LTL42FKGD Durchsteck-LED-Lampe Datenblatt - 5mm Durchmesser - 2,6V Durchlassspannung - Grüne Farbe - 81mW Leistung - Englisch Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL42FKGD ist eine lochmontierbare LED-Lampe, die für Statusanzeige und Beleuchtung in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen konzipiert ist. Sie verfügt über ein 5-mm-Gehäuse mit einer grünen Streulinse, die einen weiten Betrachtungswinkel und eine gleichmäßige Lichtverteilung bietet. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie für seinen Emitter, die für hohe Effizienz und gute Farbreinheit im grünen Spektrum bekannt ist. Diese LED ist bleifrei aufgebaut und vollständig konform mit der RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances), was sie für die Anforderungen der modernen Elektronikfertigung geeignet macht.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Lichtausbeute: Liefert eine typische Lichtstärke von 240 mcd bei einem Standardtreiberstrom von 20 mA und gewährleistet so eine helle und klare Sichtbarkeit.
• Energieeffizienz: Zeichnet sich durch einen niedrigen Stromverbrauch mit einer typischen Durchlassspannung von 2,6 V aus und trägt so zur Energieeinsparung des Gesamtsystems bei.
• Design Flexibility: Erhältlich in einem standardmäßigen 5mm Durchsteckgehäuse, das eine vielseitige Montage auf Leiterplatten (PCBs) oder Panels ermöglicht. Der weite Betrachtungswinkel von 60 Grad gewährleistet gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln.
• Compatibility: Der geringe Strombedarf macht ihn mit den Ausgängen integrierter Schaltkreise (IC) kompatibel, sodass in vielen Anwendungen auf komplexe Treiberschaltungen verzichtet werden kann.
• Zuverlässigkeit: Ausgelegt für einen Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C, geeignet für den Einsatz unter verschiedenen Umweltbedingungen.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED ist für eine breite Anwendbarkeit in verschiedenen Branchen konzipiert. Ihre Hauptfunktion ist die Statusanzeige, ihre Helligkeit ermöglicht jedoch auch eine begrenzte Bereichsbeleuchtung. Zu den wichtigsten Anwendungsbereichen gehören:

• Kommunikationsgeräte: Anzeigeleuchten für Stromversorgung, Netzwerkaktivität und Systemstatus an Routern, Switches und Modems.
• Computer-Peripheriegeräte: Strom- und Aktivitätsanzeigen an Desktop-Computern, Laptops, externen Laufwerken und Tastaturen.
• Unterhaltungselektronik: Statusleuchten an Audio-/Video-Geräten, Haushaltsgeräten, Spielzeugen und tragbaren Geräten.
• Haushaltsgeräte: Betriebsanzeigen an Waschmaschinen, Mikrowellen, Backöfen und anderen Weißwaren.
• Industrielle Steuerungen: Bedienfeldanzeigen für Maschinen, Steuerungssysteme, Prüfgeräte und Messinstrumente.

2. In-Depth Technical Parameter Analysis

Der folgende Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der für die LED LTL42FKGD spezifizierten wesentlichen elektrischen, optischen und thermischen Parameter. Das Verständnis dieser Parameter ist entscheidend für einen korrekten Schaltungsentwurf und einen zuverlässigen Betrieb.

2.1 Absolute Maximum Ratings

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder nahe diesen Grenzen wird nicht empfohlen und wirkt sich nachteilig auf die Zuverlässigkeit aus.

• Leistungsaufnahme (Pd): Maximal 81 mW. Dies ist die Gesamtleistung (Durchlassspannung * Durchlassstrom), die vom LED-Gehäuse bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C sicher als Wärme abgeführt werden kann.
• Gleichstrom-Durchlassstrom (IF): Maximal 30 mA Dauerstrom. Das Überschreiten dieses Wertes erzeugt übermäßige Wärme, was zu einem beschleunigten Lichtstromrückgang und potenziellem Totalausfall führt.
• Spitzenstrom (Peak Forward Current): Maximal 60 mA, jedoch nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 10 % oder weniger und einer Pulsbreite von 10 Mikrosekunden oder weniger. Diese Angabe ist für kurze, hochintensive Blitze relevant.
• Derating: Der maximal zulässige Gleichstrom-Vorwärtsstrom muss linear um 0,57 mA für jedes Grad Celsius reduziert werden, um das die Umgebungstemperatur über 50°C steigt. Dies ist eine kritische Designüberlegung für Hochtemperaturumgebungen.
• Operating & Storage Temperature: Das Gerät kann im Temperaturbereich von -40°C bis +85°C betrieben und von -40°C bis +100°C gelagert werden.
• Löttemperatur für bleihaltiges Lot: 260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 2,0 mm (0,079 Zoll) vom LED-Gehäuse entfernt. Dies definiert den Prozessfenster für Hand- oder Wellenlötung.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Dies sind die typischen Leistungsparameter, die unter Standardtestbedingungen (TA=25°C) gemessen wurden. Designer sollten die typischen oder maximalen Werte entsprechend ihren Designmargen verwenden.

