T-1 3/4 黄色LED灯珠规格书 - 5mm直径 - 2.4V正向电压 - 75mW功耗 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款高性能直插式LED灯珠的完整技术规格。该器件专为通用指示灯和照明应用而设计，在这些应用中，可靠性、效率和易于集成至关重要。它采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体材料，产生独特的黄色光输出，在视觉清晰度和能源效率之间取得了平衡。

该LED采用流行的T-1 3/4封装，对应5mm直径透镜，使其与大量现有的PCB布局和面板开孔兼容。其设计强调低功耗和高发光强度，适用于电池供电设备或对能耗要求严格的应用。本产品符合RoHS指令，表明其不含铅（Pb）等有害物质。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

器件的操作极限在特定环境条件下（TA=25°C）定义。超出这些额定值可能导致永久性损坏。

• 功耗（Pd）：75 mW。这是器件能够安全耗散为热量的最大功率。
• 连续正向电流（IF）：30 mA。可以连续施加的最大直流电流。
• 峰值正向电流：60 mA。此较高电流仅在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）允许，以应对短暂浪涌。
• 降额系数：超过50°C后，每升高1°C需降低0.4 mA。当环境温度超过50°C时，最大连续电流必须线性降低，以防止过热。
• 工作温度范围：-40°C 至 +100°C。器件被指定在此环境温度范围内工作。
• 存储温度范围：-55°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：距离LED本体1.6mm处测量，260°C下持续5秒。这定义了手工或波峰焊工艺的热曲线要求。

2.2 电气与光学特性

这些参数在标准测试条件IF = 20mA和TA = 25°C下测量，提供了基准性能。

• 发光强度（Iv）：400 - 2500 mcd（毫坎德拉），典型值为1150 mcd。此宽范围通过分档系统（后文详述）进行管理。强度使用经过滤光片匹配人眼明视觉响应（CIE曲线）的传感器测量。
• 视角（2θ1/2）：30度。这是发光强度下降到中心轴测量值一半时的全角。表明光束具有中等聚焦度。
• 峰值发射波长（λP）：591 nm。光谱功率输出最高的波长。
• 主波长（λd）：582 - 596 nm。这是人眼感知到的定义颜色的单一波长，源自CIE色度图。它确保黄色落在指定范围内。
• 光谱线半宽（Δλ）：15 nm。发射光谱在其最大功率一半处的宽度，表示颜色纯度。
• 正向电压（VF）：2.05 - 2.4 V，在20mA下典型值为2.4V。这是LED工作时两端的电压降。
• 反向电流（IR）：在VR = 5V时最大为100 µA。LED并非设计用于反向偏压操作；此参数仅用于泄漏测试目的。

3. 分档系统说明

为确保应用中的一致性，LED根据关键光学参数进行分类（分档）。本规格书详细说明了发光强度的分档系统。

发光强度分档（@ 20mA）：LED被分为六个档位（SB1至SB6），每个档位有最小和最大强度范围。每个档位限值的容差为±15%。

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

该系统允许设计人员为其特定应用选择具有所需亮度级别的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），但这些参数暗示了设计中应考虑的标准LED行为曲线：

• 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）：两者呈指数关系。电压略高于典型VF值会导致电流大幅增加，因此必须采取限流措施。
• 发光强度 vs. 正向电流（I-Iv曲线）：强度通常随电流增加而增加，但在极高电流下可能因热效应而饱和或衰减。
• 发光强度 vs. 环境温度：当LED的结温升高时，光输出通常会降低。电流的降额系数间接管理了这种热效应。
• 光谱分布：输出是一个以591 nm峰值波长为中心的窄带，这是AlInGaP技术的特征，能提供良好的色彩饱和度。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该器件采用标准的径向引线封装，带有T-1 3/4（5mm）直径的水晶透明透镜。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位为毫米（公差内提供英寸）。
• 除非另有说明，标准公差为±0.25mm。
• 凸缘下方树脂的最大突出量为1.0mm。
• 引脚间距在引脚伸出封装本体的位置测量。

5.2 极性识别

对于直插式LED，阴极通常通过透镜边缘的平面、较短的引脚或凸缘上的缺口来识别。规格书的尺寸图将明确具体的标记。正确的极性对于正常工作至关重要。

6. 焊接与组装指南

正确的操作对于可靠性至关重要。文档提供了详细的注意事项：

• 引脚成型：必须在室温下、焊接前进行。在距离LED透镜根部至少3mm处弯曲引脚。请勿使用封装本体作为支点。
• 焊接：
  • 烙铁焊接：最高温度350°C，最长3秒（仅限一次）。
  • 波峰焊接：预热最高100°C，最长60秒；焊波最高260°C，最长5秒。
  • 关键规则：保持从透镜根部到焊点的最小3mm间隙。避免将透镜浸入焊料中，以防止树脂沿引脚爬升，这可能导致焊接问题。
  • 不推荐：红外回流焊不适用于此类直插式产品。
• 清洗：必要时使用异丙醇等醇基溶剂。
• 存储：存储在不超过30°C和70%相对湿度的条件下。从原包装中取出的LED应在三个月内使用。如需更长时间存储，请使用带干燥剂或氮气环境的密封容器。

7. 包装与订购信息

标准包装流程如下：

• 单位包装：每防静电包装袋1000、500、200或100片。
• 内盒：每盒8个包装袋，总计8000片。
• 外箱（出货批）：每外箱8个内盒，总计64,000片。出货批的最后包装可能不满。

