LTL1NHEG6D Durchsteck-LED Datenblatt - T-1 3mm Gehäuse - 2,5V Durchlassspannung - 625nm Rot - 54mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert detailliert die Spezifikationen einer hochhellen Durchsteck-LED. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie, die für ihre hohe Lichtausbeute und exzellente Leistung im rot-orange-gelben Wellenlängenbereich bekannt ist. Das Produkt ist im verbreiteten T-1 (3mm) Durchmesser-Gehäuse ausgeführt, was es zu einem standardisierten und weitgehend kompatiblen Bauteil für Statusanzeigen und Beleuchtung in zahlreichen elektronischen Anwendungen macht.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihren geringen Leistungsverbrauch bei gleichzeitig hoher Lichtausgabe, die Einhaltung der bleifreien und RoHS-Umweltrichtlinien sowie ein für die einfache Integration in Durchsteck-Leiterplatten (PCBs) optimiertes Design. Ihre primären Zielmärkte umfassen Kommunikationsgeräte, Computerperipherie, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme, in denen zuverlässige, langlebige visuelle Anzeigen benötigt werden.

2. Technische Parameter im Detail

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für einen maximalen Dauer-DC-Durchlassstrom (I_F) von 20 mA bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C ausgelegt. Die maximale Verlustleistung beträgt 54 mW. Für Pulsbetrieb ist ein Spitzendurchlassstrom von 60 mA bei einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1ms zulässig. Der Betriebstemperaturbereich ist von -30°C bis +85°C spezifiziert, mit einem weiteren Lagerbereich von -40°C bis +100°C. Der Derating-Faktor für den Durchlassstrom beträgt 0,34 mA/°C oberhalb von 40°C, was bedeutet, dass der maximal zulässige Dauerstrom mit steigender Temperatur abnimmt, um thermische Schäden zu verhindern.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Die wichtigsten Leistungsparameter werden beiT_A=25°C undI_F=10mA gemessen. Die Lichtstärke (I_V) hat einen typischen Wert von 65 Millicandela (mcd), mit einem Minimum von 23 mcd und einem Maximum von 110 mcd. Die Durchlassspannung (V_F) beträgt typischerweise 2,5V, maximal 2,5V. Die dominante Wellenlänge (λ_d) beträgt 625 nm und definiert ihre rote Farbe, mit einer Peak-Emissionswellenlänge (λ_p) von 630 nm. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2) beträgt 90 Grad, was auf ein breites, diffuses Lichtabstrahlmuster hinweist. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 20 nm. Der maximale Sperrstrom (I_R) beträgt 100 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V; es ist kritisch zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Betrieb unter Sperrspannung ausgelegt ist.

3. Binning-System Spezifikation

Das Produkt verwendet ein Binning-System, um Einheiten basierend auf Lichtstärke und dominanter Wellenlänge zu kategorisieren, um Konsistenz im Anwendungsdesign sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

LEDs werden basierend auf Messungen bei 10mA in drei Lichtstärke-Bins (ZA, BC, DE) sortiert. Die Bin-Grenzen sind: ZA (23-38 mcd), BC (38-65 mcd) und DE (65-110 mcd). Für jede Bin-Grenze gilt eine Toleranz von ±15%.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Für Farbkonstanz wird die dominante Wellenlänge in 4nm-Schritten gebinnt. Die definierten Bins sind: H28 (617,0-621,0 nm), H29 (621,0-625,0 nm), H30 (625,0-629,0 nm) und H31 (629,0-633,0 nm). Für jede Bin-Grenze wird eine enge Toleranz von ±1nm eingehalten.

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Daten im Datenblatt referenziert werden, würden typische Kurven für diese Geräteklasse die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Lichtstärke (zeigt einen nahezu linearen Anstieg), Durchlassspannung gegenüber Durchlassstrom (zeigt die exponentielle Kennlinie der Diode) und die Variation der Lichtstärke mit der Umgebungstemperatur (zeigt eine Abnahme der Ausgabe bei steigender Temperatur) veranschaulichen. Die spektrale Verteilungskurve würde einen einzelnen Peak um 630 nm mit der spezifizierten 20 nm Halbwertsbreite zeigen, was die reine rote Lichtemission bestätigt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

