实现相似的亮度，从而降低功耗和热量产生。

- 小型化：对更小电子设备的追求持续推动LED向更小的封装尺寸发展，同时保持或改善光学性能。

- 颜色一致性与分档：制造过程控制的进步使得性能分布更集中，减少了对广泛分档的需求，并提供了器件间更一致的颜色和亮度。

- 集成解决方案：趋势是采用集成电流控制和时序逻辑的LED驱动器，简化了多色指示灯系统的设计。虽然双色LED的基本原理保持稳定，但这些周边的技术进步持续改善了此类元件在最终应用中的性能、可靠性和易用性。