• Lichtstärke (Iv): Liegt bei IF=20mA zwischen einem Minimum von 85 mcd und einem Maximum von 400 mcd, mit einem typischen Wert von 240 mcd. Der tatsächliche Wert für eine spezifische Einheit wird durch ihren Bin-Code bestimmt (siehe Abschnitt 4). Die Messung verwendet einen Sensor, der gefiltert ist, um der photopischen (menschliches Auge) Empfindlichkeitskurve (CIE) zu entsprechen. Eine Toleranz von ±15% wird auf die Bin-Grenzwerte angewendet.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2): 60 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte des auf der Mittelachse (0 Grad) gemessenen Wertes abfällt. Ein Winkel von 60 Grad bietet eine gute Balance zwischen fokussierter Helligkeit und weiter Sichtbarkeit.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP): 574 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung des emittierten Lichts ihr Maximum erreicht.
• Dominant Wavelength (λd): Liegt im Bereich von 563 nm bis 573 nm und definiert die wahrgenommene grüne Farbe der LED. Sie wird aus den CIE-Farbkoordinaten abgeleitet und repräsentiert die Einzelwellenlänge, die der Farbe der LED am besten entspricht.
• Spektrale Linienhalbwertsbreite (Δλ): 20 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet ein monochromatischeres (reineres farbiges) Licht. Eine Breite von 20 nm ist typisch für AlInGaP-grüne LEDs.
• Durchlassspannung (VF): Typisch 2,6 V bei IF=20 mA, maximal 2,6 V. Das Minimum beträgt 2,1 V. Dieser Parameter unterliegt einer Streuung; Entwickler müssen bei der Berechnung der Vorwiderstandswerte den maximalen VF berücksichtigen, um eine ausreichende Strombegrenzung sicherzustellen.
• Sperrstrom (IR): Maximal 100 μA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5 V. Wichtiger Hinweis: Diese LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Dieser Testzustand dient ausschließlich der Charakterisierung. Das Anlegen einer kontinuierlichen Sperrspannung kann das Bauteil beschädigen.

3. Binning System Specification

Um die Konsistenz von Helligkeit und Farbe in Produktionsanwendungen sicherzustellen, werden LEDs nach Leistungsklassen sortiert. Das LTL42FKGD verwendet ein zweidimensionales Binning-System.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Einheiten werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA sortiert. Der Bin-Code ist auf der Verpackung angegeben.

• Bin EF: 85 mcd (Min) bis 140 mcd (Max)
• Bin GH: 140 mcd (Min) bis 240 mcd (Max)
• Bin JK: 240 mcd (Min) bis 400 mcd (Max)

Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

3.2 Dominant Wavelength Binning

Die Einheiten werden ebenfalls nach ihrer dominanten Wellenlänge sortiert, die direkt mit dem Grünton korreliert.

• Bin H05: 563.0 nm (Min) bis 566.0 nm (Max)
• Bin H06: 566,0 nm (Min) bis 568,0 nm (Max)
• Bin H07: 568,0 nm (Min) bis 570,0 nm (Max)
• Bin H08: 570,0 nm (Min.) bis 573,0 nm (Max.)

Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm.

Eine vollständige Produktbestellung wird sowohl mit einem Intensitäts-Bincode (z.B. GH) als auch mit einem Wellenlängen-Bincode (z.B. H07) spezifiziert, um sowohl die Helligkeits- als auch die Farbkonsistenz innerhalb des Loses zu gewährleisten.

4. Performance Curve Analysis

Während spezifische grafische Daten im Datenblatt referenziert werden, sind die typischen Zusammenhänge zwischen den Schlüsselparametern nachstehend beschrieben. Diese Kurven sind wesentlich, um das Geräteverhalten unter nicht standardmäßigen Bedingungen zu verstehen.

