دیتاشیت SMD LED مدل LTST-C170KDKT - قرمز AllnGaP - زاویه دید ۱۳۰ درجه - ۲.۸ تا ۲۸ میلی‌کندلا در جریان ۱۰ میلی‌آمپر - ولتاژ ۱.۶ تا ۲.۴ ولت - توان ۵۰ میلی‌وات - سند فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل برای لامپ LED نوع LTST-C170KDKT، یک دستگاه نصب سطحی (SMD) را ارائه می‌دهد. این قطعه متعلق به خانواده‌ای از LEDها است که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده‌اند و با فرم فاکتور فشرده خود، برای کاربردهای با محدودیت فضا ایده‌آل هستند. این LED از یک تراشه نیمه‌هادی فوق روشن آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AllnGaP) برای تولید نور قرمز استفاده می‌کند که در یک بسته لنز شفاف آبگون محصور شده است. طراحی آن اولویت را با فرآیندهای تولید انبوه مدرن سازگار کرده است.

1.1 Features

• Compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances) directives.
• خروجی با روشنایی بالا با فناوری تراشه AllnGaP امکان‌پذیر شده است.
• بسته‌بندی شده روی نوار 8 میلی‌متری پیچیده شده روی قرقره‌های با قطر 7 اینچ برای تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place.
• فرم استاندارد بسته‌بندی EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک).
• ورودی سازگار با سطوح منطقی استاندارد مدار مجتمع (IC).
• طراحی شده برای استفاده با سیستم‌های قراردهی خودکار قطعات.
• مقاوم در برابر فرآیندهای لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR)، ضروری برای مونتاژ بدون سرب (Pb-free).

1.2 کاربردهای هدف

LTST-C170KDKT برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی که نیاز به نشانگر وضعیت یا نور پس‌زمینه فشرده و قابل اطمینان دارند، مناسب است. حوزه‌های کلیدی کاربرد شامل موارد زیر است:

• تجهیزات مخابراتی: نشانگرهای وضعیت در تلفن‌های بی‌سیم، تلفن‌های همراه و سخت‌افزار سیستم‌های شبکه.
• دستگاه‌های محاسباتی: نور پس‌زمینه برای صفحه‌کلیدها و کی‌پدها در لپ‌تاپ‌ها و سایر وسایل الکترونیکی قابل حمل.
• Consumer & Industrial Electronics: چراغ‌های نشانگر در لوازم خانگی، تجهیزات اتوماسیون اداری و سیستم‌های کنترل صنعتی.
• Display & Signage: نمایشگرهای ریز و روشنایی سطح پایین برای چراغ‌های سیگنال یا نماد داخلی.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

عملکرد LED توسط مجموعه‌ای از حداکثر مقادیر مجاز مطلق و ویژگی‌های عملیاتی استاندارد تعریف می‌شود. درک این پارامترها برای طراحی مدار قابل اعتماد و اطمینان از عملکرد بلندمدت دستگاه حیاتی است.

2.1 Absolute Maximum Ratings

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌های تنشی هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به LED وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین‌شده نیست. تمامی مقادیر نامی در دمای محیط (Ta) برابر با ۲۵ درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• اتلاف توان (Pd): 50 mW. حداکثر توان کلی که دستگاه می‌تواند به صورت گرما تلف کند.
• Peak Forward Current (I_FP): 40 mA. این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز در جهت مستقیم است که معمولاً تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1ms) مشخص می‌شود تا از گرمایش بیش از حد جلوگیری کند.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F): 20 میلی‌آمپر. حداکثر جریان مستقیمی که می‌توان به طور مداوم اعمال کرد.
• ولتاژ معکوس (V_R): 5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بیش از این مقدار می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• محدوده دمای کاری: 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیطی که دستگاه برای عملکرد در آن طراحی شده است.
• محدوده دمای نگهداری: 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• شرایط لحیم‌کاری مادون قرمز: در طول لحیم‌کاری مجدد، دمای اوج ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت ۱۰ ثانیه تحمل می‌کند.

