LTL307GC5D Grüne Diffus-LED Datenblatt - T-1 3/4 Gehäuse - 2,6V Max. - 75mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL307GC5D ist eine grüne, diffuse LED für die Durchsteckmontage auf Leiterplatten (PCBs) oder Panels. Sie nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) als Halbleitermaterial für die Lichtquelle, das für effizientes und helles grünes Licht bekannt ist. Das Bauteil ist im weit verbreiteten und kompatiblen T-1 3/4-Gehäusedurchmesser untergebracht, was es für ein breites Spektrum an Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen geeignet macht, bei denen eine diffuse, breitwinklige Lichtabgabe gewünscht ist.

Zu den Hauptvorteilen dieses Produkts zählt seine hohe Lichtstärke bei geringem Leistungsverbrauch, was eine ausgezeichnete Effizienz ergibt. Aufgrund seiner niedrigen Stromanforderungen ist es für den Einsatz mit integrierten Schaltungen (ICs) geeignet. Darüber hinaus wird das Produkt umweltfreundlich hergestellt, ist bleifrei (Pb) und entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe). Es wird auch als halogenfreies Produkt eingestuft, wobei der Chlor- (Cl) und Bromgehalt (Br) unter festgelegten Grenzwerten gehalten wird (Cl<900 ppm, Br<900 ppm, Cl+Br<1500 ppm).

2. Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie gelten bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C. Ein Betrieb an oder nahe diesen Grenzwerten über längere Zeit wird nicht empfohlen und beeinträchtigt die Zuverlässigkeit.

• Verlustleistung (P_D):75 mW. Dies ist die maximale Gesamtleistung, die das Bauteil sicher als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):60 mA. Dieser maximale Strom ist nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms zulässig.
• DC-Durchlassstrom (I_F):20 mA. Dies ist der maximal empfohlene kontinuierliche Durchlassstrom für einen zuverlässigen Betrieb.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Das Bauteil ist für den Betrieb innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs ausgelegt.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C. Das Bauteil kann innerhalb dieses Bereichs gelagert werden, wenn es nicht in Betrieb ist.
• Lötemperatur der Anschlüsse:265°C für 5 Sekunden. Dieser Wert gilt beim Löten der Anschlüsse an einem Punkt 2,0 mm (0,078 Zoll) vom LED-Körper entfernt.

3. Elektrische und optische Kenngrößen

Die folgenden Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur von 25°C gemessen und definieren die typische Leistung der LED. Die Spalte 'Typ.' repräsentiert den erwarteten Wert unter Standardtestbedingungen, während 'Min.' und 'Max.' die garantierten Grenzwerte definieren.

3.1 Optische Kenngrößen

• Lichtstärke (I_V):20-85 mcd (Typ. 30 mcd) bei I_F= 10 mA. Dies ist das Maß für die abgegebene wahrgenommene Lichtleistung. Die Garantie beinhaltet eine Toleranz von ±15%. Die Messung erfolgt mit einem Sensor und Filter, die der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entsprechen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):50 Grad (Typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (auf der Achse liegenden) Wertes abfällt. Die diffuse Linse trägt zu diesem großen Abstrahlwinkel bei.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):565 nm (Typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):572 nm (Typisch) bei I_F= 10 mA. Diese wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Lichtfarbe am besten definiert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):11 nm (Typisch). Dies ist die spektrale Bandbreite, gemessen bei halber Maximalintensität (Full Width at Half Maximum - FWHM).

3.2 Elektrische Kenngrößen

• Durchlassspannung (V_F):1,7 V bis 2,6 V (Max.) bei I_F= 20 mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit dem spezifizierten Strom.
• Sperrstrom (I_R):100 μA (Max.) bei V_R= 5 V. Es ist kritisch zu beachten, dass dieser Parameter nur für Testzwecke dient; die LED ist nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt. Das Anlegen einer Sperrspannung in einer Schaltung kann das Bauteil beschädigen.

4. Binning-System Spezifikationen

Um Konsistenz in Anwendungen zu gewährleisten, werden LEDs basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke sortiert (gebinned). Die LTL307GC5D verwendet die folgenden Bin-Codes, definiert bei einem Teststrom von 10 mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

Dieses Binning ermöglicht es Entwicklern, LEDs mit einem spezifischen Helligkeitsbereich für ihre Anwendung auszuwählen, was zu einem einheitlichen Erscheinungsbild in Multi-LED-Designs beiträgt.

5. Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden in industrieüblicher Verpackung für die automatisierte Handhabung und Lagerverwaltung geliefert.

• Primärpackung:1000, 500 oder 250 Stück pro antistatischem Packbeutel.
• Innenkarton:8 Packbeutel werden in einem Innenkarton platziert, insgesamt 8.000 Stück.
• Außenkarton (Versandkarton):8 Innenkartons werden in einem Außenkarton verpackt, insgesamt 64.000 Stück.
• Ein Hinweis spezifiziert, dass in jeder Versandcharge nur die letzte Packung eine nicht vollständige Packung sein darf.

6. Anwendungs- und Handhabungsrichtlinien

6.1 Bestimmungsgemäße Verwendung und Lagerung

Diese LED ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten wie Bürogeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsgeräten bestimmt. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, Medizinsysteme), ist vor der Verwendung eine spezifische Beratung erforderlich. Für die Lagerung sollte die Umgebung 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten. LEDs, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten idealerweise innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung wird die Lagerung in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre empfohlen.

6.2 Reinigung und mechanische Montage

Falls eine Reinigung notwendig ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwendet werden. Beim Anschlusswinkeln, das bei Raumtemperatur und vor dem Löten erfolgen muss, sollte die Biegung mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden. Die Basis des Anschlussrahmens sollte nicht als Drehpunkt verwendet werden. Während der Leiterplattenmontage sollte eine minimale Klammerkraft angewendet werden, um mechanische Belastung des LED-Gehäuses zu vermeiden.

6.3 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 2 mm muss zwischen der Basis der Linse und dem Lötpunkt eingehalten werden. Die Linse darf niemals in das Lot getaucht werden. Es sollte keine externe Belastung auf die Anschlüsse ausgeübt werden, während die LED durch das Löten heiß ist. Empfohlene Lötbedingungen sind:

• Lötkolben:Maximale Temperatur 350°C, maximale Zeit 3 Sekunden (nur einmal).
• Wellenlöten:Maximale Vorwärmtemperatur 100°C für bis zu 60 Sekunden, gefolgt von einer Lötwellen bei maximal 265°C für bis zu 5 Sekunden. Das Überschreiten dieser Temperatur- oder Zeitgrenzen kann zu Linsendeformation oder katastrophalem Ausfall führen.

6.4 Treiberschaltungsdesign

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder einzelnen LED zu verwenden (Schaltungsmodell A). Das direkte parallele Betreiben mehrerer LEDs von einer einzelnen Stromquelle (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da geringe Unterschiede in den Durchlassspannungs- (V_F) Kennlinien zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich der Helligkeit führen.

6.5 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

LEDs sind anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Um ESD-Schäden während der Handhabung und Montage zu verhindern, werden folgende Praktiken vorgeschlagen: Bediener sollten leitfähige Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe tragen; alle Geräte, Maschinen und Arbeitsflächen müssen ordnungsgemäß geerdet sein; und ein Ionisator kann verwendet werden, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse ansammeln können. Eine Checkliste zur Aufrechterhaltung einer statiksicheren Arbeitsstation ist ebenfalls impliziert, einschließlich der Überprüfung der ESD-Zertifizierung für Personal und ordnungsgemäßer Beschilderung in Arbeitsbereichen.

7. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische Leistungskurven, die für eine detaillierte Designanalyse wesentlich sind. Obwohl die spezifischen Grafiken im Textauszug nicht bereitgestellt werden, umfassen diese typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt, oft sublinear bei höheren Strömen aufgrund von Erwärmungseffekten.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die I-V-Kennlinie der Diode, entscheidend für die Auswahl des geeigneten Vorwiderstandswerts.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Demonstriert die Abnahme der Lichtausgabe bei steigender Sperrschichttemperatur, ein Schlüsselfaktor für das thermische Management.
• Spektrale Leistungsverteilung:Eine Grafik, die die Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 565 nm mit einer typischen Halbwertsbreite von 11 nm.

