LTL816GE3T Grüne LED-Lampe Datenblatt - T-1-Gehäuse - 2,6V - 52mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL816GE3T ist eine grüne Leuchtdiode (LED) für die Durchsteckmontage auf Leiterplatten (PCBs). Sie gehört zur weit verbreiteten T-1-Gehäusefamilie und bietet ein Standard-Formfaktor, das mit einer Vielzahl von Anwendungen kompatibel ist, die Statusanzeige oder Beleuchtung erfordern.

1.1 Kernvorteile

Diese LED bietet Entwicklern mehrere Schlüsselvorteile. Sie zeichnet sich durch niedrigen Stromverbrauch und hohe Lichtausbeute aus, was sie für energieempfindliche Anwendungen geeignet macht. Das Bauteil ist aus bleifreien Materialien gefertigt und vollständig konform mit der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe). Ihre AlInGaP-Halbleitertechnologie (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) in Kombination mit einer grünen transparenten Linse erzeugt ein klares, helles grünes Licht.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Die LTL816GE3T ist für den flexiblen Einsatz in mehreren Branchen konzipiert. Ihre Hauptanwendungen umfassen Statusanzeigen und Hintergrundbeleuchtung in Kommunikationsgeräten, Computern, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und verschiedenen industriellen Steuerungssystemen. Das Standard-T-1-Gehäuse gewährleistet eine einfache Integration in bestehende Designs und Fertigungsprozesse.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Das Verständnis der elektrischen und optischen Kenngrößen ist entscheidend für zuverlässiges Schaltungsdesign und Leistungsvorhersage.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C angegeben.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 52 mW. Dies ist die Gesamtleistung, die das Bauteil sicher als Wärme abführen kann.
• DC-Durchlassstrom (IF):20 mA Dauerbetrieb. Das Überschreiten dieses Stroms kann zu Überhitzung und schnellem Leistungsabfall führen.
• Spitzen-Durchlassstrom:Maximal 60 mA, jedoch nur unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10 μs). Dies ist nützlich für kurze, hochintensive Lichtblitze.
• Entlastung (Derating):Der maximale DC-Durchlassstrom muss linear um 0,27 mA für jedes Grad Celsius über 30°C reduziert werden. Beispielsweise ist bei 85°C der maximal zulässige Dauerstrom deutlich niedriger als 20 mA.
• Betriebstemperaturbereich:-40°C bis +85°C. Das Bauteil ist für den Betrieb in rauen Umgebungen ausgelegt.
• Löttemperatur der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen in einem Abstand von 1,6 mm vom LED-Gehäuse. Dies ist kritisch für Wellen- oder Handlötprozesse.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei TA=25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 10 mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (Iv):Reicht von einem Minimum von 12,6 mcd bis zu einem typischen Wert von 29 mcd, mit einem Maximum von 110 mcd. Die tatsächliche Intensität wird gebinnt (siehe Abschnitt 4). Die Messung verwendet einen Sensor/Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht. Auf den garantierten Iv-Wert wird eine Prüftoleranz von ±15 % angewendet.
• Abstrahlwinkel (2θ1/2):35 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (zentralen) Wertes abfällt. Er definiert die Strahlausbreitung der LED.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):568 nm (typisch). Dies ist die Wellenlänge am höchsten Punkt des emittierten Lichtspektrums.
• Dominante Wellenlänge (λd):Liegt im Bereich von 563 nm bis 573 nm (siehe Binning-Tabelle). Dieser Wert wird aus dem CIE-Farbtafeldiagramm abgeleitet und repräsentiert die wahrgenommene Lichtfarbe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):30 nm (typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet monochromatischeres Licht.
• Durchlassspannung (VF):2,1 V (Minimum) bis 2,6 V (typisch) bei 10 mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED im Betrieb.
• Sperrstrom (IR):Maximal 10 μA bei einer Sperrspannung (VR) von 5 V.Wichtig:Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; dieser Parameter dient nur zu Testzwecken.

