目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标市场与应用
- 2. 技术参数详解
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 2.2.1 F系列 (8° 视角)
- 2.2.2 H系列 (15° 视角)
- 2.2.3 P系列 (22° 视角)
- 2.2.4 通用参数
- 2.3 分档系统说明
- 3. 机械与封装信息
- 3.1 封装尺寸
- 3.2 极性识别
- 4. 焊接与组装指南
- 4.1 手工或波峰焊接
- 4.2 储存条件
- 5. 应用建议
- 5.1 典型应用场景
- 5.2 设计注意事项
- 6. 技术对比与差异化
- 7. 常见问题解答（基于技术参数）
- 7.1 峰值波长和主波长有什么区别？
- 7.2 如何在F、H、P系列之间选择？
- 7.3 我可以不用限流电阻驱动这些LED吗？
- 7.4 "透明"透镜是什么意思？
- 8. 实际设计案例
- 9. 技术原理介绍
- 10. 发展趋势
1. 产品概述
本文档详细阐述了一系列T-13/4 (5mm) 直径、超高亮度发光二极管 (LED) 的规格。这些是设计用于安装在印刷电路板 (PCB) 或面板上的直插式元件。LED采用砷化镓 (GaAs) 衬底上的铝铟镓磷 (AlInGaP) 半导体技术制造，并封装在透明环氧树脂外壳中。该系列产品以其高发光强度输出和低功耗为特点，适用于需要高可见度和高效率的应用场景。
1.1 核心优势
- 高发光强度：提供非常明亮的输出，具体数值因型号和颜色而异。
- 低功耗：在20mA的典型正向电流下高效运行。
- 高效率：相对于电输入，提供显著的光输出。
- 安装方式灵活：标准的直插式设计，兼容PCB或面板安装。
- 集成电路兼容：由于电流要求低，可直接由集成电路驱动。
- 标准封装：流行的T-13/4 (5mm) 直径外形。
1.2 目标市场与应用
这些LED主要适用于需要清晰、明亮信号指示的应用。典型用途包括信息显示屏和各种类型的标志，例如交通标志，其中远距离高可见度至关重要。
2. 技术参数详解
这些LED的性能由几个关键的电气和光学参数定义，这些参数在不同产品系列（F、H、P、R）之间有所不同，这些系列通过其视角进行区分。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。所有值均在环境温度 (TA) 为25°C时指定。
- 功耗 (PD)：最大120 mW。
- 峰值正向电流 (IFP)：根据颜色型号，在脉冲条件下（1/10占空比，0.1ms脉冲宽度）范围为90 mA至130 mA。
- 连续正向电流 (IF)：所有型号均为50 mA。
- 降额系数：从70°C开始，正向电流线性降额0.6 mA/°C。
- 反向电压 (VR)：最大5 V（在 IR= 100 µA 条件下）。
- 工作温度范围：-40°C 至 +100°C。
- 储存温度范围：-55°C 至 +100°C。
- 引脚焊接温度：260°C下持续5秒，测量点距离LED本体1.6mm (0.063\")。
2.2 电气与光学特性
这些是在 TA=25°C 和 IF=20mA 条件下测量的典型工作参数。系列根据视角定义：F系列 (8°)、H系列 (15°)、P系列 (22°) 和 R系列 (30°)。发光强度与视角成反比。
2.2.1 F系列 (8° 视角)
- 发光强度 (Iv)：范围从3200-5500 mcd (超红) 到4200-7800 mcd (其他颜色)。
- 正向电压 (VF)：典型值为2.0V至2.4V，超红为1.9V至2.3V。
- 峰值波长 (λP)：范围从588 nm (黄) 到639 nm (超红)。
- 主波长 (λd)：范围从587 nm (黄) 到631 nm (超红)。
- 光谱半宽 (Δλ)：范围从15 nm到20 nm。
2.2.2 H系列 (15° 视角)