Entwickler sollten diese Kurven konsultieren, um das Bauteilverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Ströme, Temperaturen) zu verstehen und ihre Anwendung für Effizienz und Langlebigkeit zu optimieren.

8. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED verwendet ein Standard-T-1 3/4 (5mm) Radialgehäuse mit Anschlussdrähten. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen: alle Maße sind in Millimetern (mit Zoll-Äquivalenten); Standardtoleranz ist ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben; der maximale Harzvorsprung unter dem Flansch beträgt 0,6 mm; und der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Die genaue Maßzeichnung würde kritische Maße für das Leiterplatten-Footprint-Design liefern, einschließlich Anschlussdrahtdurchmesser, Linsendurchmesser und -höhe sowie Details zur Auflageebene.

9. Technischer Vergleich und Anwendungsszenarien

Die Hauptunterscheidungsmerkmale der LTL307GC5D sind ihre AlInGaP-Technologie (bietet hohe Effizienz für grünes Licht), ihre diffuse Linse für einen großen Abstrahlwinkel und ihre Einhaltung moderner Umweltstandards (RoHS, halogenfrei). Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaP bietet AlInGaP höhere Helligkeit und Effizienz. Typische Anwendungsszenarien umfassen Statusanzeigen auf Unterhaltungselektronik, Panelanzeigen auf Industrieanlagen, Hintergrundbeleuchtung für Beschriftungen auf Schaltern oder Panels und allgemeine Signalisierung, bei der ein weiches, nicht blendendes grünes Licht erforderlich ist. Ihr Durchsteckdesign macht sie sowohl für automatisierte als auch manuelle Montageprozesse geeignet.

10. Designüberlegungen und FAQs

F: Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5V-Versorgung verwenden?

A: Unter Verwendung der typischen Durchlassspannung (V_F) von ~2,1V bei 10mA (für den 3Z-Bin) beträgt der Widerstandswert R = (V_Versorgung- V_F) / I_F= (5 - 2,1) / 0,01 = 290 Ω. Ein Standard-300-Ω-Widerstand wäre geeignet. Berechnen Sie stets basierend auf Ihrer tatsächlichen Versorgungsspannung und dem gewünschten Strom.

F: Kann ich diese LED kontinuierlich mit 20mA betreiben?

A: Ja, 20mA ist der maximal empfohlene DC-Durchlassstrom. Der Betrieb am maximalen Strom erzeugt jedoch mehr Wärme und kann die Lebensdauer verringern. Für optimale Langlebigkeit und Effizienz ist ein Betrieb mit 10-15mA oft vorzuziehen.

F: Wie beeinflusst die Temperatur die Leistung?

A: Mit steigender Umgebungstemperatur nimmt die Lichtstärke ab und die Durchlassspannung sinkt typischerweise leicht. Für eine konstante Helligkeit in Hochtemperaturumgebungen können thermisches Management oder Stromkompensation notwendig sein.

F: Warum ist ein Vorwiderstand zwingend erforderlich?

A: Die Strom-Spannungs-Beziehung einer LED ist exponentiell. Eine kleine Spannungserhöhung verursacht einen großen Stromanstieg. Ein Vorwiderstand sorgt für negative Rückkopplung, stabilisiert den Strom gegen Schwankungen der Versorgungsspannung und der eigenen Durchlassspannung der LED, die von Bauteil zu Bauteil und mit der Temperatur variieren kann.

11. Betriebsprinzipien und Trends

Die LTL307GC5D arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Bei Anlegen einer Durchlassspannung werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich (die AlInGaP-Schicht) injiziert, wo sie rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts, in diesem Fall grün. Die diffuse Epoxidharzlinse streut das Licht und erzeugt im Vergleich zu einer klaren Linse einen breiteren, gleichmäßigeren Abstrahlwinkel. Ein Trend in der LED-Technologie ist die kontinuierliche Verbesserung der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), getrieben durch Fortschritte im epitaktischen Wachstum, Chipdesign und Gehäuse-Effizienz. Es gibt auch einen starken branchenweiten Schub in Richtung höherer Zuverlässigkeit, engerer Leistungstoleranzen und vollständiger Einhaltung von Umweltvorschriften.