دیتاشیت LED سبز پخش‌شونده LTL307GC5D - پکیج T-1 3/4 - حداکثر 2.6 ولت - 75 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTL307GC5D یک LED سبز پخش‌شونده است که برای نصب سوراخ‌دار روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنل‌ها طراحی شده است. این قطعه از ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) به عنوان منبع نور خود استفاده می‌کند که به دلیل تولید نور سبز کارآمد و درخشان شناخته شده است. دستگاه در قطر پکیج محبوب و سازگار T-1 3/4 قرار دارد که آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای نشانگر و روشنایی که در آن خروجی نور پخش‌شونده با زاویه دید گسترده مطلوب است، مناسب می‌سازد.

مزایای کلیدی این محصول شامل شدت نور بالای آن نسبت به مصرف توان پایین است که منجر به بازدهی عالی می‌شود. به دلیل نیاز جریانی پایین، برای سازگاری با مدارهای مجتمع (IC) طراحی شده است. علاوه بر این، این محصول به صورت سازگار با محیط زیست تولید می‌شود، هم بدون سرب (Pb) و هم مطابق با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک). همچنین به عنوان محصول بدون هالوژن طبقه‌بندی می‌شود، با محتوای کلر (Cl) و برم (Br) که زیر محدوده‌های مشخص شده نگه داشته می‌شود (Cl<900 ppm، Br<900 ppm، Cl+Br<1500 ppm).

2. ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. کارکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن برای مدت‌های طولانی توصیه نمی‌شود و بر قابلیت اطمینان تأثیر خواهد گذاشت.

• اتلاف توان (P_D):75 میلی‌وات. این حداکثر توان کلی است که دستگاه می‌تواند به صورت ایمن به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):60 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان فقط تحت شرایط پالسی با سیکل وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است.
• جریان مستقیم DC (I_F):20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای کارکرد قابل اطمینان است.
• محدوده دمای کارکرد:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط ریت شده است.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس. دستگاه می‌تواند در این محدوده زمانی که در حال کار نیست، نگهداری شود.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:265 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه. این ریتینگ زمانی اعمال می‌شود که پایه‌ها در نقطه‌ای به فاصله 2.0 میلی‌متر (0.078 اینچ) از بدنه LED لحیم می‌شوند.

3. ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای زیر در دمای محیط 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده و عملکرد معمول LED را تعریف می‌کنند. ستون 'Typ.' مقدار مورد انتظار تحت شرایط تست استاندارد را نشان می‌دهد، در حالی که 'Min.' و 'Max.' محدودیت‌های تضمین شده را تعریف می‌کنند.

3.1 ویژگی‌های نوری

• شدت نور (I_V):20-85 میلی‌کاندلا (معمولاً 30 میلی‌کاندلا) در I_F= 10 میلی‌آمپر. این معیار توان نور درک شده ساطع شده است. تضمین شامل تلرانس ±15% است. اندازه‌گیری با یک سنسور و فیلتر که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب می‌زند، انجام می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):50 درجه (معمول). این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (روی محور) کاهش می‌یابد. لنز پخش‌شونده در ایجاد این زاویه دید گسترده نقش دارد.
• طول موج تابش پیک (λ_P):565 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور ساطع شده در حداکثر خود قرار دارد.
• طول موج غالب (λ_d):572 نانومتر (معمول) در I_F= 10 میلی‌آمپر. این از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج واحدی است که بهترین تعریف از رنگ درک شده نور را ارائه می‌دهد.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):11 نانومتر (معمول). این پهنای باند طیفی است که در نصف حداکثر شدت (عرض کامل در نصف بیشینه - FWHM) اندازه‌گیری می‌شود.

3.2 ویژگی‌های الکتریکی

• ولتاژ مستقیم (V_F):1.7 ولت تا 2.6 ولت (حداکثر) در I_F= 20 میلی‌آمپر. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار در جریان مشخص شده است.
• جریان معکوس (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5 ولت. توجه به این نکته حیاتی است که این پارامتر فقط برای اهداف تست است؛ LED برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است. اعمال ولتاژ معکوس در مدار می‌تواند به دستگاه آسیب برساند.

4. مشخصات سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی در کاربردها، LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده‌شان دسته‌بندی (باینینگ) می‌شوند. LTL307GC5D از کدهای باین زیر استفاده می‌کند که در جریان تست 10 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. تلرانس برای هر حد باین ±15% است.

