Данные светодиоды представляет собой комбинированный электронный прибор, в котором в одном корпусе мирно “уживаются” интегральная микросхема и световой излучатель. При подаче на МСД постоянного напряжения определенной полярности он начинает “мигать” с частотой около 2 Гц.

В зарубежной литературе встречаются три равноценные названия: Blinking LED Lamps, Flashing LED Lamps, Flicker LED Lamps. Переменная часть этих названий переводится как “мигание”, “мерцание”, “мелькание”. Предпочтение следует отдать слову “мигание”, поскольку МСД функционально подобен маяку, который по определению “мерцать” или “мелькать” не может.

Отличить МСД от обычного светодиода легко по внешнему виду, разглядывая его корпус на просвет . Внутри МСД находятся две подложки примерно одинакового размера. На первой из них располагается кристаллический кубик светоизлучателя , изготовленный из редкоземельного сплава: GaP (зеленый цвет), GaAsP/GaP (желтый цвет), GaAIAs/GaAsP/GaP/ GaAllnP (красный цвет).

Для увеличения светового потока, фокусировки и формирования диаграммы направленности применяется параболический алюминиевый отражатель (2). В МСД он немного меньше по диаметру, чем в обычном светодиоде, так как вторую часть корпуса занимает подложка с интегральной микросхемой .

Электрически обе подложки связаны друг с другом двумя золотыми проволочными перемычками (4). Корпус МСД (5) выполняется из матовой светорассеивающей пластмассы (diffused) или из прозрачного пластика (water clear).

Излучатель в МСД расположен не на оси симметрии корпуса, поэтому для обеспечения равномерной засветки чаще всего применяют монолитный цветной диффузный световод. Прозрачный корпус встречается только у МСД больших диаметров, обладающих узкой диаграммой направленности.

Первые сообщения об МСД появились в конце 80-х годов. С тех пор многие фирмы освоили подобное производство. В таблице 1 приведены основные параметры серийно выпускаемых МСД, взятые из Интернет - файлов Datasheet.

Таблица 1.

 

Примечания:

Более того, встречаются явные противоречия, неточности, несоответствия. К сожалению, главная причина ошибок - человеческий фактор. Для компактности перечислены целые серии светодиодов, а их конкретные наименования необходимо идентифицировать, пользуясь таблице 2.

Иногда в прайсах фирм-посредников можно встретить устаревшие названия МСД. К примеру, CQX21 - это аналог TLBR5410, но в системе обозначений Pro Electron. Общее замечание. В файлах Datasheet, на основании которых составлена таблице 1, приводятся далеко не все интересующие потребителя данные.

Таблица 2.

Технические параметры МСД:

1. Vf (Forward Voltage), В, постоянное прямое напряжение, подаваемое на МСД. Существует неофициальный ряд значений, которых придерживаются изготовители: 1,8; 3; 5; 9; 12 В. “Низковольтные” МСД (VF < 3 В) не содержат внутренних ограничительных резисторов, в отличие от своих “высоковольтных” собратьев. Различают узко и широкодиапазонные МСД, причем последние имеют типовой допуск 3-12 В.
2. If (Forward Current), мА, ток через МСД в светящемся состоянии. Порядок значений IF примерно такой же, как и у обычных светодиодов. Безопасным током для всех типов МСД можно считать 10 мА. Именно его рекомендуется устанавливать при проверках работоспособности. Допустимый миллисекундный импульсный прямой ток составляет 100-200 мА.
3. Iv (Luminous Intensity), мкд, сила света - излучаемый световой поток на единицу телесного угла. Для низковольтных МСД lv измеряется при среднем значении прямого тока If, для “высоковольтных” - при типовом рабочем напряжении Vf. Различают обычные (If < 70 мкд) и сверхъяркие МСД (Super Bright LED Lamps).
4. Fv (Blinking Frequency), Гц, частота мигания в диапазоне напряжений Vf. Зависимость обратно пропорциональная - при увеличении напряжения частота “вспышек” понижается. Существует заметный разброс Fv от экземпляра к экземпляру даже у однотипных МСД.
5. Pv (Power Dissipation), мВт, средняя мощность рассеяния, при которой еще гарантируется надежное и долговременное функционирование МСД во всем диапазоне температур и напряжений. Учитывая импульсный характер работы МСД и скважность “вспышек”, равную примерно 2, значение Pv для светящегося состояния можно увеличить вдвое. Однако и эта величина зачастую входит в противоречие с приводимыми в Datasheet параметрами. Например, если рассчитать мощность, которую рассеивает светодиод серии L-56 (фирма Kingbright) при напряжении Vf = 12В, то получится 670 мВт. Длительная работа в таком режиме недопустима, следовательно, светодиод необходимо подключать к источнику с напряжением не более 9 В.
6. Vr (Reverse Voltage), В, постоянное обратное напряжение, которое можно подавать на МСД без опасности его повреждения. Ток утечки при этом гарантируется, как правило, не более 10 мкА. Глядя на значение параметра Vr, можно однозначно определить, имеется ли внутри МСД защитный диод. Если Vr < 0,5В, то имеется, и наоборот. Величина VR, приведенная в таблице 1, не является предельно допустимой, она определяет лишь качество изготовления МСД на предмет отсутствия утечек через полевые структуры интегральной микросхемы. При увеличении обратного напряжения до 7-10В светодиод превращается в стабилитрон, максимальный ток стабилизации которого ограничен мощностью рассеяния Pv.
7. Ж (Diameter), мм, диаметр цилиндрической части корпуса МСД. Этот параметр является удобным при первичной классификации МСД. Существует стандартный ряд значений: 3, 5, 8, 10 мм, причем первые два из них имеют унифицированные “дюймовые” названия соответственно “Т-1” и “Т-1 3/4”.
8. Q (Viewing Angle 2Q 1/2), градусы, удвоенный угол, в пределах которого сила света уменьшается в 2 раза по сравнению с максимумом излучения. Различают МСД с рассеянным (Q > 60°) и узконаправленным (Q < 60°) излучением.

По внешним конструктивным признакам, технологии пайки и формовки, МСД не отличается от обычных светодиодов. Совпадают также и рекомендации по очистке корпуса МСД от загрязнений. В частности, нельзя применять тетрахлорэтан, ацетон, трихлорэтилен и другие подобные растворители. Очистка должна производиться методом окунания в спирт на протяжении не более 1 минуты.

Часто задаваемый вопрос: “Как безопасно проверить работоспособность МСД при покупке?” Самый простой способ (на все случаи жизни) - от батарейки 4,5В через последовательно включенный резистор 51 Ом мощностью не менее 0,25 Вт. Для справки, катод легко отличить от анода по скосу на корпусе МСД.

Фирмы-изготовители светодиодов находятся в США, Германии, Тайване, Сянгане (табл.3). Судя по одинаковым параметрам светодиодов фирм Kingbright, SUNLED, Carrollton, - налицо их взаимное лицензирование продукции.

Таблица 3.

Как ни парадоксально, однако информация о внутреннем электрическом устройстве МСД является “закрытой” и отсутствует даже в Интернете. Попробуем восполнить этот пробел, применяя методы физического и логического анализа.