T-1 5mm 直插式LED灯珠规格书 - 红色 639nm - 2.4V 30mA - 72mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详述了一款标准T-1（5mm）直径直插式LED灯珠的规格。该元件专为广泛的电子应用中的状态指示和照明而设计。其主要优势包括低功耗、高发光效率以及符合RoHS标准的无铅结构。该器件采用AlInGaP技术，配备红色漫射透镜，提供了一种适用于原型制作和批量生产的通用封装形式。

该LED的目标市场多样，涵盖通信设备、计算机外设、消费电子、家用电器和工业控制系统。其设计灵活性得益于提供多种发光强度分档和标准视角，使工程师能够根据其特定应用需求选择合适的亮度等级。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

器件不得超出这些极限值工作，以防永久性损坏。关键额定值包括：在环境温度（TA）为25°C时，最大功耗为72mW。直流正向电流限制为30mA，而在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度），允许更高的峰值正向电流90mA。工作温度范围规定为-30°C至+85°C。一个关键参数是正向电流的降额系数，从50°C起线性降额为0.57 mA/°C。这意味着，当环境温度超过50°C时，允许的连续电流会降低，以管理结温并确保可靠性。

2.2 电气与光学特性

在TA=25°C和标准测试电流（IF）20mA下测量，定义了LED的核心性能。发光强度（Iv）的典型值为180毫坎德拉（mcd），根据分档代码，最小值为110 mcd，最大可达400 mcd。视角（2θ1/2），即强度为轴向值一半的角度，为50度，提供中等宽度的光束。峰值发射波长（λP）为639 nm，主波长（λd）范围为621 nm至642 nm，定义了感知的红色。正向电压（VF）在20mA下典型值为2.4V，最大值为2.4V。反向电流（IR）在反向电压（VR）5V下限制为100 μA，但该器件并非设计用于反向偏置工作。

3. 分档系统规格

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分档。主要使用两个分档维度：

3.1 发光强度分档

LED根据其在20mA下测得的发光强度进行分类。分档代码范围从F（110-140 mcd）到K（310-400 mcd）。每个分档限值应用±15%的容差。

3.2 主波长分档

为确保颜色一致性，LED按其主波长分档。代码H29至H33覆盖从621.0 nm到642.0 nm的范围，步长约为4nm。每个分档限值的容差为±1 nm。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形数据（图1-6），但此类器件的典型曲线说明了关键关系。正向电流与正向电压（I-V）曲线显示了二极管的指数关系特性。相对发光强度与正向电流曲线表明，在工作范围内，光输出随电流线性增加。相对发光强度与环境温度曲线通常显示输出随温度升高而降低，突显了热管理的重要性。光谱分布曲线以639 nm峰值波长为中心，光谱半宽约为20 nm。

5. 机械与包装信息

5.1 外形尺寸

该LED符合标准T-1（5mm）径向引线封装。关键尺寸包括透镜直径、总高度和引脚间距。引脚从封装中伸出，具有指定的间距，大多数尺寸的容差为±0.25mm。凸缘下方最大树脂突出量定义为1.0mm。阳极（正极）引脚通常标识为较长的引脚。

5.2 包装规格

LED采用批量处理和运输的包装。标准包装流程为：每防静电包装袋1，000片；每内箱10袋（10，000片）；每主外箱8个内箱（80，000片）。仅允许在发货批次的最末包中出现非满包。

6. 焊接与组装指南

6.1 存储与操作

LED应存储在不超过30°C和70%相对湿度的环境中。如果从原始包装中取出，应在三个月内使用。如需更长时间存储，请使用带干燥剂的密封容器。操作时需采取ESD防护措施：使用接地腕带、工作站和离子发生器以中和塑料透镜上的静电。

6.2 引脚成型

必须在室温下、焊接工艺之前，在距离LED透镜根部至少3mm的位置进行引脚弯曲。不得使用引线框架的根部作为支点。在PCB插入过程中，使用最小的压紧力。

6.3 焊接工艺

焊点与透镜根部之间必须保持至少3mm的最小间隙。透镜不得浸入焊料中。推荐条件如下：
电烙铁焊接：最高350°C，最长3秒，烙铁头距离透镜根部不小于2mm。
波峰焊接：预热最高100°C，最长60秒；焊波最高260°C，最长5秒；焊料液面距离透镜根部不高于2mm。
红外（IR）回流焊不适用于此直插式封装。过热或时间过长会导致透镜变形或失效。