2.2 Electro-Optical Characteristics

این پارامترها عملکرد معمول LED را تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, I_F=10mA مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V): 2.8 - 28.0 mcd (میلی‌کاندلا). این روشنایی درک‌شده خروجی نور است که توسط یک سنسور فیلترشده برای مطابقت با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) اندازه‌گیری می‌شود. محدوده وسیع نشان‌دهنده استفاده از یک سیستم دسته‌بندی (بینینگ) است (بخش 3 را ببینید).
• زاویه دید (2θ_1/2): 130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور تا نصف مقدار اندازه‌گیری شده در محور (0 درجه) کاهش می‌یابد. زاویه 130 درجه نشان‌دهنده یک الگوی انتشار گسترده و پراکنده است که برای روشنایی مناطق وسیع مناسب می‌باشد.
• Peak Emission Wavelength (λ_P): 650 nm (typical). طول موجی که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d): 630 - 645 نانومتر. این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک شده و رنگ (قرمز) LED را تعریف می‌کند و از مختصات رنگی CIE مشتق شده است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ): 20 نانومتر (معمول). پهنای باند طیف منتشر شده که در نصف حداکثر شدت اندازه‌گیری می‌شود (عرض کامل در نصف بیشینه - FWHM).
• Forward Voltage (V_F): 1.6 - 2.4 V. افت ولتاژ در سراسر LED هنگام راه‌اندازی با جریان 10mA. این محدوده، تغییرات طبیعی تولید در پیوند نیمه‌هادی را در نظر می‌گیرد.
• Reverse Current (I_R): 10 μA (حداکثر). جریان نشتی کوچکی که هنگام اعمال حداکثر ولتاژ معکوس (5V) جاری می‌شود.

2.3 Thermal Considerations

اگرچه به‌طور صریح در یک پارامتر مقاومت حرارتی جداگانه توضیح داده نشده است، اما اتلاف توان (50mW) و محدوده دمای عملیاتی (30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد) محدودیت‌های حرارتی اصلی هستند. تجاوز از حداکثر دمای اتصال، که به‌طور غیرمستقیم توسط این رتبه‌بندی‌ها محدود می‌شود، خروجی نوری و طول عمر را کاهش خواهد داد. برای کاربردهایی که نزدیک به حداکثر جریان کار می‌کنند، چیدمان PCB مناسب برای اتلاف حرارت توصیه می‌شود.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از یکنواختی روشنایی در محصولات نهایی، LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری‌شده‌شان دسته‌بندی (بنینگ) می‌شوند. LTST-C170KDKT از سیستم کد بن زیر برای خروجی قرمز خود استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور (I_V)

شدت نور در جریان مستقیم 10mA اندازه‌گیری می‌شود. دسته‌ها به شرح زیر تعریف می‌شوند، با تلرانس ±15% در هر دسته.

• دسته H: 2.8 mcd (حداقل) تا 4.5 mcd (حداکثر)
• دسته J: 4.5 mcd تا 7.1 mcd
• Bin K: 7.1 mcd تا 11.2 mcd
• Bin L: 11.2 mcd to 18.0 mcd
• Bin M: 18.0 mcd تا 28.0 mcd

این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا درجه روشنایی مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنند و بین هزینه و عملکرد تعادل برقرار سازند. به عنوان مثال، یک نشانگر با روشنایی بالا ممکن است به Bin M نیاز داشته باشد، در حالی که یک چراغ وضعیت با اهمیت کمتر می‌تواند از Bin H یا J استفاده کند.

4. Performance Curve Analysis

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در برگه مشخصات ارجاع داده شده‌اند (مانند شکل 1 برای خروجی طیفی، شکل 5 برای الگوی زاویه دید)، پیامدهای کلی آنها در زیر بر اساس رفتار استاندارد LED و پارامترهای ارائه‌شده توصیف شده است.

