دیتاشیت کامل لامپ LED سوراخ‌دار LTL1NHEG6D - بسته‌بندی T-1 3 میلی‌متری - ولتاژ مستقیم 2.5 ولت - قرمز 625 نانومتر - توان 54 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED سوراخ‌دار با روشنایی بالا را شرح می‌دهد. این قطعه از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که به دلیل بازده نوری بالا و عملکرد عالی در طیف طول موج قرمز-نارنجی-زرد مشهور است. محصول در بسته‌بندی محبوب T-1 (قطر 3 میلی‌متر) طراحی شده است که آن را به یک قطعه استاندارد و سازگار برای نشانگر وضعیت و روشنایی در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی تبدیل می‌کند.

مزایای اصلی این LED شامل مصرف توان پایین همراه با خروجی نوری بالا، مطابقت با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی بدون سرب و RoHS، و طراحی بهینه‌شده برای سهولت ادغام در بردهای مدار چاپی (PCB) سوراخ‌دار است. بازارهای هدف اصلی آن شامل تجهیزات ارتباطی، لوازم جانبی کامپیوتر، الکترونیک مصرفی، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی است که در آن‌ها به نشانگرهای بصری قابل اعتماد و با طول عمر بالا نیاز است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این قطعه برای حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته (I_F) معادل 20 میلی‌آمپر در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس درجه‌بندی شده است. حداکثر اتلاف توان 54 میلی‌وات است. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک 60 میلی‌آمپر تحت چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه مجاز است. محدوده دمای کاری از 30- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس مشخص شده است، با محدوده ذخیره‌سازی وسیع‌تر از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس. ضریب کاهش جریان مستقیم 0.34 میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس بالاتر از 40 درجه سلسیوس است، به این معنی که حداکثر جریان پیوسته مجاز با افزایش دما کاهش می‌یابد تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد درT_A=25 درجه سلسیوس وI_F=10 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور (I_V) مقدار معمول 65 میلی‌کاندلا (mcd) دارد، با حداقل 23 میلی‌کاندلا و حداکثر 110 میلی‌کاندلا. ولتاژ مستقیم (V_F) معمولاً 2.5 ولت است، با حداکثر 2.5 ولت. طول موج غالب (λ_d) 625 نانومتر است که رنگ قرمز آن را تعریف می‌کند، با طول موج اوج تابش (λ_p) 630 نانومتر. زاویه دید (2θ_1/2) 90 درجه است که نشان‌دهنده الگوی انتشار نور گسترده و پخش است. عرض نیم‌خط طیفی (Δλ) 20 نانومتر است. حداکثر جریان معکوس (I_R) در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت، 100 میکروآمپر است؛ توجه به این نکته حیاتی است که این قطعه برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

محصول از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی واحدها بر اساس شدت نور و طول موج غالب استفاده می‌کند تا یکنواختی در طراحی کاربرد تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس اندازه‌گیری در جریان 10 میلی‌آمپر در سه دسته شدت نور (ZA, BC, DE) مرتب می‌شوند. محدوده‌های دسته‌بندی عبارتند از: ZA (38-23 میلی‌کاندلا)، BC (65-38 میلی‌کاندلا) و DE (110-65 میلی‌کاندلا). یک تلرانس ±15% برای هر حد دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

برای یکنواختی رنگ، طول موج غالب در گام‌های 4 نانومتر دسته‌بندی می‌شود. دسته‌های تعریف شده عبارتند از: H28 (621.0-617.0 نانومتر)، H29 (625.0-621.0 نانومتر)، H30 (629.0-625.0 نانومتر) و H31 (633.0-629.0 نانومتر). یک تلرانس دقیق ±1 نانومتر برای هر حد دسته حفظ می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که داده‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، منحنی‌های معمول برای این کلاس از قطعات رابطه بین جریان مستقیم و شدت نور (نشان‌دهنده افزایش تقریباً خطی)، ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (نشان‌دهنده مشخصه نمایی دیود) و تغییر شدت نور با دمای محیط (نشان‌دهنده کاهش خروجی با افزایش دما) را نشان می‌دهند. منحنی توزیع طیفی یک قله واحد حول 630 نانومتر با عرض نیم‌خط مشخص شده 20 نانومتر را نشان می‌دهد که انتشار رنگ قرمز خالص را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

