1. 产品概述
本文档详细说明了一款专为直插式安装设计的高效、低功耗绿色发光二极管（LED）的技术规格。该器件采用氮化铟镓（InGaN）技术，可发出清晰的绿光。其主要优势包括：由于所需电流较低，可与集成电路兼容；并可在印刷电路板或面板上实现灵活的安装。其流行的T-1 3/4封装直径（约5毫米）使其成为适用于消费电子、仪器仪表和通用信号指示等广泛领域指示灯及照明应用的标准元件。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
为确保可靠性并防止损坏，该器件必须在严格的环境和电气极限内工作。在环境温度（TA）为25°C时，最大功耗为123毫瓦。直流正向电流不应超过30毫安。在脉冲工作模式下，在特定条件下（占空比1/10，脉冲宽度0.1毫秒）允许的峰值正向电流为100毫安。工作温度范围为-25°C至+80°C，存储温度范围为-30°C至+100°C。焊接时，引脚可承受260°C高温，最长5秒，前提是焊点距离LED本体至少1.6毫米（0.063英寸）。
2.2 电气与光学特性
关键性能参数在TA=25°C条件下测量。在正向电流（IV）为20毫安时，发光强度（IF）的典型值为8000毫坎德拉（mcd），最小值为2500 mcd，最大值为18800 mcd。保证的发光强度值具有±15%的容差。视角（2θ1/2）定义为发光强度降至轴向值一半时的离轴角度，为20度。主波长（λd）为525纳米，位于绿色光谱区，谱线半宽（Δλ）为35纳米。在IF=20mA时，正向电压（VF）典型值为4.0V，最大值为4.0V。当施加5V反向电压（VR）时，最大反向电流（IR）为100微安。必须注意，该器件并非为反向工作而设计；此测试条件仅用于表征。
3. 分档系统说明
为确保应用中的一致性，LED的发光输出被分为不同档位。每个包装袋上标记的分档代码，根据20mA下的最小和最大发光强度进行分类。档位范围从T2（2500-3390 mcd）到W2（14110-18800 mcd）。每个档位极限值具有±15%的容差。此系统允许设计人员根据其特定应用选择所需亮度级别的LED，确保多个LED一起使用时视觉上的一致性。
4. 性能曲线分析
虽然文档中引用了具体的图形数据（第4页的典型电气/光学特性曲线），但对此类元件的标准分析通常包括：正向电流与正向电压（I-V）曲线，该曲线显示了指数关系，有助于设计限流电路。发光强度与正向电流曲线通常在工作范围内呈现近线性关系。发光强度与环境温度曲线对于理解高温下输出衰减至关重要。光谱分布曲线将以525纳米主波长为中心，并具有指定的35纳米半宽。
5. 机械与封装信息
该LED采用标准T-1 3/4圆形封装，配有无色透明透镜。关键尺寸说明包括：所有尺寸单位为毫米（括号内为英寸），除非另有说明，一般公差为±0.25毫米（.010"）。凸缘下方树脂的最大凸出量为1.0毫米（.04"）。引脚间距在引脚从封装本体伸出的位置测量。正确的机械操作至关重要；必须在焊接前于常温下，在距离LED透镜基座至少3毫米处进行引脚成型，以避免内部应力。
6. 焊接与组装指南
正确的操作对LED寿命至关重要。焊接时，必须在透镜基座与焊点之间保持至少2毫米的间隙。严禁将透镜浸入焊料中。焊接后请勿重新调整LED位置。避免对引线框架施加应力，尤其是在高温时。对于手工焊接，使用最高温度为300°C的电烙铁，时间不超过3秒（仅限一次）。对于波峰焊，预热最高温度为100°C，最长60秒，焊波最高温度为260°C，最长5秒。红外（IR）回流焊不适用于此直插式LED产品。过高的温度或时间会导致透镜变形或造成灾难性故障。
7. 包装与订购信息
标准包装配置如下：每防静电包装袋装500或250片。十个包装袋放入一个内盒，总计5000片。八个内盒装入一个外运输箱，即每外箱40000片。请注意，在每个运输批次中，只有最后一个包装可能不是满包装。
8. 应用建议8.1 典型应用场景
本LED适用于普通电子设备，包括办公自动化设备、通信设备和家用电器。其高效率和低功耗使其成为状态指示灯、背光以及需要清晰绿色信号的面板照明的理想选择。
8.2 设计注意事项
LED是电流驱动器件。为确保多个LED并联连接时亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻（电路模型A）。不建议为多个并联LED使用单个电阻（电路模型B），因为各个LED之间正向电压（VF）特性的微小差异将导致电流分配显著不同，从而影响感知亮度。
9. 技术对比与差异
与磷化镓（GaP）等旧技术的绿色LED相比，这款基于InGaN的器件提供了显著更高的发光强度（数千mcd对比数百mcd）和更饱和、更纯正的绿色（525纳米主波长）。与广角LED相比，20度的视角提供了更聚焦的光束，适用于需要定向光的应用。其低电流需求（典型工作电流20mA）保持了与微控制器和驱动IC常见逻辑电平输出的兼容性。
10. 常见问题解答（FAQ）
问：我可以用5V电源直接驱动这个LED吗？
答：不可以。其典型正向电压为4.0V，直接连接到5V会导致电流过大，可能损坏LED。您必须使用一个串联限流电阻。电阻值可按公式 R = (V电源- VF) / IF 计算。对于5V电源和20mA目标电流：R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50欧姆。一个标准的51欧姆电阻是合适的。
问：如果LED不用于反向工作，为什么反向电流规格很重要？
答：IR规格表明了半导体结的质量。高反向电流可能是损坏或制造缺陷的迹象。此外，在可能出现反向电压瞬变（例如，来自感性负载）的电路设计中，理解此参数有助于设计保护电路，如并联二极管来钳位反向电压。
问："无色透明"透镜描述是什么意思？
答："无色透明"指的是未扩散的透明透镜。它不含扩散颗粒。这使得封装能实现尽可能高的光输出，但与扩散或乳白色透镜（能将光线更均匀地分散到更宽的角度）相比，它会产生更聚焦的光束模式（如20度视角所示）。
11. 实际应用案例
案例1：多LED状态面板：一个控制面板需要十个绿色状态指示灯。为确保亮度均匀，每个LED通过一个51欧姆的串联电阻，由微控制器的单独输出引脚驱动（针对5V MCU电源）。20度的窄视角确保从面板正面可以清晰地看到光线，而不会产生过多的侧面眩光。
案例2：低电量指示器：在便携式设备中，该LED由一个比较器电路驱动，提供明亮、引人注目的绿光以指示电池状态正常。其高效率最大限度地减少了电池本身的消耗。
12. 工作原理
光是通过氮化铟镓半导体材料内部的电致发光过程产生的。当在阳极和阴极之间施加超过器件开启阈值的前向电压时，电子从n型区注入，空穴从p型区注入到有源区。当电子和空穴在有源区复合时，能量以光子（光）的形式释放。氮化铟镓合金的具体成分决定了带隙能量，这直接对应于发射光的波长（颜色）——在本例中，是525纳米的绿光。
13. 技术趋势