4.1 مشخصه جریان در مقابل ولتاژ (I-V)

ولتاژ مستقیم (V_Fمحدوده 1.6 ولت تا 2.4 ولت در جریان 10 میلی‌آمپر برای یک LED قرمز AllnGaP معمول است. منحنی جریان-ولتاژ نمایی است، مانند یک دیود استاندارد. زیر ولتاژ آستانه (حدود 1.4 تا 1.5 ولت برای این ماده)، جریان بسیار کمی عبور می‌کند. بالاتر از این آستانه، جریان با افزایش کمی در ولتاژ به سرعت افزایش می‌یابد. به همین دلیل است که LEDها باید با یک مکانیزم محدودکننده جریان (مقاومت یا منبع جریان ثابت) راه‌اندازی شوند و نه مستقیماً با یک منبع ولتاژ.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نور) در محدوده قابل توجهی تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. راه‌اندازی LED در حداکثر جریان پیوسته خود (20 میلی‌آمپر) معمولاً تقریباً دو برابر شدت نور اندازه‌گیری شده در شرایط آزمایش استاندارد 10 میلی‌آمپر را تولید می‌کند، اگرچه بازده ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل گرمایش کمی کاهش یابد.

4.3 وابستگی به دما

عملکرد LED به دما حساس است. با افزایش دمای پیوند:

1. Forward Voltage (V_F): کاهش می‌یابد. این یک ضریب دمایی منفی دارد.
2. شدت نور (I_V): کاهش می‌یابد. دمای بالاتر بازده کوانتومی داخلی نیمه‌هادی را کاهش می‌دهد و منجر به خروجی نوری کمتر در جریان راه‌اندازی یکسان می‌شود.
3. طول موج غالب (λ_d): ممکن است با افزایش دما اندکی جابجا شود، معمولاً به سمت طول‌موج‌های بلندتر (انتقال به سرخ).

این اثرات بر اهمیت مدیریت حرارتی در کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا یا روشنایی بالا تأکید می‌کنند.

4.4 Spectral Distribution

خروجی طیفی با طول‌موج اوج 650 نانومتر و طول‌موج غالب بین 630 تا 645 نانومتر مشخص می‌شود. عرض نیمه‌طیفی 20 نانومتر نشان‌دهنده رنگ قرمز نسبتاً خالص و اشباع‌شده در مقایسه با منابع نوری با طیف گسترده‌تر مانند لامپ‌های رشته‌ای است. پهنای باند باریک، ویژگی ساطع‌کننده‌های نیمرسانای با شکاف باند مستقیم مانند AllnGaP است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED مطابق با طرح استاندارد بسته‌بندی EIA SMD است. تمام ابعاد حیاتی برای طراحی جای پای PCB و قرارگیری قطعه در نقشه‌های دیتاشیت ارائه شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. این بسته‌بندی دارای لنز شفاف (water-clear) است که نور را پخش نمی‌کند و در نتیجه الگوی زاویه دید گسترده ذاتی 130 درجه چیپ را حفظ می‌نماید.

5.2 طرح پیشنهادی پد PCB

یک الگوی زمین پیشنهادی (هندسه پد لحیم) برای PCB ارائه شده است تا از تشکیل صحیح اتصال لحیم در طی فرآیند ریفلو اطمینان حاصل شود. رعایت این توصیه، خیس‌شدگی مناسب لحیم، استحکام مکانیکی و تراز صحیح قطعه را ترویج می‌کند. طراحی پد، فیله لحیم لازم را در نظر گرفته و از پدیده "قبرستانی شدن" (بلند شدن قطعه بر روی یک سر در حین ریفلو) جلوگیری می‌کند.

5.3 شناسایی قطبیت

دیتاشیت شامل نشانه‌ها یا نمودارهایی است که پایه‌های آند و کاتد را مشخص می‌کنند. قطبیت صحیح برای عملکرد ضروری است. اعمال بایاس معکوس فراتر از ریتینگ 5V می‌تواند باعث خرابی فوری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری بازجریانی IR

LED برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) واجد شرایط است. پارامترهای کلیدی عبارتند از:

• دمای پیش‌گرمایش: 150°C تا 200°C.
• زمان پیش‌گرمایش: حداکثر 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی مجموعه و فعال‌سازی فلاکس خمیر لحیم.
• دمای اوج ری‌فلو: حداکثر 260 درجه سلسیوس. قطعه می‌تواند برای مدت زمان محدودی این دما را تحمل کند.
• زمان بالاتر از نقطه ذوب (در دمای اوج): حداکثر ۱۰ ثانیه. دستگاه نباید بیش از این مدت در معرض دمای اوج قرار گیرد. حداکثر دو چرخه ریفلو مجاز است.