- 发光强度 (Iv)：范围从1500-2400 mcd (超红) 到1900-3400 mcd (其他颜色)。
- 电气和光谱特性 (VF, λP, λd, Δλ) 与F系列相同。
2.2.3 P系列 (22° 视角)
- 发光强度 (Iv)：范围从880-1400 mcd (超红) 到1150-2000 mcd (其他颜色)。
- 电气和光谱特性 (VF, λP, λd, Δλ) 与F和H系列相同。
2.2.4 通用参数
- 反向电流 (IR)：在 VR= 5V 时最大为100 µA。
- 电容 (C)：在 VF= 0V, f = 1 MHz 时，典型值为40 pF。
2.3 分档系统说明
规格书指示了发光强度的分档系统。
- 发光强度分档：产品被分为两个等级（例如，最小值和典型值）。具体的分档分类代码标记在每个独立的包装袋上。
- 颜色/波长分档：零件号结构精确地定义了颜色及其对应的波长特性（例如，\"RK\" 代表超红，\"EK\" 代表红）。在同一颜色代码内没有额外的分档。
3. 机械与封装信息
3.1 封装尺寸
LED采用标准的径向引线封装，带有5mm (T-13/4) 直径的透镜。
- 本体直径：典型值5.0mm。
- 引脚间距：在引脚从封装本体伸出处测量。
- 树脂凸出：凸缘下方最大为1.0mm (0.04\")。
- 公差：除非另有说明，为±0.25mm (0.010\")。
3.2 极性识别
该元件使用标准的LED极性。较长的引脚通常是阳极（正极），较短的引脚是阴极（负极）。阴极也可能通过塑料透镜边缘的平面来指示。焊接前务必验证极性，以防止反向偏压损坏。
4. 焊接与组装指南
4.1 手工或波峰焊接
对于直插式安装，可以使用标准的波峰焊或手工焊接技术。
- 温度限制：引脚可承受260°C最多5秒。此测量点距离LED塑料本体1.6mm (0.063\")。
- 热管理：避免长时间加热，以防止损坏环氧树脂封装和内部半导体芯片。必要时，在焊接点和LED本体之间的引脚上使用散热器（例如镊子）。
4.2 储存条件
为保持可焊性和器件完整性，请将LED存放在其原始的防潮袋中，环境控制在指定的储存温度范围-55°C至+100°C内。避免高湿度或腐蚀性气体的环境。
5. 应用建议
5.1 典型应用场景
- 信息标志与显示屏：适用于状态指示灯、滚动文字显示屏或信息面板，这些应用需要高亮度以实现日光下的可见性。
- 交通与信号标志：适用于辅助信号灯、人行横道指示灯或其他需要特定颜色（红、琥珀、黄）的交通相关应用。
- 工业指示灯：机器状态灯、控制面板上的警告指示灯。
- 消费电子产品：电源指示灯、小型显示屏的背光。
5.2 设计注意事项
- 限流：务必使用串联限流电阻。根据电源电压 (VCC)、LED的正向电压 (VF) 和所需的正向电流 (IF，通常为20mA) 计算电阻值。公式：R = (VCC- VF) / IF.
- 视角选择：根据所需的光束模式选择系列。使用窄视角 (8° F系列) 用于定向、远距离观看。使用较宽视角 (22° P系列, 30° R系列) 用于更广泛、更漫射的照明。
- 热管理：虽然功耗较低，但需确保工作环境温度不超过100°C。对于多LED设计或高温环境，请考虑间距和可能的空气流通。
- 反向电压保护：尽管LED可以承受高达5V的反向电压，但最好避免使其承受反向偏压。在交流或极性反转电路中，应包含一个反向并联二极管进行保护。
6. 技术对比与差异化
与旧一代的标准5mm LED（例如使用GaP或GaAsP技术）相比，这款基于AlInGaP的系列具有显著优势：
- 更高的效率与亮度：AlInGaP技术提供卓越的发光效率，在相同驱动电流下实现更高的发光强度。
- 改进的色彩饱和度：光谱特性（更窄的半宽）可以产生更纯净和饱和的颜色，特别是在红色到琥珀色范围内。
- 更广泛的视角选择：同一核心技术提供多种明确定义的视角（8°、15°、22°、30°），使设计人员能够在不改变LED电气或颜色特性的情况下，精确调整其应用的光分布。
7. 常见问题解答（基于技术参数）
7.1 峰值波长和主波长有什么区别？