3. Binning-System-Spezifikation

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die LTL816GE3T verwendet ein zweidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Lichtstärke

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 10 mA klassifiziert. Die Bin-Codes und ihre Bereiche sind wie folgt (Toleranz auf jede Bin-Grenze: ±15 %):

• O1:60,0 - 110 mcd
• N1:40,0 - 60,0 mcd
• N2:29,0 - 40,0 mcd
• N3:19,0 - 29,0 mcd
• N4:12,6 - 19,0 mcd

Der Iv-Klassifizierungscode ist auf jedem Verpackungsbeutel zur Rückverfolgbarkeit aufgedruckt.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

LEDs werden auch nach ihrer dominanten Wellenlänge sortiert, um den präzisen Grünton zu kontrollieren. Die Bin-Codes und Bereiche sind wie folgt (Toleranz auf jede Bin-Grenze: ±1 nm):

• YG:571,0 - 573,0 nm
• PG:569,0 - 571,0 nm
• GG:567,0 - 569,0 nm
• GG1:565,0 - 567,0 nm
• GG2:563,0 - 565,0 nm

4. Mechanische und Verpackungsinformationen

4.1 Abmessungen

Die LED entspricht dem Standard-T-1 (3mm)-Radialgehäuse mit Anschlussdrähten. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zollmaße im Originalzeichnung).
• Es gilt eine Standardtoleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Das Harz unter dem Flansch kann maximal 1,0 mm hervorstehen.
• Der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten.
• Die Anode (Pluspol) ist typischerweise der längere Anschlussdraht, was eine gängige Industrienorm zur Polungskennzeichnung ist.

4.2 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind für die automatisierte Handhabung und den Massenversand verpackt:

• Grundpackung:500, 200 oder 100 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel.
• Innenkarton:Enthält 10 Verpackungsbeutel, insgesamt 5.000 Stück (bei Verwendung von 500-Stück-Beuteln).
• Außenkarton:Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 40.000 Stück pro Außenkarton.
• Ein Hinweis besagt, dass in jeder Versandcharge nur die letzte Packung möglicherweise keine volle Packung sein darf.

5. Löt- und Einbaurichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist unerlässlich, um Schäden zu vermeiden und langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

5.1 Lagerung und Reinigung

LEDs sollten in einer Umgebung von maximal 30°C und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Wenn sie aus der Originalverpackung entnommen werden, sollten sie innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre. Reinigung, falls erforderlich, sollte mit alkoholischen Lösungsmitteln wie Isopropanol erfolgen.

5.2 Anschlussbeinformung und Leiterplattenbestückung

Anschlüsse müssen an einem Punkt mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt gebogen werden. Die Basis des Anschlussrahmens darf nicht als Drehpunkt verwendet werden. Alle Formgebungen müssen bei Raumtemperatur undvordem Löten erfolgen. Beim Einstecken in die Leiterplatte verwenden Sie die minimal notwendige Verbiegekraft, um mechanische Belastung des Gehäuses zu vermeiden.

5.3 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 1,6 mm von der Linsenbasis zum Lötpunkt muss eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden. Während des Lötens, solange die LED heiß ist, darf keine Belastung auf die Anschlüsse ausgeübt werden.

Empfohlene Lötbedingungen:

• Lötkolben:Temperatur max. 350°C. Zeit: max. 3 Sekunden (nur einmal). Position: Nicht näher als 1,6 mm von der Linsenbasis.
• Wellenlöten:Vorwärmen: max. 100°C für max. 60 Sekunden. Lötwellen-Temperatur: max. 260°C. Lötzeit: max. 5 Sekunden. Eintauchtiefe: Nicht tiefer als 1,6 mm von der Linsenbasis.

Kritische Warnung:Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem Totalausfall führen. Infrarot (IR)-Rekonvektionslöten istnicht geeignetfür dieses Durchsteck-LED-Produkt.

6. Anwendungsdesign und Ansteuerung

6.1 Ansteuerschaltungsdesign

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Um gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, wenn mehrere LEDs parallel verwendet werden, wirddringend empfohleneinen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder einzelnen LED zu verwenden (Schaltung A). Dies kompensiert geringfügige Unterschiede in der Durchlassspannungs- (Vf)-Kennlinie zwischen einzelnen LEDs. Die Verwendung eines einzelnen Widerstands für mehrere parallel geschaltete LEDs (Schaltung B) wird nicht empfohlen, da Unterschiede in Vf zu erheblichen Helligkeitsunterschieden zwischen den LEDs führen.

6.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Statische Elektrizität kann den Halbleiterübergang beschädigen. Um ESD-Schäden zu verhindern:

• Bedienpersonal sollte leitfähige Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe verwenden.
• Alle Geräte, Arbeitstische und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um elektrostatische Aufladungen zu neutralisieren, die sich durch Reibung auf der Kunststofflinsenoberfläche aufbauen können.
• Stellen Sie sicher, dass Personal in ESD-geschützten Bereichen ordnungsgemäß geschult und ESD-zertifiziert ist.

