3.1mm 琥珀色霧面 AlInGaP LED 燈 - 發光強度 140-240mcd @20mA - 正向電壓 2.4V - 英文技術規格書

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高效率、通孔安裝式LED燈嘅規格。呢個元件專為通用指示燈應用而設計，喺性能、可靠性同易用性之間取得平衡。佢嘅主要功能係喺電子設備中提供清晰、可見嘅光信號。

呢個元件嘅核心優勢包括佢相對低功耗嘅高發光強度輸出，令佢成為一個節能嘅選擇。個封裝兼容標準印刷電路板（PCB）安裝工序，設計上可以由低電流電路驅動，通常可以直接同集成電路（IC）連接，唔需要複雜嘅驅動級。霧面透鏡提供咗一個寬闊、均勻嘅視角，增強咗從唔同位置嘅可見度。

目標市場涵蓋廣泛嘅消費同工業電子產品，呢啲產品都需要可靠嘅狀態指示。呢啲包括但不限於電器、通訊設備同辦公室設備中嘅電源指示燈、模式選擇器同操作狀態燈。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗可能導致元件永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或喺呢啲極限時操作並唔保證，喺可靠嘅設計中應該避免。

• 功耗（Pd）：75 mW。呢個係元件喺環境溫度（T_A）為25°C時可以作為熱量散發嘅最大功率。超過呢個值可能會導致熱失控同故障。
• 直流正向電流（I_F）：30 mA。可以通過LED嘅最大連續電流。
• 峰值正向電流：60 mA，但只適用於脈衝條件下（1/10佔空比，0.1ms脈衝寬度）。咁樣可以實現短暫嘅更高亮度，例如喺閃爍應用中。
• 降額：當環境溫度每升高1°C超過50°C時，直流正向電流必須線性降低0.4 mA。呢點對於確保喺高溫環境中嘅使用壽命至關重要。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加高於呢個值嘅反向偏壓可能會導致LED結立即同災難性嘅故障。
• 工作及儲存溫度：-40°C 至 +100°C。呢個元件適用於工業溫度範圍。
• 引腳焊接溫度：260°C，持續5秒，測量點距離LED主體1.6mm。呢個定義咗手動或波峰焊接嘅工序窗口。

2.2 電氣及光學特性

呢啲係喺T_A=25°C 同 I_F=20mA（標準測試條件）下測量嘅典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：140-240 mcd（毫坎德拉）。呢個指定咗LED嘅感知亮度，係由經過濾波以匹配人眼明視覺響應（CIE曲線）嘅傳感器測量嘅。寬廣嘅範圍表示使用咗分級系統（見第3節）。
• 視角（2θ_1/2）：75度。呢個係光強度下降到其峰值（軸上）值一半時嘅全角。75°角表示一個相當寬闊、霧面嘅光束模式，適合大面積指示。
• 峰值發射波長（λ_P）：591 nm。呢個係光譜功率輸出最高嘅波長。
• 主波長（λ_d）：590 nm。呢個係一個從CIE色度圖得出嘅色度測量值，代表最能描述LED感知顏色（琥珀色）嘅單一波長。對於顏色規格嚟講，呢個係更相關嘅參數。
• 譜線半寬度（Δλ）：15 nm。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬。更窄嘅寬度表示光源更單色。
• 正向電壓（V_F）：2.4V（典型值，最大值）。LED喺20mA工作時嘅壓降。呢個對於設計串聯嘅限流電阻至關重要。
• 反向電流（I_R）：100 µA（最大值），當V_R=5V時。係結喺關閉狀態下洩漏嘅量度。
• 電容（C）：40 pF（典型值），喺0V偏壓同1MHz下。呢個對於極高速開關應用相關，但對於指示燈用途通常可以忽略不計。

3. 分級系統解釋

為確保大規模生產嘅一致性，LED會根據關鍵光學參數進行分類（分級）。咁樣設計師就可以選擇符合特定亮度同顏色要求嘅部件。

3.1 發光強度分級

單位：mcd @ 20mA。呢個特定型號提供嘅分級代碼係'GH'，對應於最小強度140 mcd同最大強度240 mcd。其他可用嘅分級（JK，LM）提供更高嘅強度範圍（高達680 mcd）。每個分級極限嘅公差為±15%。

3.2 主波長分級

單位：nm @ 20mA。規格書列出咗從H14（582-584 nm）到H20（594-596 nm）嘅分級。型號LTL1KHKSD嘅具體分級喺提供嘅摘錄中冇列出，但佢會屬於呢啲範圍之一，定義咗其精確嘅琥珀色調。每個分級極限嘅公差為±1 nm，確保喺選定分級內有嚴格嘅顏色控制。

4. 性能曲線分析

雖然具體圖表冇喺文本中詳細說明，但呢類LED嘅典型曲線會包括：

• I-V（電流-電壓）曲線：顯示正向電壓同電流之間嘅指數關係。對於AlInGaP LED，膝點電壓大約喺2.0-2.1V左右。
• 發光強度 vs. 正向電流（I_Vvs. I_F）：通常係一個接近線性嘅關係，顯示亮度隨電流增加而增加，但喺極高電流下由於熱效應，效率可能會下降。
• 發光強度 vs. 環境溫度：顯示光輸出隨溫度升高而降額。相比舊技術，AlInGaP LED通常具有更好嘅高溫性能。
• 光譜分佈：相對強度 vs. 波長嘅圖表，顯示峰值大約喺591 nm，半寬度約15 nm，確認咗琥珀色。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

LED採用3.1 mm直徑圓形封裝。關鍵尺寸注意事項包括：所有尺寸單位為mm；標準公差為±0.25mm；法蘭下樹脂最大突出為1.0mm；引腳間距喺封裝主體出口點測量。引腳設計用於通孔安裝。