Die LED ist in einem standardmäßigen T-1 (3mm) zylindrischen Epoxid-Gehäuse mit einer diffusen roten Linse untergebracht. Die Umrisszeichnung spezifiziert kritische Abmessungen einschließlich Anschlussdrahtdurchmesser, Linsendurchmesser und -höhe sowie Anschlussabstand. Der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Toleranzen für mechanische Abmessungen betragen typischerweise ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben. Ein maximaler Harzvorsprung unter dem Flansch beträgt 1,0mm. Das Bauteil weist einen flachen Punkt auf der Linse oder einen längeren Anschluss auf, um die Kathode (negativ) Polarität anzuzeigen, was für die korrekte PCB-Orientierung wesentlich ist.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Lagerung & Handhabung

LEDs sollten in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Wenn sie aus ihrer ursprünglichen feuchtigkeitssperrenden Verpackung entnommen werden, sollten sie innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung sollten sie in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel aufbewahrt werden. Um Schäden durch elektrostatische Entladung (ESD) zu verhindern, sollten Personal geerdete Handgelenkbänder verwenden, Arbeitsplätze ordnungsgemäß geerdet sein, und Ionisatoren werden empfohlen, um statische Aufladung auf der Kunststofflinse zu neutralisieren.

6.2 Anschlussbeinformung

Jegliches Biegen der Anschlüsse muss an einem Punkt mindestens 3mm entfernt von der Basis der LED-Linse, bei Raumtemperatur und vor dem Lötprozess durchgeführt werden. Die Basis der LED darf während des Biegens nicht als Drehpunkt verwendet werden.

6.3 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 2mm muss zwischen dem Lötpunkt und der Basis der Epoxidlinse eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in Lötzinn muss vermieden werden. Empfohlene Bedingungen sind:
Lötkolben:Max. 350°C für 3 Sekunden (nur einmal).
Wellenlöten:Vorwärmen auf max. 100°C für 60 Sekunden, gefolgt von einer Lötwellen-Belichtung bei max. 260°C für 5 Sekunden.
Infrarot (IR) Reflow-Löten ist für diesen Durchsteck-Gehäusetyp nicht geeignet. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann zu Linsenverformung oder katastrophalem Ausfall führen.

7. Verpackung & Bestellinformationen

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt. Standardverpackungsmengen pro Beutel sind 1000, 500, 200 oder 100 Stück. Zehn Beutel werden in einen Innenkarton gepackt (insgesamt bis zu 10.000 Stück). Acht Innenkartons werden in einen äußeren Versandkarton gepackt (insgesamt bis zu 80.000 Stück). Nicht vollständige Packungen können nur in der letzten Packung eines Versandlos vorhanden sein. Die Artikelnummer LTL1NHEG6D wird für die Bestellung verwendet, wobei der Bin-Code (z.B. für Intensität und Wellenlänge) typischerweise auf dem Verpackungsbeutel-Etikett angegeben ist.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich für Status- und Stromanzeigen in einer Vielzahl von Geräten: Netzwerk-Router/Modems, Desktop-Computer und Server, Audio/Video-Geräte, Küchengeräte, Elektrowerkzeuge und industrielle Steuerpanele. Ihre hohe Helligkeit macht sie auch geeignet für die Hintergrundbeleuchtung kleiner Beschriftungen oder für den Einsatz in Innen-/Außen-Informationsschildern, wo Sichtbarkeit entscheidend ist.

