3.1mm 通孔式LED LTL1CHKGTLC 規格書 - 綠色 - 2.4V 正向電壓 - 75mW 功耗 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高效能、綠色通孔式LED嘅規格。呢個元件專為一般指示燈應用而設計，需要可靠性能、低功耗同高發光強度。佢嘅主要目標市場包括消費電子產品、工業控制面板、通訊設備，以及各種需要狀態指示嘅家用電器。

呢款LED元件嘅核心優勢包括符合無鉛同RoHS環保標準，能夠喺緊湊嘅3.1mm直徑封裝中提供高發光強度輸出。佢具有低功耗特性，而且由於所需電流低，易於同集成電路兼容，適合現代電子設計。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗元件嘅應力極限，超過呢啲極限可能會對元件造成永久損壞。唔建議喺呢啲極限或以上操作。

• 功耗 (Pd):75 mW。呢個係LED喺環境溫度 (T_A) 為25°C時，可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 直流正向電流 (I_F):30 mA。可以持續通過LED嘅最大連續電流。
• 峰值正向電流:60 mA。呢個只允許喺脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）使用，以短暫獲得更高光輸出而唔會過熱。
• 反向電壓 (V_R):5 V。喺反向偏壓下超過呢個電壓會導致即時結擊穿。
• 工作溫度範圍:-40°C 至 +100°C。LED設計用於運作嘅環境溫度範圍。
• 引腳焊接溫度:260°C 持續5秒，測量點距離LED本體2.0mm。呢個定義咗手焊或波峰焊嘅熱曲線。

2.2 電氣 / 光學特性

呢啲係喺 T_A=25°C 下測量嘅典型性能參數，定義咗元件嘅正常工作行為。

• 發光強度 (I_V):喺測試電流 (I_F) 為2mA時，由18至52 mcd（最小至最大）。呢個寬範圍係通過分級系統管理嘅（見第3節）。強度係使用經過濾波以匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅傳感器測量嘅。
• 正向電壓 (V_F):喺 I_F= 2mA 時，為2.1V至2.4V（典型值）。呢個參數對於設計驅動電路中嘅限流電阻至關重要。
• 視角 (2θ_1/2):45度。呢個係發光強度下降到軸上測量值一半時嘅全角。45°角提供咗一個相當寬嘅視錐。
• 峰值發射波長 (λ_P):575 nm。光譜功率輸出最高嘅波長。
• 主波長 (λ_d):572 nm。呢個係根據CIE色度圖計算得出，代表光嘅感知顏色，係一種純綠色。
• 譜線半寬 (Δλ):11 nm。呢個表示光譜純度；寬度越窄，顏色越飽和、越純正。
• 反向電流 (I_R):喺 V_R= 5V 時，最大為100 µA。
• 電容 (C):喺零偏壓同1MHz頻率下，典型值為40 pF，與高頻開關應用相關。

3. 分級系統說明

為確保最終用戶喺亮度同顏色上嘅一致性，LED會根據測量性能進行分級。

3.1 發光強度分級

單位為毫坎德拉 (mcd)，喺2 mA下測量。每個級別嘅公差為±15%。

• 級別 3Y:18 mcd (最小) 至 23 mcd (最大)
• 級別 3Z:23 mcd 至 30 mcd
• 級別 A:30 mcd 至 38 mcd
• 級別 B:38 mcd 至 52 mcd

級別代碼標記喺包裝袋上，允許設計師為其應用選擇具有特定亮度範圍嘅LED。

3.2 主波長分級

單位為納米 (nm)，喺2 mA下測量。每個級別嘅公差為±1 nm。呢個確保對感知綠色嘅控制非常嚴格。

• 級別 H06:566.0 nm 至 568.0 nm
• 級別 H07:568.0 nm 至 570.0 nm
• 級別 H08:570.0 nm 至 572.0 nm
• 級別 H09:572.0 nm 至 574.0 nm
• 級別 H10:574.0 nm 至 576.0 nm
• 級別 H11:576.0 nm 至 578.0 nm

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型特性曲線，呢啲曲線對於理解元件喺非標準條件下嘅行為至關重要。雖然具體圖表無喺文本中複製，但佢哋嘅含義分析如下。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓 (I-V曲線)

I-V特性係非線性嘅。對於呢種AlInGaP LED，正向電壓表現出負溫度係數。呢個意味住當結溫升高時，達到相同電流所需嘅正向電壓會輕微下降。呢個特性對於恆流驅動設計非常重要，以確保穩定嘅光輸出。

4.2 發光強度 vs. 正向電流

喺典型工作範圍內，光輸出（發光強度）大約與正向電流成正比。然而，喺極高電流下，由於熱量產生增加（droop效應），效率可能會下降。喺建議嘅直流電流或以下操作可確保最佳效率同使用壽命。