LED در یک بسته اپوکسی استوانه‌ای استاندارد T-1 (3 میلی‌متر) با لنز قرمز پخش‌کننده قرار دارد. نقشه کلی ابعاد بحرانی از جمله قطر پایه، قطر و ارتفاع لنز و فاصله پایه‌ها را مشخص می‌کند. فاصله پایه‌ها در جایی که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود. تلرانس‌های ابعاد مکانیکی معمولاً ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0 میلی‌متر است. این قطعه دارای یک نقطه صاف روی لنز یا یک پایه بلندتر برای نشان دادن قطب کاتد (منفی) است که برای جهت‌دهی صحیح روی PCB ضروری است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 نگهداری و جابجایی

LEDها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% نگهداری شوند. اگر از بسته‌بندی اصلی ضد رطوبت خارج شوند، باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر، باید در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن نگهداری شوند. برای جلوگیری از آسیب تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، پرسنل باید از مچ‌بندهای زمین‌شده استفاده کنند، ایستگاه‌های کاری باید به درستی زمین شوند و استفاده از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیک روی لنز پلاستیکی توصیه می‌شود.

6.2 فرم‌دهی پایه‌ها

هرگونه خم کردن پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دور از پایه لنز LED، در دمای اتاق و قبل از فرآیند لحیم‌کاری انجام شود. پایه LED نباید به عنوان تکیه‌گاه در حین خم کردن استفاده شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین نقطه لحیم و پایه لنز اپوکسی حفظ شود. از فرو بردن لنز در قلع لحیم باید اجتناب شود. شرایط توصیه شده عبارتند از:
هویه لحیم:حداکثر 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه (فقط یک بار).
لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم تا حداکثر 100 درجه سلسیوس به مدت 60 ثانیه، سپس موج قلع در حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه.
لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) برای این نوع بسته‌بندی سوراخ‌دار مناسب نیست. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند. مقادیر استاندارد بسته‌بندی در هر کیسه 1000، 500، 200 یا 100 عدد است. ده کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند (در مجموع تا 10000 عدد). هشت کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل اصلی بیرونی بسته‌بندی می‌شوند (در مجموع تا 80000 عدد). بسته‌های غیر کامل ممکن است فقط در بسته نهایی یک محموله حمل‌ونقل وجود داشته باشند. شماره قطعه LTL1NHEG6D برای سفارش استفاده می‌شود و کد دسته‌بندی (مثلاً برای شدت نور و طول موج) معمولاً روی برچسب کیسه بسته‌بندی نشان داده می‌شود.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این LED برای نشانگرهای وضعیت و برق در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها مناسب است: روتر/مودم شبکه، کامپیوترهای رومیزی و سرورها، تجهیزات صوتی/تصویری، لوازم آشپزخانه، ابزارهای برقی و پنل‌های کنترل صنعتی. روشنایی بالای آن همچنین آن را برای نور پس‌زمینه علائم کوچک یا استفاده در تابلوهای اطلاعاتی داخلی/خارجی که دید کلیدی است مناسب می‌سازد.

