دیتاشیت کامل LED قرمز T-1 3mm مدل LTL42EKEKNN - بدنه 5mm - ولتاژ 2.4V - توان 75mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تشریح مشخصات یک لامپ LED قرمز با بازدهی بالا و مصرف توان پایین در پکیج محبوب T-1 (قطر 3mm) از نوع ترو-هول می‌پردازد. این قطعه از ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) به عنوان منبع نور استفاده می‌کند که درون یک لنز شفاف آب‌مانند کپسوله شده است. طراحی آن برای نصب همه‌کاره بر روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنل‌ها بوده و به دلیل نیاز جریانی پایین، با سطوح درایو مدارهای مجتمع (IC) سازگار است. کاربردهای اصلی شامل نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه و روشنایی عمومی در الکترونیک مصرفی، تجهیزات اداری و دستگاه‌های ارتباطی است که در آن‌ها به نشانه‌دهی قرمز روشن و قابل اطمینان نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات حداکثر مطلق

این قطعه برای کار در محدوده‌های سخت‌گیرانه محیطی و الکتریکی درجه‌بندی شده تا اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از خرابی فاجعه‌بار فراهم شود. حداکثر اتلاف توان در دمای محیط (Tₐ) 25 درجه سلسیوس، 75 میلی‌وات است. جریان مستقیم پیوسته نباید از 30 میلی‌آمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک 90 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص مجاز است: چرخه وظیفه 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه. قطعه می‌تواند ولتاژ معکوس تا 5 ولت را تحمل کند. محدوده دمای کار و نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا +100 درجه سلسیوس مشخص شده است. برای لحیم‌کاری، پایه‌ها می‌توانند تا 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 5 ثانیه قرار گیرند، مشروط بر اینکه نقطه لحیم حداقل 1.6 میلی‌متر (0.063 اینچ) از بدنه LED فاصله داشته باشد. یک فاکتور حیاتی کاهش ظرفیت (درریتینگ) به میزان 0.4 میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس برای جریان مستقیم پیوسته در دماهای محیط بالاتر از 50 درجه سلسیوس اعمال می‌شود، به این معنی که جریان پیوسته مجاز به صورت خطی با افزایش دما کاهش می‌یابد._A2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در دمای Tₐ=25 درجه سلسیوس و جریان کار (Iₑ) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند. شدت نور (Iᵥ) مقدار معمول 880 میلی‌کاندلا (mcd) و حداقل 310 mcd را دارد که نشان‌دهنده احتمالی باینینگ است. زاویه دید (2θ½)، که به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود می‌رسد، 22 درجه است که مشخصه یک LED استاندارد T-1 با پرتو باریک می‌باشد. طول موج اوج تابش (λₚ) 632 نانومتر است، در حالی که طول موج غالب (λᵣ)، که رنگ درک شده را تعریف می‌کند، 624 نانومتر است. پهنای نیم‌خط طیفی (Δλ) 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (Vₑ) به طور معمول 2.4 ولت اندازه‌گیری می‌شود، با حداکثر 2.4 ولت در 20 میلی‌آمپر. جریان معکوس (Iᵣ) حداکثر 100 میکروآمپر در بایاس معکوس 5 ولت است و ظرفیت پیوند (C) در بایاس صفر و فرکانس 1 مگاهرتز، 40 پیکوفاراد اندازه‌گیری شده است.