4.3 發光強度 vs. 環境溫度

LED嘅光輸出會隨著結溫升高而降低。對於AlInGaP材料，呢種熱淬滅效應非常顯著。設計師必須考慮熱管理，特別係喺高環境溫度環境或喺高電流驅動LED時，以保持亮度一致。

4.4 光譜分佈

參考嘅光譜圖會顯示峰值大約喺575 nm，典型半寬為11 nm。572 nm嘅主波長定義咗CIE圖表上感知嘅綠色色點。

5. 機械及封裝信息

5.1 封裝尺寸

元件封裝喺標準3.1mm直徑圓形通孔式封裝中。關鍵尺寸註記包括：

• 所有尺寸單位為毫米（括號內為英寸）。
• 標準公差為±0.25mm，除非另有說明。
• 法蘭下方樹脂嘅最大突出量為1.0mm。
• 引腳間距係喺引腳從封裝本體伸出嘅點測量，呢個對於PCB佈局至關重要。

5.2 極性識別

對於通孔式LED，陰極通常通過透鏡邊緣嘅平邊或較短嘅引腳來識別。規格書暗示咗標準行業慣例；較長嘅引腳係陽極 (+)，較短嘅引腳係陰極 (-)。組裝時必須注意正確極性。

6. 焊接及組裝指引

正確處理對於防止損壞同確保可靠性至關重要。

6.1 儲存條件

LED應儲存喺溫度唔超過30°C、相對濕度唔超過70%嘅環境中。如果從原裝防潮袋中取出，應喺三個月內使用。對於喺原包裝外更長時間嘅儲存，請使用帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。

6.2 引腳成型

• 彎曲必須喺距離LED透鏡底部至少3mm嘅位置進行。
• 唔好使用引線框架嘅底部作為支點。
• 引腳成型必須喺室溫下進行，並且喺焊接過程之前完成。
• 喺PCB插入期間，施加最小必要嘅壓緊力，以避免對封裝造成機械應力。

6.3 焊接過程

• 保持從透鏡底部到焊點至少有2mm嘅間隙。切勿將透鏡浸入焊料中。
• 避免喺LED因焊接而變熱時對引腳施加外部應力。
• 推薦焊接條件：
  • 手焊（烙鐵）：最高溫度300°C，每個引腳最長時間3秒（僅限一次）。
  • 波峰焊：最高預熱溫度100°C，持續最多60秒。焊波溫度最高260°C，持續最多5秒。
• 過高嘅溫度或時間會導致透鏡變形或災難性故障。

6.4 清潔

如果需要清潔，請僅使用酒精類溶劑，例如異丙醇。刺激性化學品可能會損壞透鏡材料。

7. 包裝及訂購信息

7.1 包裝規格

標準包裝流程如下：

• LED以每袋1000、500或250件包裝。
• 十（10）個包裝袋放入一個內箱（總共10,000件）。
• 八（8）個內箱裝入一個外運輸箱（總共80,000件）。
• 喺一個運輸批次內，只有最終包裝可能包含非滿額數量。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款LED適用於廣泛嘅指示燈應用，包括但不限於：

• 消費電子產品（電視、音響設備、充電器）上嘅電源狀態指示燈。
• 網絡路由器、數據機同通訊設備上嘅信號同狀態燈。
• 工業控制系統、測試設備同儀器上嘅面板指示燈。
• 家用電器中開關、按鈕同標誌嘅背光。

重要注意事項：規格書明確指出呢款LED適用於普通電子設備。需要極高可靠性嘅應用，特別係故障可能危及生命或健康嘅應用（航空、醫療、運輸安全），需要事先諮詢製造商。

8.2 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。為確保使用多個LED時亮度均勻，強烈建議為每個LED使用一個串聯限流電阻（電路模型A）。

• 電路模型A（推薦）：每個LED都有自己嘅串聯電阻連接到電源。呢個補償咗唔同LED之間正向電壓 (V_F) 嘅自然變化，確保每個LED接收到相同電流，從而具有相似亮度。
• 電路模型B（不推薦）：多個LED並聯，共用一個電阻。由於 V_F嘅差異，電流唔會平均分配，導致LED之間亮度有明顯差異。

電阻值 (R) 使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。使用規格書中嘅最大 V_F值（2.4V）進行保守設計，以確保電流唔超過所需嘅 I_F.

8.3 靜電放電 (ESD) 保護

LED對靜電放電敏感。ESD損壞可能表現為高反向漏電流、低正向電壓，或喺低電流下唔發光。

預防措施：

• 操作人員應佩戴導電腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作站同儲物架必須正確接地。
• 使用離子發生器中和可能積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。

ESD驗證測試：要檢查可疑嘅LED，請喺極低電流（例如0.1mA）下測量其正向電壓。一個良好嘅AlInGaP LED喺呢個測試條件下應該具有大於1.4V嘅 V_F。