این پارامترها با پروفایل‌های رایج صنعتی JEDEC همسو هستند. پروفایل دمایی واقعی باید متناسب با مونتاژ PCB خاص، با در نظر گرفتن ضخامت برد، تعداد لایه‌ها و سایر قطعات، مشخصه‌یابی شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی (در صورت لزوم)

در صورت نیاز به تعمیر دستی:

• دمای هویه: حداکثر 300 درجه سانتیگراد.
• زمان تماس: حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال.
• محدودیت: تنها یک چرخه لحیم‌کاری دستی برای هر اتصال مجاز است تا تنش حرارتی روی پکیج به حداقل برسد.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، تنها باید از حلال‌های مشخص‌شده استفاده شود تا از آسیب به پکیج پلاستیکی جلوگیری گردد. عوامل توصیه‌شده شامل اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق است. LED باید کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور شود. باید از استفاده از پاک‌کننده‌های شیمیایی نامشخص اجتناب کرد.

6.4 انبارش و جابجایی

• اقدامات احتیاطی ESD (تخلیه الکترواستاتیک): LED به الکتریسیته ساکن حساس است. جابجایی باید با استفاده از اقدامات ضد استاتیک مانند مچ‌بندهای اتصال به زمین، میزهای کار زمین‌شده و فوم رسانا انجام شود.
• سطح حساسیت به رطوبت (MSL): The device is rated MSL 2a. This means that once the original moisture-proof barrier bag is opened, the components must be soldered within 672 hours (28 days) under factory floor conditions (<30°C / 60% RH).
• ذخیره‌سازی طولانی‌مدت (خارج از بسته): برای ذخیره‌سازی بیش از ۶۷۲ ساعت، قطعات باید در یک محفظه مهر و موم شده همراه با ماده جاذب رطوبت یا در اتمسفر نیتروژن نگهداری شوند. در صورت قرارگیری بیش از حد مجاز در معرض محیط، قبل از لحیم‌کاری باید عملیات خشک‌کردن در دمای تقریبی ۶۰ درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل ۲۰ ساعت انجام شود تا رطوبت جذب شده از بین رفته و از پدیده "پاپ کورن" (ترک خوردن بسته‌بندی در حین ریفلو) جلوگیری شود.
• نگهداری در بسته‌بندی اصلی: قرقره‌های بازنشده باید در دمای ۳۰ درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی ۹۰٪ یا کمتر نگهداری شوند و عمر مفید توصیه‌شده یک سال از تاریخ کد می‌باشد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 Tape and Reel Specifications

LEDها در نوار حامل برجسته‌سازی شده با استاندارد صنعتی برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند.

• Tape Width: 8 میلی‌متر.
• قطر قرقره: 7 اینچ.
• تعداد در هر قرقره: 3000 قطعه.
• حداقل مقدار سفارش (MOQ) برای باقیمانده‌ها: 500 قطعه.
• Cover Tape: جیب‌های خالی قطعات با یک نوار پوشش بالا مهر و موم می‌شوند.
• Missing Components: حداکثر تعداد LEDهای از دست رفته متوالی در نوار دو عدد است، مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

LED یک دستگاه جریان‌محور است. پایه‌ای‌ترین و مطمئن‌ترین روش راه‌اندازی، استفاده از یک مقاومت سری محدودکننده جریان است، همانطور که در «مدار A» دیتاشیت نشان داده شده است. برای ولتاژ تغذیه V_CC، مقدار مقاومت R به صورت زیر محاسبه می‌شود: R = (V_CC - V_F) / I_F. استفاده از حداکثر V_F (2.4V) برای محاسبه تضمین می‌کند که جریان از مقدار مورد نظر I تجاوز نکند_F حتی با یک قطعه کم-V_F برای چندین LED، اکیداً توصیه می‌شود که از یک مقاومت جداگانه برای هر LED که به صورت موازی متصل شده است استفاده کنید تا یکنواختی روشنایی تضمین شود، زیرا ولتاژ مستقیم می‌تواند بین قطعات مختلف متفاوت باشد.