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

Die LED zeigt eine nichtlineare I-V-Kennlinie, die für eine Diode typisch ist. Die Durchlassspannung (VF) hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie bei einem gegebenen Strom leicht abnimmt, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Die Kurve zeigt, dass die Schwellenspannung (bei der der Strom signifikant zu fließen beginnt) für AlInGaP-grüne LEDs bei etwa 1,8 V bis 2,0 V liegt und bei 20 mA auf den typischen Wert von 2,6 V ansteigt.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtleistung (Lichtstärke) ist im normalen Betriebsbereich (z. B. bis zu 30 mA) annähernd proportional zum Durchlassstrom. Die Effizienz (Lumen pro Watt) kann jedoch bei einem Strom unterhalb des maximalen Nennwerts ihren Höchstwert erreichen. Der Betrieb der LED mit höheren Strömen steigert die Ausgangsleistung, erzeugt aber auch mehr Wärme, was die Effizienz und die Langzeitzuverlässigkeit verringern kann.

4.3 Lichtstärke in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur

Die Lichtleistung einer LED nimmt mit steigender Sperrschichttemperatur ab. Obwohl das AlInGaP-Material temperaturstabiler ist als einige andere LED-Typen, ist eine Reduzierung der Ausgangsleistung zu erwarten, wenn die Umgebungstemperatur die maximale Betriebsgrenze erreicht. Aus diesem Grund ist das thermische Management (z. B. das Nichtüberschreiten der Nennstromwerte) wichtig, um eine gleichmäßige Helligkeit aufrechtzuerhalten.

4.4 Spektrale Verteilung

Die spektrale Ausgangskurve ist um die Spitzenwellenlänge von 574 nm zentriert und weist eine charakteristische Halbwertsbreite von 20 nm auf. Die dominante Wellenlänge (λd), die den Farbort definiert, wird aus diesem Spektrum berechnet. Die Kurve hat im Allgemeinen eine Gaußsche Form.

5. Mechanical & Package Information

5.1 Abmessungen (Umriss)

Die LED entspricht den Standardabmessungen für ein 5-mm-Rundlochgehäuse. Zu den wichtigsten mechanischen Spezifikationen gehören:

• Anschlussdrahtdurchmesser: Standard 0,6 mm.
• Leiterabstand: 2,54 mm (0,1 Zoll) nominal, gemessen an der Stelle, an der die Leiter aus dem Gehäuse austreten.
• Gehäusedurchmesser: 5,0 mm nominal.
• Gesamthöhe: Etwa 8,6 mm von der Unterseite der Anschlüsse bis zur Oberseite der Domlinse, wobei dies leicht variieren kann.
• Toleranz: ±0,25 mm bei den meisten linearen Abmessungen, sofern nicht anders angegeben.
• Das unter dem Flansch hervorstehende Harz beträgt maximal 1,0 mm. Dies ist für das PCB-Layout wichtig, um sicherzustellen, dass die LED bündig auf der Platine aufliegt.

5.2 Polarity Identification

Die LED hat zwei axiale Anschlüsse. Der längere Anschluss ist die Anode (positiv, A+), der kürzere die Kathode (negativ, K-). Zusätzlich weist die Kathodenseite des LED-Flansches (der flache Rand an der Basis der Linse) oft eine kleine Abflachung oder Kerbe auf. Überprüfen Sie die Polarität stets vor dem Löten, um eine falsche Verbindung zu vermeiden, die das Bauteil beschädigen kann.

6. Soldering & Assembly Guidelines

Sorgfältige Handhabung und fachgerechtes Löten sind entscheidend, um mechanische oder thermische Schäden an der LED zu vermeiden.

6.1 Lagerbedingungen

Für die Langzeitlagerung sollten LEDs in ihrer ursprünglichen feuchtigkeitsdichten Verpackung aufbewahrt werden. Die empfohlene Lagerumgebung beträgt ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit. Wenn sie aus der Originalverpackung entnommen werden, sollten die LEDs innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für eine längere Lagerung außerhalb des Originalbeutels bewahren Sie sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem stickstoffgespülten Exsikkator auf, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Lötens zu \"Popcorning\" führen kann.