3. توضیح سیستم باینینگ_Aمحصول بر اساس دو پارامتر کلیدی طبقه‌بندی می‌شود: شدت نور و طول موج غالب. این باینینگ ثبات درون یک دسته تولیدی را تضمین می‌کند و به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که با نیازهای خاص روشنایی یا رنگ مطابقت دارند._F3.1 باینینگ شدت نور_Vشدت نور در دسته‌هایی با تلرانس 15٪ در هر حد طبقه‌بندی می‌شود. دسته‌های ارجاع داده شده برای این محصول KL (310-520 mcd) و MN (520-880 mcd) هستند. دسته‌های بالاتر مانند PQ (880-1500 mcd) و RS (1500-2500 mcd) برای مرجع فهرست شده‌اند که نشان‌دهنده قابلیت پلتفرم فناوری است، اگرچه ممکن است برای این شماره قطعه خاص موجود نباشند. کد دسته بر روی هر کیسه بسته‌بندی برای ردیابی علامت‌گذاری شده است._{3.2 باینینگ طول موج غالب}طول موج غالب، که سایه دقیق رنگ قرمز را تعیین می‌کند، در گام‌های تقریباً 4 نانومتری با تلرانس ±1 نانومتر برای هر دسته باین می‌شود. دسته‌های فهرست شده عبارتند از: H27 (613.5-617.0 nm)، H28 (617.0-621.0 nm)، H29 (621.0-625.0 nm)، H30 (625.0-629.0 nm) و H31 (629.0-633.0 nm). مقدار معمول 624 نانومتر درون دسته H29 قرار می‌گیرد._P4. تحلیل منحنی‌های عملکرد_dدیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمول اشاره می‌کند که برای درک رفتار قطعه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. این منحنی‌ها معمولاً شامل رابطه بین جریان مستقیم (Iₑ) و ولتاژ مستقیم (Vₑ) می‌شوند که مشخصه نمایی I-V دیود را نشان می‌دهد. یک منحنی حیاتی دیگر، شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط را به تصویر می‌کشد که ضریب دمایی منفی خروجی نور رایج در LEDها را نشان می‌دهد - خروجی با افزایش دما کاهش می‌یابد. یک منحنی استاندارد سوم، شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم را نشان می‌دهد که چگونگی افزایش خروجی نور با جریان، اما اشباع یا تخریب در جریان‌های بسیار بالا را نشان می‌دهد. منحنی توزیع طیفی، شدت نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد که حول اوج 632 نانومتر با پهنای نیم‌خط اعلام شده 20 نانومتر متمرکز است._F5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی_Rقطعه با ابعاد پکیج استاندارد گرد LED نوع T-1 (3mm) مطابقت دارد. نکات مکانیکی کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (با اینچ در پرانتز) است، با تلرانس عمومی ±0.25mm (0.010 اینچ) مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. رزین زیر فلنج ممکن است حداکثر تا 1.0mm (0.04 اینچ) بیرون زدگی داشته باشد. فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه پکیج خارج می‌شوند، که برای چیدمان PCB حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب حیاتی است. پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه لنز LED شکل داده شوند، بدون استفاده از پایه فریم پایه به عنوان تکیه‌گاه. شکل‌دهی باید در دمای اتاق و قبل از لحیم‌کاری انجام شود. در طول مونتاژ PCB، باید از حداقل نیروی گیره استفاده شود. برای لحیم‌کاری، حداقل فاصله 2mm از پایه لنز تا نقطه لحیم باید حفظ شود. لنز هرگز نباید در قلع لحیم غوطه‌ور شود. شرایط توصیه شده عبارتند از: برای هویه، حداکثر دمای 300 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار)؛ برای لحیم‌کاری موجی، پیش‌گرم تا حداکثر 100 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 60 ثانیه، به دنبال آن موج قلع در حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 10 ثانیه. ریفلو مادون قرمز (IR) به صراحت برای این محصول ترو-هول مناسب اعلام نشده است. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد به شرح زیر است: LEDها در کیسه‌های حاوی 1000، 500 یا 250 عدد بسته‌بندی می‌شوند. ده عدد از این کیسه‌ها در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند که در مجموع 10,000 عدد می‌شود. هشت کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل بیرونی بسته‌بندی می‌شوند که در نتیجه در مجموع 80,000 عدد در هر کارتن بیرونی می‌شود. ذکر شده است که درون یک دسته حمل، فقط بسته نهایی ممکن است حاوی مقدار غیر کامل باشد. شماره قطعه خاص LTL42EKEKNN است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 طراحی مدار درایو

LEDها قطعاتی با عملکرد جریانی هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت 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 چندین LED به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ مشترک با یک مقاومت اشتراکی واحد (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصه ولتاژ مستقیم (Vₑ) بین LEDهای منفرد باعث تفاوت‌های قابل توجهی در جریان و در نتیجه روشنایی خواهد شد.