8.2 ملاحظات طراحی

• تنظیم فعلی: در حداکثر جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر یا کمتر کار کنید. برای طول عمر بیشتر و مصرف توان پایین‌تر، اغلب 10 میلی‌آمپر یا حتی 5 میلی‌آمپر کافی است، به ویژه برای مقاصد نشانگر.
• اتلاف حرارت: برای عملکرد مداوم در جریان بالا، اطمینان حاصل کنید که طرح PCB امکان اتلاف حرارت از پد حرارتی LED (در صورت وجود) یا اتصالات لحیم‌کاری را فراهم می‌کند.
• طراحی نوری: زاویه دید 130 درجه پوشش گسترده‌ای فراهم می‌کند. برای نور متمرکزتر، ممکن است استفاده از لنزهای خارجی یا راهنماهای نور ضروری باشد.
• تنظیم شدت نور: Brightness can be controlled via Pulse Width Modulation (PWM), where the LED is switched on and off at a frequency faster than the eye can perceive (typically >100Hz). The average current, and thus the perceived brightness, is controlled by the duty cycle. This is more efficient and provides better color stability than analog (DC) dimming.

9. Technical Comparison and Differentiation

تمایزهای اصلی LTST-C170KDKT ترکیب فناوری و بسته‌بندی آن است:

1. تراشه AllnGaP در مقابل سایر فناوری‌ها: در مقایسه با LEDهای قرمز قدیمی GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، AllnGaP بازده نوری به‌مراتب بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر واحد توان الکتریکی) و پایداری دمایی بهتری ارائه می‌دهد. این امر منجر به عملکردی درخشان‌تر و یکنواخت‌تر می‌شود.
2. زاویه دید گسترده: زاویه ۱۳۰ درجه به طور قابل توجهی گسترده‌تر از بسیاری از LEDهای SMD است که برای نور جهت‌دارتر طراحی شده‌اند. این ویژگی آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده و یکنواخت دارند، نه یک پرتو متمرکز، عالی می‌سازد.
3. سازگاری با فرآیند تولید: سازگاری کامل با IR reflow و قرارگیری خودکار، آن را به انتخابی مقرون‌به‌صرفه برای خطوط مونتاژ سطحی مدرن با حجم بالا تبدیل می‌کند، برخلاف LEDهای سوراخ‌دار که به لحیم‌کاری دستی یا موجی نیاز دارند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q1: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از پایه میکروکنترلر 3.3V یا 5V راه‌اندازی کنم؟
A1: خیر. شما همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. اتصال مستقیم آن سعی در کشیدن جریان بیش از حد خواهد داشت و ممکن است به LED و پین خروجی میکروکنترلر آسیب برساند. مقدار مقاومت را همانطور که در بخش 8.1 توضیح داده شده محاسبه کنید.

Q2: کد دسته‌بندی شدت روشنایی (H, J, K, L, M) برای طراحی من چه معنایی دارد؟
A2: این کد محدوده روشنایی را تعریف می‌کند. اگر طراحی شما نیازمند حداقل روشنایی برای برآورده کردن یک مشخصه فنی است (مثلاً برای خوانایی در نور خورشید)، باید دسته‌ای را انتخاب کنید که آن حداقل را تضمین می‌کند (مثلاً دسته M برای بالاترین روشنایی). برای نشانگرهای غیرحساس، یک دسته پایین‌تر ممکن است مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.