5.2 極性識別

對於通孔LED，陰極通常由透鏡邊緣嘅平邊、較短嘅引腳或塑膠法蘭上嘅凹口識別。具體標記應喺元件或其包裝上驗證。

6. 焊接及組裝指引

正確處理對於防止損壞至關重要。

• 引腳成型：必須喺室溫下、焊接前進行。喺距離透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。唔好用封裝主體作為支點。
• 焊接間隙：保持焊點同透鏡底座之間至少有2mm距離。切勿將透鏡浸入焊料中。
• 推薦焊接條件：
  • 電烙鐵：最高300°C，每條引腳最多3秒。
  • 波峰焊：預熱最高100°C，最多60秒；焊波最高260°C，最多10秒。
• 重要：紅外回流焊唔適合呢種通孔式LED。過熱或時間過長會令透鏡變形或損壞LED。
• 清潔：如有需要清潔，只可使用酒精類溶劑，例如異丙醇。

7. 包裝及訂購資料

標準包裝如下：LED以每袋1000、500或250件包裝。十袋放入一個內箱（總共10,000件）。八個內箱裝入一個外運輸箱（總共80,000件）。部分包裝只允許喺運輸批次嘅最後一包中。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻並防止過流損壞，當由電壓源供電時，每個LED都必須串聯一個限流電阻。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = (V_電源- V_F) / I_F。唔建議為多個並聯嘅LED使用一個共用電阻（規格書中嘅電路B），因為各個LED嘅V_F存在差異，可能會導致亮度同電流分配出現顯著差異。

8.2 靜電放電（ESD）保護

LED對ESD敏感。喺處理同組裝過程中必須採取預防措施：使用接地手腕帶同工作枱面；使用離子發生器中和塑膠透鏡上嘅靜電；確保所有設備正確接地。

8.3 儲存條件

對於長期儲存喺原始密封袋外，應儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣環境中。推薦嘅儲存環境為≤30°C同≤70%相對濕度。從原始包裝中取出嘅LED最好喺三個月內使用。

9. 技術比較及差異化

呢款AlInGaP（磷化鋁銦鎵）LED代表咗對舊技術（如GaAsP磷化砷化鎵）嘅進步。主要區別包括：

• 更高效率：AlInGaP提供每瓦更多流明，從而喺相同電流下實現更高亮度，或喺相同亮度下實現更低功耗。
• 更優越嘅溫度穩定性：相比GaAsP，AlInGaP LED嘅發光強度隨溫度升高而下降嘅程度較小。
• 更好嘅色彩飽和度：呢種技術可以實現更明亮、更鮮豔嘅琥珀色同紅色。

10. 常見問題（FAQ）

問：我可以直接用5V微控制器引腳驅動呢個LED嗎？

答：唔可以。典型正向電壓係2.4V，微控制器引腳無法可靠地提供20mA電流同時又降低約2.6V電壓。你必須使用一個串聯電阻（例如，(5V - 2.4V) / 0.02A = 130歐姆），並且可能需要一個由MCU引腳驅動嘅晶體管開關。

問：點解有最小發光強度（140 mcd）而唔只係一個典型值？

答：分級系統保證咗最低性能水平。當你訂購'GH'級嘅產品時，你確保咗每個LED喺標準測試條件下都會達到或超過140 mcd，從而確保你應用中嘅一致性。

問：峰值波長同主波長有咩區別？

答：峰值波長係發射光譜嘅物理峰值。主波長係一個基於人類顏色感知（CIE圖表）計算出嘅值，更能準確代表你實際睇到嘅顏色。對於呢種琥珀色嘅單色LED嚟講，佢哋通常非常接近。

11. 實際應用示例

場景：設計一個市電供電嘅電器電源指示燈。

電源提供一個穩壓嘅5V軌。目標係有一個清晰可見、常亮嘅琥珀色指示燈。

1. 電流選擇：選擇 I_F= 20mA（標準測試電流，確保良好亮度同使用壽命）。
2. 電阻計算：使用最大 V_F(2.4V) 進行保守設計，確保即使係較高V_F嘅部件都有足夠亮度。R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130歐姆。最接近嘅標準值係130Ω或120Ω。
3. 電阻額定功率：P = I²R = (0.02)²* 130 = 0.052W。一個標準嘅1/8W（0.125W）或1/4W電阻已經綽綽有餘。
4. PCB佈局：將LED放置喺面板開孔附近。確保孔徑能夠容納3.1mm透鏡並留有間隙。喺焊盤設計中遵循2mm最小焊點到主體間距規則。
5. 組裝：插入LED，確保極性正確。使用推薦嘅波峰焊溫度曲線，注意唔好過熱元件。

12. 工作原理

LED係一種半導體二極管。當施加超過其帶隙電壓嘅正向電壓時，電子同空穴喺有源區（呢個情況下係AlInGaP層）複合。呢種複合以光子（光）嘅形式釋放能量。特定材料成分（Al， In， Ga， P）決定咗帶隙能量，從而決定咗發射光嘅波長（顏色）。一個霧面環氧樹脂透鏡封裝住半導體晶片，提供機械保護，塑造光輸出光束，並增強光提取效率。

13. 技術趨勢

指示燈LED嘅總體趨勢係朝向更高效率同更小型化。雖然呢種3.1mm燈嘅通孔封裝因其堅固性同易於手動組裝而仍然流行，但表面貼裝器件（SMD）LED由於其更小尺寸、適合自動化貼片組裝同更低高度，正主導新設計。然而，通孔LED喺需要高單點亮度、通過引腳實現優越散熱、或前面板安裝機械強度至關重要嘅應用中仍保持優勢。基礎嘅AlInGaP材料技術繼續為效率同可靠性進行優化。