Warum sind 5-mm-LEDs immer für 20 mA ausgelegt?

OK, vielleicht nicht alle, aber bei weitem die meisten 5-mm-LEDs, die ich jemals gehandhabt habe, sind mit I (max) = 20 mA bewertet und ich benutze sie seit vielleicht über 15 Jahren.

Warum ist das? Wird durch die Größe des Chips verursacht, dass 20 mA das Maximum sind? Liegt es an historischen Gründen? Bequemlichkeit, sich an Spezifikationen zu erinnern? Passt ein moderner 20-mA-Chip nicht in ein 3-mm-Gehäuse? Ist es eine Sache mit Verlustleistung (raten Sie nicht, da blaue LEDs im Vergleich zu einer roten LED fast die doppelte Leistung verbrauchen).

Ich glaube, der Grund liegt in der Temperatur des thermischen Übergangs für Standardformfaktoren. Einige Anbieter reduzieren den maximalen Strom korrekt für Umgebungen über einer bestimmten Temperatur.

Epoxy ist ein großartiger Isolator, und ein 50-µm-Golddraht wird von einem oberen Pad auf dem LED-Chip mit dem Anodenkabel verbunden (geschweißt), um nicht viel Licht zu blockieren. Die Chips verwenden jetzt transparente Substrate, sodass fast 50% aus dem metallischen Reflektorbecher stammen. Wie ich getestet und verifiziert habe, ist dies zufällig ein bedeutender Wärmeleiter zum Chip. Mfg's können jedoch nicht vorschreiben, dass Benutzer diesen an einen großen Kühlkörper in der Erdung anschließen müssen, um mit höherem Strom zu arbeiten, da andere Zuverlässigkeitsrisiken auftreten können. Daher ist der Industriestandard von 20 mA für 5-mm-LEDs konstant.

Diese Kathodenschalenverbindung ist bei fast allen 5-mm-LEDs konsistent, jedoch nicht ganz. Ich könnte hinzufügen, dass es beim Handlöten wichtig ist, 3 Sekunden beim Löten der Kathode nicht zu überschreiten, da dies DER primäre Wärmeweg zum Chip ist, aber die meisten Anbieter geben dies nicht zu und die meisten Leute löten diese nicht von Hand. Definieren Sie eine Sperrzone als 5 mm unterhalb der Basis des LEd als Zone ohne Löten, um einen Zeitpuffer für die Temperatur zu ermöglichen. fließen, aber ich werde Ihnen die Details ersparen. Außerdem haben die meisten Benutzer nicht für jede LED eine Grundebene, insbesondere auf einseitigen Platinen oder LEDs in Reihe.

Die 3-mm-LEDs mit den gleichen 20 mA haben möglicherweise einen kleineren Chip und eine höhere Stromdichte, aber auch einen dünneren Epoxidisolator für die Umgebung. Die Sperrschichttemperatur ist also nicht viel anders.

5-mm-IR-LEDs sind so konzipiert, dass sie so viel IR in diese TV-Fernbedienungen pumpen, um die Entfernung und die Batterielebensdauer zu verlängern. Sie werden auch mit einer niedrigeren Spannung betrieben und sind daher häufig mit 50 bis 75 mA oder einem Impuls mit> = 100 mA spezifiziert.

Übrigens können Sie die Sperrschichttemperatur verbessern, indem Sie große Kupferpads für die Kathode verwenden oder die Masseebene verwenden.

Die meisten LEDs sind aufgrund der Stromdichte im Chip und nicht der Größe des Epoxids für 20 mA ausgelegt. Das Epoxid hat einen großen Wärmewiderstand. Bei einem Fall von 3,2 V fallen Geräte für Umgebungen über Raumtemperatur ab, abhängig von den Annahmen für Wärmewiderstand und Rja. Da das Gehäuse außer über das So keine Wärmeleitfähigkeit im Gehäuse hat, sind die 20 mA aufgrund des Anstiegs der Sperrschichttemperatur begrenzt. Die Anode hat den Golddraht gebunden und ist so dünn (<50 um), dass sie auch einen hohen Wärmewiderstand hat. Dadurch bleibt die Kathode mit dem metallischen Reflektorbecher der niedrigste Wärmewiderstand.

Beachten Sie, dass alle LEDs bei Nennstrom und 25 ° C spezifiziert sind. Wenn Sie darüber arbeiten, müssen Sie Ihren Strom irgendwann unter die maximale Umgebungsspezifikation reduzieren. Aus Gründen der Branchenkonsistenz ändert sich die 20-mA-Spezifikation nicht, aber verschiedene ODMs können ihre Paketzuverlässigkeit verbessern, um zu sagen, dass sie ein geringfügig anderes If vs Ta-Profil zulassen können. Anstatt die 25'C-Spezifikation zu ändern, ändern sie diese Derating-Kurve.