8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)_Fاین قطعه مستعد آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک است. اقدامات پیشگیرانه باید در محیط مدیریت اجرا شود: اپراتورها باید از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک استفاده کنند؛ تمام تجهیزات، ماشین‌آلات و سطوح کار باید به درستی زمین‌شده باشند؛ قفسه‌های نگهداری باید رسانا و زمین‌شده باشند. استفاده از دمنده یونی برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است در اثر اصطکاک در طول مدیریت روی لنز پلاستیکی جمع شود، توصیه می‌شود._F8.3 نگهداری و تمیزکاری

برای نگهداری، محیط نباید از 30 درجه سلسیوس یا 70٪ رطوبت نسبی تجاوز کند. LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خود خارج شده‌اند باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری بلندمدت خارج از بسته اصلی، باید در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا در یک خشک‌کن نیتروژنی نگهداری شوند. در صورت نیاز به تمیزکاری، فقط باید از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده شود.

9. احتیاط‌ها و محدودیت‌های کاربردی

این LED برای تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که در آن خرابی می‌تواند زندگی یا سلامتی را به خطر بیندازد - مانند هوانوردی، حمل‌ونقل، سیستم‌های پزشکی یا دستگاه‌های ایمنی - مشاوره و تأیید خاص قبل از استفاده مورد نیاز است. این نکته، طبقه‌بندی قطعه را برای کاربردهای تجاری/صنعتی، و نه درجه حیاتی خودرویی یا پزشکی، برجسته می‌کند.

10. مقایسه و موقعیت‌یابی فنی

این LED قرمز مبتنی بر AlInGaP مزایایی نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP (گالیم آرسنید فسفید) ارائه می‌دهد، عمدتاً از نظر بازده نوری بالاتر و عملکرد بهتر در دماهای بالا. زاویه دید 22 درجه برای یک پکیج T-1 غیر پخش‌کننده استاندارد است و پرتو جهت‌دار مناسبی برای نشانگرهای پنل فراهم می‌کند. ولتاژ مستقیم حدود 2.4V با منابع منطقی رایج 3.3V و 5V سازگار است و تنها نیاز به یک مقاومت سری ساده برای کار دارد. درجه‌بندی اتلاف توان 75mW آن برای قطعه‌ای با این اندازه معمول است.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 5V درایو کنم؟

پ: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V، Vₑ معمول 2.4V و Iₑ مورد نظر 20mA، مقدار مقاومت خواهد بود: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 اهم. یک مقاومت استاندارد 130 یا 150 اهم مناسب خواهد بود.

س: چرا یک حداقل شدت نور مشخص شده است؟_Fپ: به دلیل تغییرات تولید، شدت نور باین می‌شود. مقادیر حداقل (310 mcd) و معمول (880 mcd) محدوده را نشان می‌دهند. طراحان باید از مقدار حداقل برای محاسبات روشنایی در بدترین حالت استفاده کنند تا اطمینان حاصل شود که نشانگر تحت همه شرایط به اندازه کافی قابل مشاهده است.

س: فاکتور کاهش ظرفیت 0.4 mA/°C به چه معناست؟

پ: به ازای هر درجه سلسیوس افزایش دمای محیط بالاتر از 50 درجه سلسیوس، حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز DC به میزان 0.4 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد. در دمای 75 درجه سلسیوس، کاهش ظرفیت (75-50)*0.4 = 10 میلی‌آمپر است، بنابراین حداکثر Iₑ مجاز 30 میلی‌آمپر - 10 میلی‌آمپر = 20 میلی‌آمپر خواهد بود.

12. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با 10 LED قرمز با روشنایی یکنواخت.

سیستم از خط تغذیه 5V استفاده می‌کند. بر اساس دیتاشیت: 1) LEDها را از یک دسته شدت نور یکسان (مانند MN) برای ثبات انتخاب کنید. 2) مقاومت سری برای هر LED را محاسبه کنید: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. از یک مقاومت 1/8W یا 1/4W استفاده کنید. 3) در چیدمان PCB، مطمئن شوید سوراخ‌های پایه LEDها بر اساس بعد \"فاصله پایه... جایی که پایه‌ها از پکیج خارج می‌شوند\" فاصله‌گذاری شده‌اند. 4) پدهای لحیم را حداقل 2mm دور از خطوط بدنه LED قرار دهید. 5) در طول مونتاژ، به پرسنل دستور دهید LEDها را با احتیاط‌های ESD مدیریت کنند، پایه‌ها را (در صورت نیاز) در فاصله >3mm از بدنه شکل دهند و پروفایل لحیم‌کاری موجی مشخص شده را دنبال کنند.