Q3: دیتاشیت حداکثر دمای لحیم‌کاری را 260°C نشان می‌دهد، اما برد من قطعات دیگری دارد که به 250°C نیاز دارند. آیا این قابل قبول است؟
A3: بله. رتبه‌بندی 260 درجه سانتی‌گراد یک رتبه‌بندی حداکثر تحمل است. یک پروفایل با دمای اوج پایین‌تر (مثلاً 250 درجه سانتی‌گراد) کاملاً قابل قبول است و LED را در معرض تنش حرارتی کمتری قرار می‌دهد که برای قابلیت اطمینان مفید است.

Q4: طول عمر LED چقدر خواهد بود؟
A4: طول عمر LED معمولاً به نقطه‌ای تعریف می‌شود که خروجی نور به 50% یا 70% از مقدار اولیه خود کاهش می‌یابد (L70/L50). اگرچه در این دیتاشیت پایه مشخص نشده است، LEDهای AllnGaP عموماً طول عمر بسیار طولانی‌ای (ده‌ها هزار ساعت) دارند وقتی در محدوده رتبه‌بندی‌های خود کار می‌کنند، به ویژه زیر جریان حداکثر و با مدیریت حرارتی خوب.

11. طراحی عملی و مورد استفاده

مورد: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه
یک طراح به چندین LED وضعیت قرمز برای نشانگرهای \"Power\"، \"Internet\"، \"Wi-Fi\" و \"Ethernet\" روی یک روتر مصرفی نیاز دارد. LTST-C170KDKT یک گزینه عالی است.

1. طراحی مدار: روتر از ریل 3.3 ولت استفاده می‌کند. با هدف قرار دادن جریان محرک محافظه‌کارانه 10 میلی‌آمپر و استفاده از حداکثر V_F 2.4 ولت برای حاشیه ایمنی: R = (3.3V - 2.4V) / 0.010A = 90 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 91 اهم انتخاب شده است. برای هر یک از چهار LED از یک مقاومت 91 اهم مجزا استفاده می‌شود.
2. یکنواختی روشنایی: با استفاده از مقاومت‌های مجزا، تغییرات در V_F هر LED (مثلاً یکی 1.8 ولت و دیگری 2.2 ولت) باعث تفاوت‌های قابل توجه در روشنایی نمی‌شود، زیرا جریان عبوری از هر کدام به طور مستقل توسط مقاومت مربوطه تنظیم می‌شود.
3. مونتاژ: LEDها با استفاده از طرح پد توصیه‌شده بر روی PCB نصب می‌شوند. کل برد تحت فرآیند استاندارد بازجریان مادون قرمز بدون سرب با حداکثر دمای ۲۴۵ درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد که کاملاً در محدوده مجاز دستگاه است.
4. نتیجه: پنل با بهره‌گیری از زاویه دید گسترده LED، نشان‌دهی وضعیت قرمز روشن و یکنواخت با قابلیت اطمینان بالا را فراهم می‌کند که از زوایای مختلف قابل مشاهده است.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که انرژی الکتریکی را مستقیماً از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس به نور تبدیل می‌کنند. هسته LTST-C170KDKT یک تراشه ساخته شده از فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AllnGaP) است. این ماده یک نیمه‌هادی با شکاف باند مستقیم است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به داخل پیوند تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار در ناحیه فعال پیوند بازترکیب می‌شوند، انرژی آزاد می‌کنند. در یک ماده با شکاف باند غیرمستقیم، این انرژی عمدتاً به صورت گرما آزاد می‌شود. در یک ماده با شکاف باند مستقیم مانند AllnGaP، بخش قابل توجهی از این انرژی به صورت فوتون (ذرات نور) آزاد می‌شود. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی شکاف باند ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود که در فرآیند رشد کریستال برای تولید نور قرمز (حدود 650 نانومتر در قله) طراحی شده است. بسته‌بندی اپوکسی شفاف، تراشه نیمه‌هادی شکننده را محصور و محافظت می‌کند و شکل گنبدی آن به استخراج کارآمد نور کمک می‌کند که در زاویه دید گسترده مؤثر است.