7. 应用建议

7.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。为确保亮度一致，尤其是在并联多个LED时，强烈建议为每个LED使用一个串联限流电阻（电路A）。不建议直接从电压源并联驱动多个LED（电路B），因为单个LED的正向电压（VF）存在差异，这会导致电流分配不均，从而亮度不一致。

7.2 设计考量

考虑正向压降和所需电流，使用欧姆定律计算合适的串联电阻值：R = (Vcc - VF) / IF。如果工作环境温度较高，需考虑正向电流随环境温度的降额。确保PCB布局允许焊点与LED本体之间有推荐的最小间隙。此LED适用于室内外标识以及通用电子设备，但若用于户外，设计必须考虑环境密封。

8. 技术对比与差异化

与旧技术相比，这款基于AlInGaP的红色LED具有更高的发光效率和更好的温度性能。标准的T-1封装确保了与现有PCB封装和插座的广泛兼容性。提供多种强度分档可实现成本优化——为非关键指示灯选择较低分档，为需要更高可见度的应用选择较高分档。符合RoHS标准是针对具有严格环保法规的全球市场的产品的关键差异化因素。

9. 常见问题解答 (FAQ)

问：我可以不用串联电阻驱动这个LED吗？
答：不可以。直接从电压源驱动LED极有可能超过其最大额定电流，导致立即或快速失效。串联电阻对于电流调节是必需的。

问：峰值波长和主波长有什么区别？
答：峰值波长（λP）是发射光功率最大的波长（639 nm）。主波长（λd）源自色坐标，代表在人眼看来具有相同颜色的单色光波长（621-642 nm）。主波长与颜色感知更相关。

问：我可以将此LED用于反向电压指示吗？
答：不可以。该器件的最大反向电压额定值5V仅用于漏电流测试。它并非设计用于反向偏置工作。在电路中施加反向电压会损坏它。

问：如何解读包装袋上的分档代码？
答：包装袋标签包含发光强度代码（例如G， H）和主波长代码（例如H31）。请参考第3节中的分档表，以了解该袋中LED的保证最小值和最大值。

10. 实际应用案例

场景：为12V直流适配器设计电源指示灯。
设计步骤：
1. 选择目标正向电流（IF）。使用20mA的典型值是标准做法。
2. 使用2.4V的典型正向电压（VF）进行计算。
3. 计算串联电阻：R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 欧姆。最接近的标准E24值为470欧姆。
4. 重新计算实际电流：I = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA（安全）。
5. 计算电阻功率：P = I² * R = (0.0204)² * 470 ≈ 0.195W。标准的1/4W（0.25W）电阻留有裕量，足够使用。
6. 选择合适的发光强度分档。对于简单的电源指示灯，较低的分档（例如F或G）通常足够且更具成本效益。
7. 确保PCB孔间距与LED引脚间距匹配，并且焊盘与LED本体保持所需的3mm间隙。

11. 工作原理

发光二极管（LED）是一种半导体p-n结二极管。当施加超过结内建电势的正向电压时，来自n区的电子和来自p区的空穴被注入到结区。当这些载流子在有源区复合时，能量以光子（光）的形式释放。发射光的特定波长（颜色）由所用半导体材料的带隙能量决定——在本例中，用于红光发射的铝铟镓磷（AlInGaP）。漫射透镜封装了半导体芯片，起到保护芯片、塑造光束（视角）以及扩散光线以获得更均匀外观的作用。

12. 技术趋势

尽管直插式LED对于原型制作、维修以及某些需要坚固机械连接的应用仍然至关重要，但行业趋势已强烈转向用于大批量自动化组装的表面贴装器件（SMD）LED。SMD封装具有更小的占位面积、更低的剖面高度，并且更适合回流焊接。然而，像这款T-1 LED这样的直插式元件在教育环境、爱好者项目以及预期需要手动组装或更换的应用中仍然具有相关性。与GaAsP等旧技术相比，AlInGaP等材料的进步显著提高了红色LED的效率和亮度，允许更低的电流工作或更高的光输出。这种封装形式的未来发展可能侧重于在相同的机械封装内进一步提高效率和扩展颜色选择。