该器件的具体型号为LTL2R3KSK，其中编码了透镜类型（水晶透明）、光源技术（AlInGaP）和颜色（黄色）信息。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

此LED适用于普通电子设备，包括：

• 消费电子、家电和办公设备中的状态和电源指示灯。
• 开关和显示器的面板照明及背光。
• 需要清晰黄色指示的通用信号灯和装饰照明。

重要提示：对于需要极高可靠性、故障可能危及生命或健康的应用（航空、医疗设备、安全系统），需要进行专门的咨询和认证。

8.2 设计考量与驱动方法

LED是电流驱动器件。为确保亮度一致，尤其是在并联驱动多个LED时，为每个LED串联一个限流电阻是强烈推荐的（电路模型A）。

不建议使用一个公共电压源和一个电阻为多个并联LED供电（电路模型B）。不同LED之间正向电压（VF）特性的微小差异将导致流过每个LED的电流显著不同，从而造成亮度不均。为每个LED串联的电阻可以稳定电流并补偿这些微小的VF差异。

电阻值（R）可以使用欧姆定律计算：R = (Vcc - VF) / IF，其中Vcc是电源电压，VF是LED的正向电压（为可靠性起见使用最大值），IF是所需的正向电流（例如20mA）。

9. 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。为防止损坏：

• 操作人员应佩戴导电腕带或防静电手套。
• 所有设备、工作台和存储架必须正确接地。
• 使用离子发生器中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
• 在ESD防护区域内操作器件。

10. 技术对比与差异化

这款AlInGaP黄色LED具有显著优势：

• 与传统荧光粉基黄色LED对比：AlInGaP是直接发黄光的半导体材料，与旧技术（如蓝光LED加黄色荧光粉）相比，具有更高的效率、更好的颜色随时间及温度的稳定性，以及可能更长的寿命。
• 与同封装其他颜色对比：指定的视角（30°）比广角LED提供了更聚焦的光束，使其适用于需要定向光或更高轴向强度的应用。
• 关键优势总结：高发光强度输出、低功耗、高效率、符合RoHS标准以及与标准T-1 3/4安装方式的兼容性。

11. 常见问题解答（FAQ）

Q1：我可以直接用5V或3.3V逻辑输出来驱动这个LED吗？

A：不可以。您必须使用一个串联限流电阻。例如，使用5V电源，在20mA下典型VF为2.4V，则需要大约(5V - 2.4V) / 0.02A = 130欧姆的电阻。务必检查最大电流额定值。

Q2：为什么发光强度范围如此之宽（400-2500 mcd）？

A：这反映了半导体制造中的自然差异。分档系统（SB1-SB6）允许您为您的应用购买亮度范围更窄、更明确的LED，以确保一致性。

Q3：峰值波长和主波长有什么区别？

A：峰值波长（λP）是发射光谱的物理峰值。主波长（λd）是根据色坐标计算得出的，代表人眼感知到的颜色所对应的单一波长。λd对于颜色规格更为相关。

Q4：我可以将其用于户外应用吗？

A：工作温度范围（-40°C至+100°C）允许用于许多户外环境。但是，需要考虑本规格书中未规定的其他因素，例如透镜抗紫外线辐射和防潮性能。可能需要使用保形涂层或专门为户外使用设计的LED。

12. 实际设计案例分析

场景：设计一个带有10个均匀黄色状态指示灯的控制面板，由12V直流电源供电。

设计步骤：

1. LED选择：选择来自同一强度档位（例如SB3：1150-1500 mcd）的LED，以保证亮度匹配。
2. 电流设定：选择20mA的标准驱动电流，以获得良好的亮度和寿命。
3. 电阻计算：为可靠性起见，使用最大VF（2.4V）：R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480欧姆。最接近的标准值为470欧姆。重新计算电流：IF = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA（安全）。
4. 电阻功耗：P_R = IF^2 * R = (0.0204A)^2 * 470Ω ≈ 0.196W。使用1/4瓦电阻。
5. 布局：将每个LED与其专用的470Ω电阻串联放置。确保PCB孔位与规格书尺寸图中的引脚间距匹配。保持LED本体到焊盘的最小距离为3mm。
6. 组装：严格按照焊接指南操作，使用温控烙铁以避免热损伤。

这种方法确保所有10个指示灯具有一致、可靠的性能。

13. 工作原理

该LED基于半导体p-n结的电致发光原理工作。有源区由AlInGaP构成。当施加超过材料带隙能量的正向电压时，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。AlInGaP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）——在本例中为黄色（约590 nm）。水晶透明环氧树脂透镜封装了半导体芯片，提供机械保护，并塑造了输出光束。

14. 技术趋势

虽然直插式LED对于原型制作、维修和某些工业应用仍然至关重要，但更广泛的光电行业趋势是大多数新设计采用表面贴装器件（SMD）封装。SMD LED在自动化组装、更小的占位面积和更好的热管理方面具有优势。对于直插式元件，持续的发展重点在于提高效率（每瓦更多光输出）、通过先进分档改善颜色一致性，以及增强在恶劣环境条件下的可靠性。此处使用的AlInGaP材料体系代表了用于琥珀色、黄色和红色的成熟高效技术，外延生长和封装方面的持续改进不断推动着性能边界。