۱۳. روندهای فناوری

زمینه فناوری LED همچنان در حال تکامل است که با تقاضا برای بازدهی بالاتر، هزینه کمتر و کاربردهای جدید هدایت می‌شود. برای LEDهای نشانگر مانند LTST-C170KDKT، چندین روند مرتبط وجود دارد:

1. افزایش بازدهی: تحقیقات مداوم در علم مواد با هدف بهبود بازده کوانتومی داخلی (IQE) و بازده استخراج نور در نیمهرساناهای مرکب مانند AllnGaP و دیگر ترکیبات در جریان است تا LEDهای درخشان‌تری با همان جریان راه‌اندازی یا همان روشنایی با مصرف توان کمتر تولید شود.
2. مینیاتوری‌سازی: همواره تلاش برای دستیابی به اندازه‌های بسته‌بندی کوچک‌تر (مانند 0402، 0201 متریک) وجود دارد تا فضای PCB در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل فشرده‌تر حفظ شود.
3. قابلیت اطمینان و استحکام بهبودیافته: پیشرفت‌ها در مواد بسته‌بندی و تکنیک‌های اتصال تراشه، مقاومت در برابر رطوبت، عملکرد چرخه حرارتی و طول عمر کلی را افزایش می‌دهد.
4. یکپارچه‌سازی: اگرچه این یک قطعه گسسته است، روندها شامل یکپارچه‌سازی چندین تراشه LED (RGB، چندرنگ) در یک بسته واحد یا ترکیب ICهای کنترلی با LEDها برای راه‌حل‌های روشنایی "هوشمند" است، اگرچه این موارد در محصولات درجه روشنایی رایج‌تر از نشانگرهای پایه هستند.
5. گستره رنگ گسترده: پیشرفت‌هایی در موادی مانند نقاط کوانتومی یا فسفرهای نوآورانه، امکان دستیابی به رنگ‌های اشباع‌شده‌تر و دقیق‌تر را فراهم می‌کنند که ممکن است به بازار نشانگرها برای کاربردهای تخصصی نمایشگر نیز راه یابد.

LTST-C170KDKT در این چشم‌انداز در حال تحول، نمایان‌گر راه‌حلی بالغ، قابل اعتماد و بهینه‌شده از نظر هزینه است که به خوبی با کاربردهای مورد نظر در الکترونیک مصرفی و صنعتی سازگاری دارد.

LED Specification Terminology

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد فوتوالکتریک

اصطلاح	واحد/نمایش	توضیح ساده	چرا مهم است
بازده نوری	lm/W (لومن بر وات)	خروجی نور به ازای هر وات برق، عدد بالاتر به معنای بازدهی انرژی بیشتر است.	به طور مستقیم تعیین‌کننده رتبه بازدهی انرژی و هزینه برق است.
شار نوری	lm (لومن)	کل نور ساطع شده از منبع، که معمولاً "روشنایی" نامیده می‌شود.	تعیین می‌کند که آیا نور به اندازه کافی روشن است یا خیر.
Viewing Angle	درجه (درجه)، به عنوان مثال، 120°	زاویه‌ای که در آن شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند.	بر دامنه و یکنواختی روشنایی تأثیر می‌گذارد.
CCT (دمای رنگ)	K (کلوین)، به عنوان مثال: 2700K/6500K	گرمی/سردی نور، مقادیر پایین‌تر زردرنگ/گرم، مقادیر بالاتر سفیدرنگ/سرد.	جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
CRI / Ra	بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰	توانایی نمایش دقیق رنگ‌های اشیا، Ra≥۸۰ خوب است.	بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزه‌ها استفاده می‌شود.
SDCM	مراحل بیضی MacAdam، به عنوان مثال، "5-step"	معیار یکنواختی رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ یکنواخت‌تر است.	اطمینان از رنگ یکنواخت در سراسر دسته یکسان LEDها.
طول موج غالب	نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز)	طول موج متناظر با رنگ LED‌های رنگی.	تعیین‌کننده فام (رنگ) LED‌های تک‌رنگ قرمز، زرد و سبز.
Spectral Distribution	منحنی طول موج در مقابل شدت	توزیع شدت را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد.	بر رندرینگ رنگ و کیفیت تأثیر می‌گذارد.