این باینینگ به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با محدوده روشنایی خاص برای کاربرد خود انتخاب کنند، که به دستیابی ظاهر یکنواخت در طراحی‌های چند LED کمک می‌کند.

5. مشخصات بسته‌بندی

LEDها در بسته‌بندی استاندارد صنعتی برای جابجایی خودکار و مدیریت موجودی عرضه می‌شوند.

• بسته اولیه:1000، 500، یا 250 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی ضد استاتیک.
• کارتن داخلی:8 کیسه بسته‌بندی در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرد، در مجموع 8000 قطعه.
• کارتن خارجی (کارتن حمل):8 کارتن داخلی در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شود، در مجموع 64000 قطعه.
• یک یادداشت مشخص می‌کند که در هر محموله حمل، فقط بسته نهایی ممکن است یک بسته غیر کامل باشد.

6. راهنمای کاربری و جابجایی

6.1 کاربرد مورد نظر و نگهداری

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی مانند تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و لوازم خانگی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که در آن خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، سیستم‌های پزشکی)، مشاوره خاصی قبل از استفاده مورد نیاز است. برای نگهداری، محیط نباید از 30 درجه سلسیوس و 70% رطوبت نسبی تجاوز کند. LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خود خارج شده‌اند، ترجیحاً باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته اصلی، نگهداری در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا در محیط نیتروژن توصیه می‌شود.

6.2 تمیزکاری و مونتاژ مکانیکی

در صورت نیاز به تمیزکاری، فقط باید از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده شود. در طول شکل‌دهی پایه‌ها، که باید در دمای اتاق و قبل از لحیم‌کاری انجام شود، خم باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه لنز LED ایجاد شود. پایه فریم پایه نباید به عنوان تکیه‌گاه استفاده شود. در طول مونتاژ PCB، حداقل نیروی گیره باید اعمال شود تا از تنش مکانیکی روی پکیج LED اجتناب شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین پایه لنز و نقطه لحیم‌کاری حفظ شود. لنز هرگز نباید در قلع فرو برده شود. هیچ تنش خارجی نباید به پایه‌ها در حالی که LED از لحیم‌کاری داغ است، اعمال شود. شرایط لحیم‌کاری توصیه شده عبارتند از:

• هویه:حداکثر دما 350 درجه سلسیوس، حداکثر زمان 3 ثانیه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سلسیوس تا 60 ثانیه، به دنبال آن موج قلع با حداکثر 265 درجه سلسیوس تا 5 ثانیه. تجاوز از این محدودیت‌های دما یا زمان می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

6.4 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل می‌شوند، اکیداً توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED منفرد استفاده شود (مدل مدار A). درایو کردن چندین LED به صورت موازی مستقیماً از یک منبع جریان واحد (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در ویژگی‌های ولتاژ مستقیم (V_F) بین LEDهای منفرد باعث تفاوت‌های قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه، روشنایی خواهد شد.

6.5 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر هستند. برای جلوگیری از آسیب ESD در طول جابجایی و مونتاژ، روش‌های زیر پیشنهاد می‌شود: اپراتورها باید از مچ‌بندهای رسانا یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند؛ تمام تجهیزات، ماشین‌آلات و سطوح کار باید به درستی زمین شده باشند؛ و می‌توان از یک دمنده یونی برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود، استفاده کرد. یک چک‌لیست برای حفظ یک ایستگاه کاری ایمن در برابر استاتیک نیز مد نظر است، شامل تأیید گواهی ESD برای پرسنل و علائم مناسب در مناطق کاری.

7. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های عملکرد معمول اشاره می‌کند که برای تحلیل طراحی دقیق ضروری هستند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه نشده‌اند، آن‌ها معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد، که اغلب در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات گرمایشی زیرخطی می‌شود.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:ویژگی I-V دیود را نشان می‌دهد که برای انتخاب مقدار مقاومت سری مناسب حیاتی است.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد، که یک عامل کلیدی برای مدیریت حرارتی است.
• توزیع توان طیفی:نموداری که شدت نور ساطع شده را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد، حول طول موج پیک 565 نانومتر با نیم‌عرض معمول 11 نانومتر متمرکز شده است.

طراحان باید این منحنی‌ها را برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد (جریان‌ها و دماهای مختلف) و بهینه‌سازی کاربرد خود برای بازدهی و طول عمر مشورت کنند.