6.2 Anschlussformung

Falls die Anschlussdrähte für die Montage gebogen werden müssen, muss dies vor dem Löten und bei Raumtemperatur erfolgen. Biegen Sie die Anschlussdrähte an einer Stelle mindestens 3 mm vom Sockel der LED-Linse entfernt. Verwenden Sie weder den LED-Körper noch das Leadframe als Drehpunkt. Wenden Sie die minimal erforderliche Kraft an, um Belastungen der internen Bonddrähte zu vermeiden.

6.3 Cleaning

Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie ausschließlich alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol (IPA). Vermeiden Sie aggressive oder Ultraschallreinigung, die die Epoxidlinse oder die interne Struktur beschädigen könnte.

6.4 Lötprozessparameter

Hand Soldering (Iron):

• Maximale Löttemperatur: 350°C
• Maximale Lötzeit: 3 Sekunden pro Anschluss
• Mindestabstand von der Linsenbasis: 2,0 mm. Die Lötstelle darf sich nicht näher als dieser Abstand am Anschluss zum Kunststoffgehäuse hochziehen.
• Die Linse nicht in Lötzetauchbad tauchen.

Wellenlöten:

• Maximale Vorwärmtemperatur: 100°C
• Maximale Vorwärmzeit: 60 Sekunden
• Maximale Löttemperatur: 260°C
• Maximale Kontaktdauer: 5 Sekunden
• Minimale Eintauchposition: Nicht tiefer als 2 mm von der Basis der Epoxidlinse.

Kritischer Hinweis: Infrarot (IR)-Reflow-Löten ist nicht geeignet für dieses Durchsteck-LED-Produkt. Die Epoxidlinse hält den hohen Temperaturen eines Reflow-Ofenprofils nicht stand. Übermäßige Löttemperaturen oder -zeiten können zu Linsenverformung, Rissbildung oder internem Versagen führen.

7. Packaging & Ordering Information

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um ESD-Schäden zu verhindern. Die Standard-Verpackungshierarchie ist:

1. Verpackungsbeutel: Enthält 1000, 500, 200 oder 100 Stück. Der Beutel ist mit der Teilenummer, der Menge und den Bin-Codes (Intensität und Wellenlänge) gekennzeichnet.
2. Innenkarton: Enthält 10 Packbeutel. Die Gesamtmenge pro Innenkarton beträgt in der Regel 10.000 Stück (bei Verwendung von 1000-Stück-Beuteln).
3. Master-/Außenkarton: Enthält 8 Innenkartons. Die Gesamtmenge pro Masterkarton beträgt in der Regel 80.000 Stück.

Bei Versandchargen darf nur die letzte Packung eine unvollständige Menge enthalten.

8. Application Design Recommendations

8.1 Drive Circuit Design

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauelement. Ihre Helligkeit wird durch den Vorwärtsstrom (IF) gesteuert, nicht durch die Spannung. Das kritischste Konstruktionselement ist der Vorwiderstand.

Empfohlene Schaltung (Schaltung A): Verwenden Sie für jede LED einen Vorwiderstand. Der Widerstandswert (R) wird nach dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (Versorgungsspannung - VF_LED) / IF. Verwenden Sie für eine konservative Auslegung, die selbst bei LED-Streuungen gewährleistet, dass der Strom den gewünschten IF-Wert nie überschreitet, den maximalen VF-Wert aus dem Datenblatt (2,6V).

Beispiel: Für eine 5V-Versorgung und einen Ziel-IF von 20mA: R = (5V - 2,6V) / 0,020A = 120 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert (z.B. 120Ω oder 150Ω) wird gewählt, und seine Belastbarkeit muss ausreichend sein (P = I²R).

Zu vermeidende Schaltung (Schaltung B): Schließen Sie nicht mehrere LEDs direkt parallel an einen einzelnen strombegrenzenden Widerstand an. Geringe Unterschiede in der Durchlassspannung (VF) zwischen einzelnen LEDs führen zu einem starken Stromungleichgewicht. Eine LED mit einer etwas niedrigeren VF zieht unverhältnismäßig mehr Strom, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und möglicher Überlastung dieser LED führt.

8.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Bei der Handhabung und Montage müssen die üblichen ESD-Vorsichtsmaßnahmen befolgt werden:

• Bediener sollten geerdete Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Arbeitsplätze, Werkzeuge und Geräte müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie leitfähige oder ableitende Matten auf Arbeitsflächen.
• Lagern und transportieren Sie LEDs in ESD-schützender Verpackung.
• Erwägen Sie den Einsatz eines Ionisators, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich während der Handhabung auf der Kunststofflinse ansammeln können.