Electrical Parameters

اصطلاح	Symbol	توضیح ساده	ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم	Vf	حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع".	ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
جریان مستقیم	If	مقدار جریان برای عملکرد عادی LED.	Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan.
Max Pulse Current	Ifp	جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، مورد استفاده برای کم‌نور کردن یا چشمک زدن.	Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage.
Reverse Voltage	Vr	حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود.	مدار باید از اتصال معکوس یا جهش‌های ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی	Rth (°C/W)	مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، هرچه کمتر بهتر است.	مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قوی‌تری دارد.
ESD Immunity	V (HBM)، به عنوان مثال، 1000V	توانایی تحمل تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیب‌پذیری کمتر است.	در فرآیند تولید به اقدامات ضد استاتیک نیاز است، به ویژه برای LEDهای حساس.

Thermal Management & Reliability

اصطلاح	معیار کلیدی	توضیح ساده	تأثیر
Junction Temperature	Tj (°C)	دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED.	هر 10 درجه سانتی‌گراد کاهش ممکن است عمر مفید را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت نور و تغییر رنگ می‌شود.
کاهش لومن	L70 / L80 (ساعت)	زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه.	مستقیماً "طول عمر مفید" LED را تعریف می‌کند.
Lumen Maintenance	درصد (مثلاً 70%)	درصد روشنایی حفظ‌شده پس از زمان.	نشان‌دهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت.
تغییر رنگ	Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام	میزان تغییر رنگ در حین استفاده.	بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های نورپردازی تأثیر می‌گذارد.
Thermal Aging	تخریب مواد	تخریب ناشی از دمای بالا در طولانی‌مدت.	ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

Packaging & Materials

اصطلاح	انواع رایج	توضیح ساده	Features & Applications
نوع بسته‌بندی	EMC, PPA, Ceramic	ماده‌ی پوشش محافظ تراشه، ایجاد رابط نوری/حرارتی.	EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ Ceramic: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار تراشه	جلو، Flip Chip	آرایش الکترود تراشه.	Flip chip: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
Phosphor Coating	YAG، سیلیکات، نیترید	تراشه آبی را می‌پوشاند، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند و برای تولید نور سفید ترکیب می‌شود.	فسفرهای مختلف بر کارایی، دمای رنگ اصلاحشده (CCT) و شاخص نمود رنگ (CRI) تأثیر میگذارند.
لنز/اپتیک	Flat, Microlens, TIR	ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند.	زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

Quality Control & Binning

اصطلاح	محتوای دسته‌بندی	توضیح ساده	هدف
دسته‌بندی شار نوری	کد، مثال: 2G, 2H	گروه‌بندی شده بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است.	یکنواختی روشنایی در یک دسته را تضمین می‌کند.
Voltage Bin	Code e.g., 6W, 6X	Grouped by forward voltage range.	تسهیل تطبیق راننده، بهبود کارایی سیستم.
Color Bin	5-step MacAdam ellipse	گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگی، تضمین محدوده تنگ.	تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمواری رنگ در داخل چراغ.
CCT Bin	2700K, 3000K etc.	Grouped by CCT, each has corresponding coordinate range.	پاسخگوی نیازهای CCT صحنه‌های مختلف است.

Testing & Certification

اصطلاح	استاندارد/آزمون	توضیح ساده	اهمیت
LM-80	آزمایش نگهداری لومن	روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی.	برای تخمین عمر LED (با استفاده از TM-21) استفاده می‌شود.
TM-21	استاندارد تخمین عمر	تخمین عمر تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80.	ارائه پیش‌بینی علمی عمر.
IESNA	Illuminating Engineering Society	روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش می‌دهد.	پایه آزمون مورد تأیید صنعت.
RoHS / REACH	گواهی‌نامه محیط زیستی	تضمین عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه).	الزام دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC	گواهینامه بهره‌وری انرژی	گواهی کارایی انرژی و عملکرد برای روشنایی.	مورد استفاده در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه‌ای، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.