9. 技術比較與區分

呢款基於AlInGaP嘅綠色LED具有特定優勢：

• 對比傳統GaP綠色LED：與舊式GaP LED嘅黃綠色相比，AlInGaP技術提供顯著更高嘅發光效率同更飽和、更純正嘅綠色（主波長約572nm）。
• 對比InGaN綠色LED：雖然InGaN LED可以實現非常高嘅亮度，但AlInGaP LED喺琥珀色到紅色光譜同特定綠色波長方面通常具有更優越嘅性能，可能具有更低嘅正向電壓同出色嘅穩定性。
• 關鍵區分點：3.1mm封裝、明確嘅45°視角、涵蓋強度同波長嘅全面分級系統，以及清晰嘅應用注意事項，呢啲結合埋一齊，使呢款LED成為標準指示燈用途嘅可靠同可預測選擇。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我可以唔使用電阻，直接從5V電源驅動呢款LED嗎？

唔可以，咁樣會損壞LED。LED喺正向偏壓時具有非常低嘅動態電阻。將佢直接連接到5V等電壓源會導致過大電流流過，遠遠超過30mA直流嘅絕對最大額定值，導致立即過熱同故障。使用電壓源時，始終需要串聯限流電阻。

10.2 點解發光強度範圍咁寬（18-52 mcd）？

呢個範圍代表咗整個生產分佈嘅總跨度。個別LED會被分入特定嘅級別（3Y、3Z、A、B），呢啲級別嘅範圍要窄得多。通過喺訂購時指定所需嘅級別代碼，設計師可以確保其生產運行中所有單元嘅亮度一致性。

10.3 峰值波長同主波長有咩區別？

峰值波長 (λ_P):LED發射最多光功率嘅物理波長。佢係光譜輸出圖上嘅最高點。
主波長 (λ_d):基於人眼顏色感知（CIE圖表）嘅計算值。佢係一種純單色光嘅波長，呢種光嘅顏色看起來同LED輸出嘅顏色相同。λ_d對於描述感知顏色更相關，呢個就係點解佢用於分級。

10.4 我點樣為我嘅應用選擇合適嘅電流？

測試條件係2mA，呢個係指示燈LED常見嘅低電流額定值。對於標準指示燈亮度，喺2mA至10mA之間操作係典型嘅。對於更高亮度，你可以接近20mA嘅最大直流額定值，但你必須考慮增加嘅功耗 (P_d= V_F* I_F)，以確保佢保持喺75mW以下，特別係喺較高環境溫度下。始終參考降額曲線（從50°C開始線性下降，0.4mA/°C）。

11. 實際設計及使用案例

場景：為一個由12V直流牆式適配器供電嘅設備設計一個電源開指示燈。需要一個綠色LED。

1. 參數選擇：目標係一個清晰可見但唔刺眼嘅指示燈。選擇操作電流 (I_F) 為5mA。
2. 電阻計算：為安全設計，使用最大 V_F值2.4V。
   R = (V_電源- V_F) / I_F= (12V - 2.4V) / 0.005A = 9.6V / 0.005A = 1920 Ω。
   最接近嘅標準E24電阻值係1.8kΩ或2.2kΩ。選擇2.2kΩ會產生略低嘅電流（約4.36mA），呢個係可以接受嘅，並且可以延長使用壽命。
3. 功耗檢查： P_電阻= I_F²* R = (0.00436)²* 2200 ≈ 0.042W。一個標準嘅1/8W (0.125W) 或1/4W電阻綽綽有餘。
   P_LED= V_F* I_F≈ 2.4V * 0.00436A ≈ 0.0105W (10.5mW)，遠低於75mW嘅最大值。
4. PCB佈局：將電阻與LED嘅陽極串聯。確保孔距匹配LED引腳從本體伸出時嘅間距。為LED底部周圍提供至少2mm嘅禁區，作為焊接間隙。

12. 原理介紹

呢款LED基於磷化鋁銦鎵 (AlInGaP) 半導體材料。當施加正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入到有源區域。當呢啲電荷載流子複合時，佢哋會以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗半導體嘅帶隙能量，呢個直接決定咗發射光嘅波長（顏色）。喺呢個情況下，合金經過設計，可以產生主波長約為572納米嘅綠色光譜光子。透明環氧樹脂透鏡用於保護半導體芯片，塑造光輸出光束（從而產生45°視角），並增強從封裝中提取光嘅效率。

13. 發展趨勢

雖然通孔式LED對於原型製作、維修同某些應用仍然至關重要，但整個行業趨勢強烈傾向於表面貼裝器件 (SMD) 封裝，例如0603、0805同0402，用於主流生產。SMD LED喺自動化組裝、節省電路板空間同更低剖面方面具有優勢。對於通孔元件，重點繼續係提高效率（每mA更多光輸出）、增強惡劣條件下嘅可靠性，以及提供更精確同一致嘅分級。基礎嘅AlInGaP材料技術已經成熟，但喺內部量子效率同熱性能方面繼續看到逐步改進。無論封裝類型如何，呢份規格書中概述嘅正確驅動、熱管理同ESD保護原則對於LED應用設計仍然普遍至關重要。