8.3 Thermische Aspekte

Obwohl es sich um ein Gerät mit geringer Leistungsaufnahme handelt, ist das thermische Management dennoch wichtig für eine lange Lebensdauer. Überschreiten Sie nicht die absoluten Maximalwerte für die Verlustleistung und den Durchlassstrom. Halten Sie sich an die Entlastungskurve bei Umgebungstemperaturen über 50°C. Sorgen Sie auf einer Leiterplatte für ausreichenden Abstand zwischen den LEDs, um die Wärmeableitung zu ermöglichen und lokale Hotspots zu vermeiden.

9. Technical Comparison & Differentiation

Die LTL42FKGD, als standardmäßige 5-mm-AlInGaP-Grün-LED, nimmt eine etablierte Marktposition ein. Ihre wesentlichen Unterscheidungsmerkmale werden durch ihre spezifischen Leistungsklassen definiert.

• vs. Niedrigere-Helligkeit Grün-LEDs: Im JK-Bereich (240-400 mcd) gebinnte Einheiten bieten eine deutlich höhere Lichtstärke als generische "Standardhelligkeits"-grüne LEDs und eignen sich daher für Anwendungen, die hohe Sichtbarkeit erfordern oder hinter leicht getönten Linsen/Diffusoren eingesetzt werden.
• im Vergleich zu anderen grünen Technologien: Im Vergleich zu älteren Galliumphosphid (GaP)-grünen LEDs bietet die AlInGaP-Technologie einen höheren Wirkungsgrad und eine gesättigtere, "echte" grüne Farbe (Hauptwellenlänge im Bereich von 560-570 nm gegenüber 555 nm bei GaP).
• vs. blaue/gelbbasierte "grüne" LEDs: Einige weiße oder grüne LEDs verwenden einen blauen Chip mit einem gelben Leuchtstoff, was eine andere spektrale Qualität (breiteres Spektrum) und möglicherweise eine geringere Farbreinheit als eine direkt emittierende AlInGaP-grüne LED haben kann.
• Hauptvorteil: Sein Hauptvorteil ist die Kombination aus bewährter Zuverlässigkeit, einfacher Handhabung (Durchsteckmontage), guter Effizienz und der Verfügbarkeit enger Helligkeits- und Farbtoleranzen für ein einheitliches Erscheinungsbild in der Serienproduktion.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

Q1: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3V- oder 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?
A: Nein, nicht direkt. Obwohl die Durchlassspannung (~2,6 V) niedriger ist als diese Versorgungsspannungen, muss eine LED strombegrenzt werden. Ein direkter Anschluss würde versuchen, übermäßigen Strom zu ziehen, was sowohl die LED als auch den Mikrocontroller-Pin beschädigen könnte. Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand, wie in Abschnitt 8.1 beschrieben.

Q2: Welchen Widerstandswert sollte ich für eine 12-V-Versorgung verwenden?
A: Unter Verwendung der Formel R = (12V - 2,6V) / 0,020A = 470 Ohm. Die im Widerstand abgegebene Leistung beträgt P = (0,020A)² * 470Ω = 0,188W, daher ist ein Standard-1/4W (0,25W)-Widerstand ausreichend. Ein 470Ω- oder 560Ω-Widerstand wäre geeignet.

Q3: Warum ist eine minimale Durchlassspannung (2,1 V) angegeben?
A: Die Durchlassspannung unterliegt aufgrund geringfügiger Schwankungen im Halbleitermaterial und im Herstellungsprozess einer Streuung über die Produktionseinheiten. Der Mindestwert von 2,1 V stellt das untere Ende dieser Verteilung dar. Ein Entwurf mit dem typischen oder maximalen Wert stellt sicher, dass die Schaltung bei allen Einheiten korrekt funktioniert.

Q4: Kann ich diese LED im Außenbereich verwenden?
A: Das Datenblatt gibt an, dass sie für Innen- und Außenschilder geeignet ist. Der Betriebstemperaturbereich (-40 °C bis +85 °C) unterstützt den Außeneinsatz. Bei dauerhafter direkter Witterungsexposition sollten jedoch zusätzliche Schutzmaßnahmen in Betracht gezogen werden (konforme Beschichtung der Leiterplatte, ein geschlossenes Gehäuse), da die Epoxidlinse durch langjährige UV-Einstrahlung oder Feuchtigkeitseintrag beschädigt werden kann.