8. اطلاعات مکانیکی و پکیج

LED از پکیج استاندارد T-1 3/4 (5 میلی‌متر) با پایه شعاعی استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است (با معادل اینچ)؛ تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد؛ حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 0.6 میلی‌متر است؛ و فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای که پایه‌ها از بدنه پکیج خارج می‌شوند، اندازه‌گیری می‌شود. نقشه ابعادی دقیق اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی جای پای PCB را ارائه می‌دهد، از جمله قطر پایه، قطر و ارتفاع لنز، و جزئیات صفحه نشیمن.

9. مقایسه فنی و سناریوهای کاربردی

متمایزکننده‌های اصلی LTL307GC5D فناوری AlInGaP آن (ارائه بازدهی بالا برای نور سبز)، لنز پخش‌شونده آن برای زاویه دید گسترده، و سازگاری آن با استانداردهای محیطی مدرن (RoHS، بدون هالوژن) است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaP، AlInGaP روشنایی و بازدهی بالاتری ارائه می‌دهد. سناریوهای کاربردی معمول شامل نشانگرهای وضعیت روی الکترونیک مصرفی، نشانگرهای پنل روی تجهیزات صنعتی، نور پس‌زمینه برای افسانه‌ها روی سوئیچ‌ها یا پنل‌ها، و سیگنالینگ عمومی که در آن نور سبز نرم و بدون خیرگی مورد نیاز است، می‌شود. طراحی سوراخ‌دار آن آن را برای فرآیندهای مونتاژ خودکار و دستی مناسب می‌سازد.

10. ملاحظات طراحی و سوالات متداول

س: با منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

پ: با استفاده از ولتاژ مستقیم معمول (V_F) حدود 2.1 ولت در 10 میلی‌آمپر (برای باین 3Z)، مقدار مقاومت R = (V_منبع- V_F) / I_F= (5 - 2.1) / 0.01 = 290 اهم. یک مقاومت استاندارد 300 اهم مناسب خواهد بود. همیشه بر اساس ولتاژ منبع واقعی و جریان مورد نظر خود محاسبه کنید.

س: آیا می‌توانم این LED را با 20 میلی‌آمپر به صورت پیوسته درایو کنم؟

پ: بله، 20 میلی‌آمپر حداکثر جریان مستقیم DC توصیه شده است. با این حال، کارکرد در حداکثر جریان گرمای بیشتری تولید می‌کند و ممکن است طول عمر را کاهش دهد. برای طول عمر و بازدهی بهینه، درایو کردن در 10-15 میلی‌آمپر اغلب ترجیح داده می‌شود.

س: دما چگونه بر عملکرد تأثیر می‌گذارد؟

پ: با افزایش دمای محیط، شدت نور کاهش می‌یابد و ولتاژ مستقیم معمولاً کمی افت می‌کند. برای روشنایی یکنواخت در محیط‌های با دمای بالا، ممکن است مدیریت حرارتی یا جبران جریان لازم باشد.

س: چرا مقاومت سری اجباری است؟

پ: رابطه جریان-ولتاژ یک LED نمایی است. یک افزایش کوچک در ولتاژ باعث افزایش زیادی در جریان می‌شود. یک مقاومت سری فیدبک منفی ارائه می‌دهد، جریان را در برابر تغییرات ولتاژ منبع و ولتاژ مستقیم خود LED، که می‌تواند از قطعه‌ای به قطعه دیگر و با دما متفاوت باشد، تثبیت می‌کند.

11. اصول عملیاتی و روندها

LTL307GC5D بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال (لایه AlInGaP) تزریق می‌شوند که در آنجا بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری و در نتیجه طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند، در این مورد، سبز. لنز اپوکسی پخش‌شونده نور را پراکنده می‌کند و در مقایسه با یک لنز شفاف، یک زاویه دید گسترده‌تر و یکنواخت‌تر ایجاد می‌کند. یک روند در فناوری LED بهبود مستمر در کارایی نوری (لومن بر وات) است که توسط پیشرفت‌ها در رشد اپیتاکسیال، طراحی چیپ و بازدهی پکیج هدایت می‌شود. همچنین یک فشار قوی در سراسر صنعت به سمت قابلیت اطمینان بالاتر، تلرانس‌های عملکردی سخت‌تر و انطباق کامل با مقررات محیطی وجود دارد.