8.2 ملاحظات طراحی مدار

LEDها قطعات جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راه‌اندازی چندین LED،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A). اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازی (مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصات ولتاژ مستقیم (V_F) آن‌ها باعث توزیع نابرابر جریان و در نتیجه روشنایی ناهموار می‌شود. مقدار مقاومت سری را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای قرمز قدیمی مبتنی بر GaP (گالیم فسفید)، این قطعه AlInGaP شدت نور و بازده بسیار بالاتری را برای همان جریان راه‌اندازی ارائه می‌دهد. طول موج غالب 625 نانومتری آن رنگ قرمز زنده و اشباع‌شده‌ای ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 90 درجه با لنز پخش‌کننده، دید خوبی از زوایای مختلف را تضمین می‌کند، برخلاف LEDهای با پرتو باریک. طراحی سوراخ‌دار در مقایسه با برخی جایگزین‌های نصب سطحی، استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی برتر به PCB را ارائه می‌دهد که می‌تواند در محیط‌های با لرزش بالا یا برای نمونه‌سازی دستی مفید باشد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین طول موج غالب و طول موج اوج چیست؟
ج: طول موج غالب (λ_d) از نمودار رنگ CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج واحدی است که بهترین تطابق را با رنگ درک‌شده نور توسط چشم انسان دارد. طول موج اوج (λ_p) طول موج واقعی است که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است. آن‌ها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.

س: آیا می‌توانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. اتصال مستقیم یک LED به منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد شده و به سرعت قطعه را از بین می‌برد. یک مقاومت سری برای کار ایمن اجباری است.

س: چرا سیستم دسته‌بندی وجود دارد؟
ج: تغییرات ساخت باعث تفاوت‌های جزئی در عملکرد می‌شود. دسته‌بندی، LEDها را در گروه‌هایی با مشخصات کنترل‌شده دقیق (شدت، رنگ) مرتب می‌کند و به طراحان اجازه می‌دهد دسته مناسب را برای نیازهای یکنواختی کاربرد خود انتخاب کنند.

س: آیا این LED برای کاربردهای خودرویی مناسب است؟
ج: این دیتاشیت استاندارد، صلاحیت خودرویی AEC-Q101 را مشخص نمی‌کند. برای استفاده خودرویی، یک نوع محصول خاص واجد شرایط مورد نیاز است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو:طراحی یک خوشه از چهار نشانگر وضعیت برای یک واحد منبع تغذیه.
پیاده‌سازی:هر LED (از دسته شدت نور DE برای دید بالا) از طریق یک مقاومت سری جداگانه به خط 5 ولت متصل می‌شود. با استفاده از مقدار معمولV_Fبرابر 2.5 ولت و هدفI_Fبرابر 10 میلی‌آمپر، مقدار مقاومت R = (5V - 2.5V) / 0.01A = 250 اهم است. از یک مقاومت استاندارد 240 یا 270 اهم استفاده می‌شود. LEDها روی PCB با فاصله پایه مشخص شده 2 میلی‌متر برای لحیم‌کاری نصب می‌شوند. این طراحی اطمینان می‌دهد که هر LED با جریان صحیح راه‌اندازی می‌شود و روشنایی یکنواخت و قابل اعتمادی در هر چهار نشانگر فراهم می‌کند.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی AlInGaP رشد یافته روی یک زیرلایه است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند جایی که بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری نیمه‌هادی را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع‌شده را دیکته می‌کند - در این مورد، قرمز در 625 نانومتر. لنز اپوکسی برای محافظت از تراشه نیمه‌هادی، شکل‌دهی پرتو خروجی نور (پخش 90 درجه) و افزایش بازده استخراج نور عمل می‌کند.

13. روندهای توسعه فناوری

روند کلی در فناوری LED همچنان به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی)، قابلیت اطمینان بهبودیافته و هزینه کمتر ادامه دارد. برای LEDهای نوع نشانگر، مهاجرت پیوسته‌ای به سمت بسته‌بندی‌های قطعات نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار و صرفه‌جویی در فضا وجود دارد. با این حال، LEDهای سوراخ‌دار برای کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا، مونتاژ دستی آسان‌تر برای نمونه‌سازی یا تعمیر و مدیریت حرارتی برتر از طریق اتصال مستقیم به لایه‌های مسی PCB دارند، حیاتی باقی می‌مانند. پیشرفت‌ها در فناوری فسفر و طراحی تراشه همچنین به LEDهای مدرن اجازه می‌دهد تا خلوص رنگ بالاتر و یکنواختی بیشتری در بین دسته‌های تولیدی به دست آورند.