7. Kennlinien und Analyse

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für detaillierte Designanalysen unerlässlich sind. Diese Kurven stellen grafisch die Beziehung zwischen Schlüsselparametern unter variierenden Bedingungen dar.

7.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)

Diese Kurve zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen dem durch die LED fließenden Strom und der daran anliegenden Spannung. Sie ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten Vorwiderstandswerts, um den gewünschten Betriebsstrom aus einer gegebenen Versorgungsspannung zu erreichen. Die Kurve zeigt die typische "Knie"-Spannung bei etwa 2 V, nach der der Strom bei einer kleinen Spannungserhöhung schnell ansteigt.

7.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist über einen Bereich im Allgemeinen linear, wird jedoch bei höheren Strömen aufgrund thermischer Effekte und des Efficiency Droop sättigen. Dies hilft Entwicklern, Helligkeitsanforderungen gegen Stromverbrauch und Wärmeentwicklung abzuwägen.

7.3 Spektrale Verteilung

Das Spektralverteilungsdiagramm zeigt die relative Intensität des emittierten Lichts über verschiedene Wellenlängen. Für diese grüne AlInGaP-LED zeigt es typischerweise einen schmalen Peak um 568 nm (Spitzenwellenlänge) mit einer charakteristischen Halbwertsbreite von etwa 30 nm, was die Farbreinheit definiert.

8. Technischer Vergleich und Designüberlegungen

8.1 Abgrenzung zu anderen Technologien

Der Einsatz von AlInGaP-Technologie für grünes Licht bietet Vorteile gegenüber älteren Technologien wie Galliumphosphid (GaP). AlInGaP-LEDs bieten im Allgemeinen eine höhere Lichtausbeute und bessere Temperaturstabilität, was zu hellerer und konsistenterer Lichtleistung über den Betriebstemperaturbereich führt.

8.2 Überlegungen zum thermischen Management

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 52 mW), ist die Entlastungsspezifikation kritisch. Bei hohen Umgebungstemperaturen oder beim Betrieb mit maximalem Dauerstrom verringert sich die effektive Stromgrenze. Entwickler müssen die tatsächliche Sperrschichttemperatur basierend auf Umgebungstemperatur, Durchlassstrom und dem Wärmewideratspfad über die Anschlüsse zur Leiterplatte berechnen, um einen zuverlässigen Betrieb sicherzustellen.

8.3 Optisches Design in der Anwendung

Der 35-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen relativ breiten Strahl, der für Statusanzeigen geeignet ist, die aus verschiedenen Blickwinkeln sichtbar sein müssen. Für Anwendungen, die einen fokussierteren oder diffuseren Strahl erfordern, können Sekundäroptiken (Linsen oder Lichtleiter) in Verbindung mit der LED verwendet werden. Die grüne transparente Linse bietet eine gute Farbsättigung.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

9.1 Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?

No.Die Durchlassspannung hat einen Bereich (2,1 V bis 2,6 V) und ist temperaturabhängig. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle, selbst knapp über ihrer Vf, kann einen unkontrollierten Stromanstieg verursachen, der den absoluten Maximalwert überschreitet und das Bauteil zerstört. Ein Vorwiderstand ist für die Stromregelung zwingend erforderlich.

9.2 Was ist der Unterschied zwischen Peak- und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λP)ist die physikalische Wellenlänge am höchsten Punkt des Emissionsspektrums.Dominante Wellenlänge (λd)ist ein aus der Farbmessung berechneter Wert, der die wahrgenommene Farbe repräsentiert. Für eine monochromatische Quelle wie diese grüne LED liegen sie oft nahe beieinander, aber λd ist der relevantere Parameter für die Farbangabe in Anwendungen.

9.3 Warum gibt es eine Toleranz von ±15 % bei der Lichtstärke?

Diese Toleranz berücksichtigt Messsystemvariationen und geringfügige Produktionsschwankungen. Das Binning-System (N1, N2 usw.) wird verwendet, um garantierte Mindest- und Maximalintensitätsbereiche für Produktionskonsistenz bereitzustellen. Entwickler sollten den Minimalwert des ausgewählten Bins für Worst-Case-Helligkeitsberechnungen verwenden.