13. معرفی اصل عملکرد

نور از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس ساطع می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل پیوند دیود (حدود 2.4V برای این ماده AlInGaP) اعمال می‌شود، الکترون‌ها از نیمه‌هادی نوع n و حفره‌ها از نیمه‌هادی نوع p از سراسر پیوند p-n تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار در ناحیه فعال بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ نیمه‌هادی AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، قرمز در حدود 624-632 نانومتر. لنز اپوکسی شفاف آب‌مانند پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

14. روندها و زمینه فناوری

در حالی که LEDهای ترو-هول مانند این پکیج T-1 همچنان به طور گسترده برای نمونه‌سازی اولیه، مونتاژ دستی و کاربردهایی که نیاز به نصب مکانیکی محکم دارند استفاده می‌شوند، روند صنعت به شدت به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند انواع 0603، 0805، 1206 و PLCC) برای تولید انبوه خودکار تغییر کرده است. فناوری AlInGaP یک راه‌حل بالغ و کارآمد برای LEDهای قرمز، نارنجی و زرد ارائه می‌دهد که عملکردی برتر نسبت به GaAsP قدیمی دارد. توسعه فعلی بر افزایش بازده (لومن بر وات)، بهبود عملکرد در دمای بالا و امکان پکیج‌های SMD هرچه کوچکتر با خروجی نور بالاتر متمرکز است. این قطعه در یک دسته محصول معتبر و قابل اطمینان قرار می‌گیرد.

Q: Can I drive this LED directly from a 5V supply?

A: No. You must use a series current-limiting resistor. For example, with a 5V supply, a typical V_Fof 2.4V, and a desired I_Fof 20mA, the resistor value would be R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. A standard 130 or 150 Ohm resistor would be suitable.

Q: Why is there a minimum luminous intensity specified?

A: Due to manufacturing variations, luminous intensity is binned. The minimum (310 mcd) and typical (880 mcd) values indicate the range. Designers should use the minimum value for worst-case brightness calculations to ensure the indicator is sufficiently visible under all conditions.

Q: What does the derating factor of 0.4 mA/°C mean?

A: For every degree Celsius the ambient temperature rises above 50°C, the maximum allowable continuous DC forward current decreases by 0.4 mA. At 75°C, the derating is (75-50)*0.4 = 10 mA, so the maximum allowed I_Fwould be 30 mA - 10 mA = 20 mA.

. Practical Design and Usage Case

Scenario: Designing a status indicator panel with 10 uniformly bright red LEDs.The system uses a 5V rail. Based on the datasheet: 1) Select LEDs from the same luminous intensity bin (e.g., MN) for consistency. 2) Calculate the series resistor for each LED: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. Use a 1/8W or 1/4W resistor. 3) On the PCB layout, ensure the holes for the LED leads are spaced according to the \"lead spacing... where leads emerge from package\" dimension. 4) Place the solder pads at least 2mm away from the LED body outline. 5) During assembly, instruct personnel to handle LEDs with ESD precautions, form leads (if needed) at >3mm from the body, and follow the specified wave soldering profile.

. Operating Principle Introduction

Light is emitted through a process called electroluminescence. When a forward voltage exceeding the diode's junction potential (around 2.4V for this AlInGaP material) is applied, electrons from the n-type semiconductor and holes from the p-type semiconductor are injected across the p-n junction. These charge carriers recombine in the active region, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlInGaP semiconductor alloy determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength (color) of the emitted light—in this case, red at approximately 624-632 nm. The water-clear epoxy lens shapes the light output beam.

. Technology Trends and Context

While through-hole LEDs like this T-1 package remain widely used for prototyping, manual assembly, and applications requiring robust mechanical mounting, the industry trend has strongly shifted towards surface-mount device (SMD) packages (e.g., 0603, 0805, 1206, and PLCC types) for automated high-volume production. AlInGaP technology represents a mature and efficient solution for red, orange, and yellow LEDs, offering superior performance to older GaAsP. Current development focuses on increasing efficiency (lumens per watt), improving high-temperature performance, and enabling ever-smaller SMD packages with higher light output. This device sits within a well-established, reliable product category.