8.2 Schaltungsentwurfsüberlegungen

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um gleichmäßige Helligkeit beim Ansteuern mehrerer LEDs zu gewährleisten, wirddringend empfohlen, einen individuellen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltung A). Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs (Schaltung B) wird nicht empfohlen, da geringe Variationen in ihren Durchlassspannungs- (V_F) Kennlinien zu ungleichmäßiger Stromverteilung und damit ungleichmäßiger Helligkeit führen. Der Reihenwiderstandswert kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu älteren, auf GaP (Galliumphosphid) basierenden roten LEDs bietet dieses AlInGaP-Bauteil bei gleichem Treiberstrom eine deutlich höhere Lichtstärke und Effizienz. Seine dominante Wellenlänge von 625nm liefert eine lebendige, gesättigte rote Farbe. Der breite 90-Grad-Abstrahlwinkel mit diffuser Linse gewährleistet gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln, im Gegensatz zu LEDs mit schmalem Strahl. Das Durchsteck-Design bietet im Vergleich zu einigen oberflächenmontierbaren Alternativen eine überlegene mechanische Festigkeit und Wärmeleitung zur Leiterplatte, was in Umgebungen mit hoher Vibration oder für manuelle Prototypenherstellung vorteilhaft sein kann.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der Unterschied zwischen dominanter Wellenlänge und Peak-Wellenlänge?
A: Die dominante Wellenlänge (λ_d) wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge, die der vom menschlichen Auge wahrgenommenen Farbe des Lichts am besten entspricht. Die Peak-Wellenlänge (λ_p) ist die tatsächliche Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsabgabe am höchsten ist. Sie sind oft nahe beieinander, aber nicht identisch.

F: Kann ich diese LED ohne einen strombegrenzenden Widerstand betreiben?
A: Nein. Das direkte Anschließen einer LED an eine Spannungsquelle führt zu übermäßigem Stromfluss, der das Bauteil schnell zerstört. Ein Reihenwiderstand ist für den sicheren Betrieb zwingend erforderlich.

F: Warum gibt es ein Binning-System?
A: Fertigungsschwankungen verursachen geringfügige Leistungsunterschiede. Binning sortiert LEDs in Gruppen mit eng kontrollierten Eigenschaften (Intensität, Farbe), was es Designern ermöglicht, das geeignete Bin für die Konsistenzanforderungen ihrer Anwendung auszuwählen.

F: Ist diese LED für Automotive-Anwendungen geeignet?
A: Dieses Standard-Datenblatt spezifiziert keine AEC-Q101 Automotive-Qualifikation. Für den Automotive-Einsatz wäre eine speziell qualifizierte Produktvariante erforderlich.

11. Praktischer Entwurf & Anwendungsbeispiel

Szenario:Entwurf eines Clusters von vier Statusanzeigen für ein Netzteil.
Umsetzung:Jede LED (aus dem DE-Intensitäts-Bin für hohe Sichtbarkeit) ist über einen separaten Reihenwiderstand mit einer 5V-Schiene verbunden. Unter Verwendung der typischenV_Fvon 2,5V und eines Ziel-I_Fvon 10mA beträgt der Widerstandswert R = (5V - 2,5V) / 0,01A = 250 Ohm. Ein Standard-240- oder 270-Ohm-Widerstand würde verwendet werden. Die LEDs werden auf der Leiterplatte mit dem spezifizierten 2mm Anschlussabstand für das Löten montiert. Dieser Entwurf stellt sicher, dass jede LED mit dem korrekten Strom betrieben wird, was gleichmäßige und zuverlässige Helligkeit über alle vier Anzeigen hinweg bietet.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert auf AlInGaP-Halbleitermaterial, das auf einem Substrat gewachsen wird. Wenn eine Durchlassspannung über den p-n-Übergang angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren. Dieser Rekombinationsprozess setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie des Halbleiters, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts diktiert – in diesem Fall Rot bei 625 nm. Die Epoxidlinse dient dazu, den Halbleiterchip zu schützen, den Lichtausgabestrahl zu formen (90-Grad-Diffusion) und die Lichtextraktionseffizienz zu erhöhen.

13. Technologieentwicklungstrends

Der allgemeine Trend in der LED-Technologie geht weiterhin in Richtung höherer Lichtausbeute (mehr Lichtausgabe pro Watt elektrischer Eingangsleistung), verbesserter Zuverlässigkeit und niedrigerer Kosten. Für Indikator-LEDs gibt es eine stetige Migration hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen für automatisierte Montage und Platzersparnis. Durchsteck-LEDs bleiben jedoch für Anwendungen, die hohe mechanische Robustheit, einfachere manuelle Montage für Prototypen oder Reparaturen und überlegene Wärmemanagement durch direkte Verbindung zu PCB-Kupferschichten erfordern, von entscheidender Bedeutung. Fortschritte in der Phosphor-Technologie und Chip-Design ermöglichen es auch modernen LEDs, höhere Farbreinheit und Konsistenz über Produktionschargen hinweg zu erreichen.