9.4 Kann ich diese LED für Außenanwendungen verwenden?

Das Datenblatt gibt an, dass sie für Innen- und Außenschilder geeignet ist. Der Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C unterstützt den Außeneinsatz. Für den langfristigen Einsatz im Freien sind jedoch zusätzliche Designüberlegungen erforderlich, wie z. B. Schutz vor UV-Strahlung (die die Epoxidlinse mit der Zeit abbauen kann) und Feuchtigkeitseintritt, die in diesem Bauteil-Datenblatt nicht behandelt werden.

10. Praktische Design-Fallstudie

10.1 Entwurf eines Status-Anzeigepanels

Betrachten Sie ein Bedienfeld, das zehn grüne Statusanzeigen erfordert. Die Systemstromversorgung beträgt 5 V DC. Das Ziel ist eine helle, gleichmäßige Anzeige.

1. Stromauswahl:Wählen Sie einen Treiberstrom von 10 mA, der innerhalb des Maximums von 20 mA liegt und gute Helligkeit bietet (typ. 29 mcd).
2. Widerstandsberechnung:Unter Verwendung der typischen Vf von 2,6 V bei 10 mA. Widerstandswert R = (Vversorgung - Vf) / If = (5 V - 2,6 V) / 0,01 A = 240 Ω. Verwenden Sie den nächstgelegenen Normwert (240 Ω oder 220 Ω). Leistung: P = I^2 * R = (0,01)^2 * 240 = 0,024 W, daher ist ein Standard-1/8-W- oder 1/10-W-Widerstand ausreichend.
3. Schaltungstopologie:Implementieren SieSchaltung Aaus dem Datenblatt: einen unabhängigen strombegrenzenden Widerstand für jede der zehn LEDs, alle parallel zum 5-V-Stromschienenanschluss. Dies gewährleistet gleichmäßige Helligkeit, selbst wenn sich die Vf einzelner LEDs innerhalb des Bins unterscheidet.
4. Leiterplattenlayout:Halten Sie den Lötabstand von 1,6 mm ein. Stellen Sie sicher, dass die Anode (längerer Anschluss) auf dem Leiterplattenbestückungsdruck korrekt ausgerichtet ist. Sorgen Sie bei Betrieb in hoher Umgebungstemperatur für ausreichende Kupferflächen zur Wärmeableitung.
5. Binning:Geben Sie in der Bestellung ein enges Intensitäts-Bin (z. B. N2 oder N1) und ein spezifisches dominantes Wellenlängen-Bin (z. B. PG) an, um visuelle Konsistenz über alle zehn Anzeigen auf dem Panel sicherzustellen.

11. Funktionsprinzip

Die LTL816GE3T arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das eingebaute Potenzial des Übergangs überschreitet, werden Elektronen aus der n-dotierten AlInGaP-Halbleiterschicht über den Übergang in die p-dotierte Schicht injiziert, und Löcher werden in die entgegengesetzte Richtung injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren im aktiven Bereich nahe dem Übergang. Ein Teil der bei diesem Rekombinationsprozess freigesetzten Energie wird als Photonen (Licht) emittiert. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Halbleiterlegierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall grün. Die transparente Epoxidlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtstrahls und zur Verbesserung der Lichtextraktionseffizienz.

12. Technologietrends

Durchsteck-LEDs wie das T-1-Gehäuse bleiben aufgrund ihrer Einfachheit, Robustheit und einfachen manuellen Montage oder Reparatur weit verbreitet. Der breitere Branchentrend geht jedoch hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen für automatisierte Bestückung, höhere Dichte und bessere thermische Leistung. Für Anzeigeanwendungen sind kleinere SMD-Gehäuse (z. B. 0603, 0402) zunehmend verbreitet. In Bezug auf Materialien ist die AlInGaP-Technologie für rote, orange und gelb/grüne LEDs ausgereift und bietet hohe Effizienz. Für echtes Grün und Blau ist InGaN (Indium-Gallium-Nitrid) die dominierende Technologie. Zukünftige Entwicklungen bei Durchsteck-Indikator-LEDs könnten sich auf eine weitere Steigerung der Effizienz (Lumen pro Watt) und Verbesserung der Farbkonsistenz und -stabilität über Temperatur und Lebensdauer konzentrieren, obwohl größere architektonische Veränderungen wahrscheinlicher bei Hochleistungs- und Beleuchtungs-SMD-Gehäusen sind.