使用InGaN材料制造绿色LED代表了相对于旧技术的重大进步，提供了更高的效率和亮度。行业趋势继续朝着提高发光效率（流明每瓦）和改善颜色一致性（更严格的分档）发展。对于直插式元件，市场普遍转向用于自动化组装的表面贴装器件（SMD）封装，但直插式LED在原型制作、教育用途、维修以及需要更高机械强度或通过引脚散热的应用中仍然至关重要。封装技术的进步也集中在改善热管理，以在更高的工作电流和环境温度下保持光输出和寿命。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效（Luminous Efficacy） | lm/W（流明/瓦） | 每瓦电能发出的光通量，越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量（Luminous Flux） | lm（流明） | 光源发出的总光量，俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度（Viewing Angle） | °（度），如120° | 光强降至一半时的角度，决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温（CCT） | K（开尔文），如2700K/6500K | 光的颜色冷暖，低值偏黄/暖，高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数（CRI / Ra） | 无单位，0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力，Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性，用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差（SDCM） | 麦克亚当椭圆步数，如"5-step" | 颜色一致性的量化指标，步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长（Dominant Wavelength） | nm（纳米），如620nm（红） | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布（Spectral Distribution） | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压（Forward Voltage） | Vf | LED点亮所需的最小电压，类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf，多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流（Forward Current） | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动，电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流（Pulse Current） | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流，用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制，否则过热损坏。 |
| 反向电压（Reverse Voltage） | Vr | LED能承受的最大反向电压，超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻（Thermal Resistance） | Rth（°C/W） | 热量从芯片传到焊点的阻力，值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计，否则结温升高。 |
| 静电放电耐受（ESD Immunity） | V（HBM），如1000V | 抗静电打击能力，值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施，尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温（Junction Temperature） | Tj（°C） | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C，寿命可能延长一倍；过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰（Lumen Depreciation） | L70 / L80（小时） | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率（Lumen Maintenance） | %（如70%） | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移（Color Shift） | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化（Thermal Aging） | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低；陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装（Flip Chip） | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高，适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上，部分转化为黄/红光，混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构，控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组，每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配，提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组，确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性，避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组，每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮，记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命（结合TM-21）。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质（如铅、汞）。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目，提升市场竞争力。 |