Q5: Wie interpretiere ich die Bin-Codes bei der Bestellung?
A: Sie müssen sowohl ein Intensity Bin (z.B. GH) als auch ein Wavelength Bin (z.B. H07) angeben, um eine konsistente Charge zu erhalten. Wenn Sie nichts angeben, erhalten Sie möglicherweise eine Mischung, was zu sichtbaren Helligkeits- und Farbunterschieden in Ihrem Produkt führen kann. Für die meisten Anwendungen ist es eine gute Praxis, die mittleren Bins anzugeben (GH für die Intensität, H06/H07 für die Wellenlänge).

11. Practical Application Examples

Beispiel 1: Mehrkanal-Statusanzeigepanel
In einem Industrie-Steuerschrank werden auf einer Frontplatte zehn LTL42FKGD-LEDs (gebinnt GH/H07) verwendet, um den Status von zehn verschiedenen Sensoren oder Maschinenzuständen anzuzeigen. Jede LED wird von einem separaten Ausgang eines 5V-Logikpuffer-ICs (z.B. 74HC244) angesteuert. Ein einzelner 120Ω-Widerstand ist mit jeder LED in Reihe geschaltet. Die einheitliche Binning-Klassifizierung stellt sicher, dass alle zehn Leuchten eine einheitliche grüne Farbe und sehr ähnliche Helligkeit aufweisen, was ein professionelles Erscheinungsbild gewährleistet. Der weite Betrachtungswinkel von 60 Grad ermöglicht es, den Status von verschiedenen Bedienerpositionen aus zu erkennen.

Beispiel 2: Hintergrundbeleuchtung für eine Membrantastatur
Eine einzelne LTL42FKGD-LED (gebinnt als JK für höhere Helligkeit) ist hinter einem lichtdurchlässigen Symbol auf einer Membrantastatur platziert. Sie wird von einem Mikrocontroller-GPIO-Pin über einen 150-Ω-Widerstand aus einer 3,3-V-Versorgung angesteuert. Die diffundierende Linse der LED trägt zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung unter dem Symbol bei. Der geringe Strombedarf (berechnet mit ~13 mA: (3,3 V - 2,6 V) / 150 Ω) liegt gut innerhalb der Fähigkeiten des GPIO-Pins und vereinfacht das Design.

12. Betriebsprinzip

Der LTL42FKGD ist eine Halbleiterlichtquelle, die auf einem p-n-Übergang aus AlInGaP-Materialien (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) basiert. Wenn eine die Schwellenspannung der Diode überschreitende Vorwärtsspannung angelegt wird, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich (den Übergang) injiziert. Wenn diese Ladungsträger (Elektronen und Löcher) rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Lichtteilchen) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie des Halbleiters, die direkt die Wellenlänge (Farbe) der emittierten Photonen festlegt – in diesem Fall grünes Licht mit einer dominanten Wellenlänge von etwa 570 nm. Die Epoxidharzlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtausgangsstrahls (Erzeugung des 60-Grad-Betrachtungswinkels) und zur Diffusion des Lichts, um sein Erscheinungsbild zu mildern.

13. Technologietrends

Durchsteck-LEDs wie der LTL42FKGD repräsentieren eine ausgereifte und hochzuverlässige Technologie. Der allgemeine Trend in der LED-Branche geht bei den meisten neuen Designs hin zu oberflächenmontierbaren Bauteilen (SMD) (z. B. 0603, 0805, 3528) aufgrund ihrer geringeren Größe, ihrer Eignung für die automatisierte Bestückung und ihrer niedrigen Bauhöhe. Durchsteck-LEDs behalten jedoch in mehreren Bereichen eine bedeutende Relevanz: für Prototypen und Hobbyanwendungen aufgrund der einfachen Handlötung; in Anwendungen, die sehr hohe Zuverlässigkeit und robuste mechanische Verbindungen (vibrationsresistent) erfordern; für Frontplattenmontagen, bei denen die Anschlussdrähte direkt an einem Chassis befestigt werden können; und in Bildungseinrichtungen. Die Technologie selbst verzeichnet auch innerhalb etablierter Gehäuseformate wie der 5-mm-Lampe weiterhin schrittweise Verbesserungen der Effizienz (mehr Lichtausbeute pro Watt) und der Farbkonstanz durch fortschrittliche epitaktische Wachstumsverfahren und Binning-Prozesse.