峰值波长 (λP)是LED发射光的光谱功率分布达到最大值时的波长。主波长 (λd)是从CIE色度图推导出来的；它是与LED光感知颜色相匹配的纯光谱色的单一波长。对于光谱较宽的LED，这些值可能不同。主波长通常更能代表人眼感知的颜色。
7.2 如何在F、H、P系列之间选择？
选择主要基于所需的光束模式和强度。F系列 (8°)将光线集中成非常狭窄、强烈的光束，非常适合远距离指示。H系列 (15°)在强度和扩散范围之间提供了良好的平衡。P系列 (22°)和R系列 (30°)提供更宽、更漫射的光线，适用于区域照明或广角观看。发光强度随着视角的增加而降低。
7.3 我可以不用限流电阻驱动这些LED吗？
No.LED是电流驱动器件。它们的正向电压有容差和负温度系数（随温度升高而降低）。直接连接到电压源会导致过大的电流，可能超过连续正向电流的绝对最大额定值 (50mA) 并损坏器件。串联电阻对于稳定和安全运行是强制性的。
7.4 "透明"透镜是什么意思？
"透明"或非漫射透镜是完全透明的。这使得LED芯片的全部强度得以投射，从而实现尽可能高的发光强度和更明确的光束模式（如窄视角型号所示）。它不像漫射（乳白色）透镜那样散射光线。
8. 实际设计案例
场景：为户外设备设计一个高可见度、电池供电的"ON"指示灯，该指示灯必须在直射阳光下可见。指示灯颜色应为红色。
设计选择：
- LED选择：选择LTL2F3VEKNT（红色，8°视角，F系列）。狭窄的8°光束将发光强度（典型值1900-3100 mcd）集中在一个紧密的点上，最大化正前方观察者感知的亮度。红色是"电源开启"指示灯的标准颜色。
- 驱动电路：设备由5V电源轨供电。使用典型的 VF2.4V 和目标 IF20mA：R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。将使用一个标准的130Ω或150Ω 1/4W电阻串联。
- 布局：直插式LED放置在前面板上。限流电阻可以放在主PCB上。组装时确保LED的极性方向正确。
- 结果：一个非常明亮、聚焦的红色点状指示灯，仅消耗20mA * 2.4V = 48mW的功率，远低于器件的120mW额定值，确保了长期可靠性。
9. 技术原理介绍
这些LED基于生长在砷化镓 (GaAs) 衬底上的铝铟镓磷 (AlInGaP)半导体材料。其工作原理是电致发光。
- 当在p-n结上施加正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入到有源区。
- 在有源AlInGaP层内，电子和空穴复合。复合过程中释放的能量以光子（光）的形式发射出来。
- 光的特定颜色（波长）由AlInGaP合金的带隙能量决定，该能量在晶体生长过程中通过精确控制铝、铟、镓和磷的比例来控制。增加铝和铟的含量会增加带隙，使发射光从红色向黄/绿色偏移。
- "透明"环氧树脂封装充当透镜，塑造光输出，并为精密的半导体芯片提供机械和环境保护。
10. 发展趋势
虽然这份规格书代表了一个成熟且广泛使用的产品，但LED技术仍在不断发展。与此类器件相关的趋势包括：
- 效率提升：持续的材料科学和制造工艺改进带来更高的发光效率（每瓦更多流明），允许在相同电流下获得更亮的输出，或在相同亮度下降低功耗。
- 颜色一致性与分档：外延生长和工艺控制的进步使得波长和发光强度分布更集中，减少了对广泛分档的需求，并提供了器件之间更一致的性能。
- 封装创新：虽然T-13/4封装在直插式应用中仍是标准，但由于其更小的尺寸和适合自动化组装，整个行业普遍转向表面贴装器件 (SMD) 封装用于大多数新设计。然而，直插式LED在原型制作、教育套件以及需要高可靠性或手动组装的应用中仍然很重要。
- 扩展的色彩范围：新型半导体材料（如用于蓝/绿/白的InGaN）的开发补充了AlInGaP，实现了全彩显示。对于单色指示灯，AlInGaP仍然是高亮度红、橙、琥珀色LED的主导技术。
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。 |