Lampes LED Diffusées à Faible Courant Série LTL1CHJxDNN - Montage traversant - Angle de Vision 60/45 Degrés - Fonctionnement à 2mA - 1,8-2,4V - 75mW - Rouge/Ambre/Jaune/Vert - Fiche Technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille une série de lampes LED teintées et diffusées, conçues spécifiquement pour fonctionner à de faibles niveaux de courant continu (DC). L'objectif principal de conception est de fournir une indication visuelle constante et fiable dans des circuits où la consommation d'énergie est une contrainte critique. Ces composants se caractérisent par leur compatibilité avec les familles logiques courantes et par un choix de styles de boîtiers et de couleurs pour répondre à diverses exigences d'application.

L'avantage fondamental de cette famille de produits réside dans son optimisation pour une commande à faible courant, typiquement à 2mA. Cela garantit que les LED peuvent être pilotées directement depuis les étages de sortie des circuits logiques TTL ou CMOS sans nécessiter de composants supplémentaires d'amplification de courant, simplifiant ainsi la conception du circuit et réduisant le nombre de composants. La lentille diffusée offre un angle de vision large et uniforme, rendant la lumière émise facilement visible sous divers angles, ce qui est essentiel pour les indicateurs d'état.

Les marchés cibles de ces LED sont vastes, englobant tout système électronique nécessitant une indication d'état à faible puissance. Cela inclut, sans s'y limiter, les appareils portatifs à piles, les équipements de télécommunications, les périphériques informatiques comme les claviers, et les circuits continus à faible puissance d'usage général où l'efficacité et la longévité sont primordiales.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Pour toutes les variantes de couleur de cette série, la dissipation de puissance continue est de 75mW à une température ambiante (T_A) de 25°C. Le courant direct continu maximal est de 30mA. Un facteur de déclassement de 0,4 mA/°C s'applique linéairement à partir de 70°C, ce qui signifie que le courant continu admissible diminue lorsque la température dépasse ce point pour éviter une surcontrainte thermique.

Le courant direct de crête, pour un fonctionnement en impulsions avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1ms, est plus élevé : 90mA pour les LED du spectre rouge (Rouge Hyper, Rouge Super, Rouge) et 60mA pour les LED du spectre jaune/orange/vert. La tension inverse maximale est de 5V pour un courant de fuite de 100µA. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -40°C à +100°C, indiquant des performances robustes sur une large plage environnementale. La température de soudure des broches est de 260°C pendant 5 secondes lorsqu'elle est mesurée à 1,6mm du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les performances sont détaillées pour trois séries principales, distinguées par leur intensité lumineuse et leur angle de vision : les LTL1CHJxDNN (Série F), LTL2F7JxDNN (Série H), et LTL2R3JxDNN (Série H à intensité plus élevée). Tous les tests sont effectués à T_A=25°C et I_F=2mA.

Intensité lumineuse (I_v) :Il s'agit de la mesure principale de la luminosité perçue. Pour les séries F et H standard (LTL1CHJx/LTL2F7Jx), l'intensité lumineuse typique varie de 5,0 à 7,2 mcd selon la couleur. La série LTL2R3Jx offre une intensité typique plus élevée, allant de 7,2 à 10,6 mcd. Toutes les références ont une intensité minimale de 3,0 ou 3,8 mcd, garantissant un niveau de luminosité de base.

Angle de vision (2θ_1/2) :Les séries LTL1CHJx et LTL2F7Jx présentent un large angle de vision de 60 degrés (où l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe). La série LTL2R3Jx a un angle de vision plus étroit de 45 degrés, ce qui se traduit généralement par une intensité axiale plus élevée pour un courant de commande donné, comme observé dans les données.

Paramètres de longueur d'onde :Les caractéristiques spectrales clés sont définies :

• Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde à laquelle la puissance optique de sortie est maximale. Elle varie de 650nm (Rouge Hyper) à 575nm (Vert).
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, elle représente la longueur d'onde unique qui définit le mieux la couleur perçue de la LED. Elle est généralement légèrement plus courte que la longueur d'onde de crête pour ces dispositifs.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :La largeur du spectre d'émission à la moitié de sa puissance maximale. Elle est d'environ 20nm pour les LED rouges et se réduit à 15-17nm pour les LED jaunes, ambrées et vertes, indiquant une sortie plus monochromatique pour ces dernières couleurs.

Tension directe (V_F) :Critique pour la conception du circuit, la tension directe à 2mA est très cohérente pour toutes les couleurs et séries, avec une valeur typique de 2,4V et un maximum de 2,4V (2,3V max pour le Rouge Super). Le minimum est de 1,8V. Cette faible V_Fà faible courant est une caractéristique clé permettant la compatibilité avec la logique basse tension.

Autres paramètres :Le courant inverse (I_R) est garanti à 100µA ou moins sous une polarisation inverse de 5V. La capacité de jonction (C) est typiquement de 40pF lorsqu'elle est mesurée à une polarisation de 0V et une fréquence de 1MHz.

3. Explication du système de classement (Binning)

La fiche technique indique l'utilisation d'un système de classement par intensité lumineuse. La note 2 précise que "les produits classés par rang d'intensité lumineuse supportent deux rangs", et la note 4 spécifie que "le code de classification Iv est marqué sur chaque sachet d'emballage." Cela implique que les LED sont triées (classées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée dans les conditions de test. Les clients reçoivent des produits appartenant à une plage d'intensité spécifique (par exemple, une valeur minimale et typique), garantissant ainsi une uniformité de luminosité au sein d'un lot de production. Les codes de classement exacts et leurs plages d'intensité correspondantes ne sont pas détaillés dans cet extrait mais seraient essentiels pour un approvisionnement en volume afin de maintenir l'uniformité de l'application.

Bien que non explicitement présenté comme un système de classement formel pour la longueur d'onde, la liste des multiples options de couleur (Rouge Hyper, Rouge Super, Rouge, etc.) avec des longueurs d'onde dominantes et de crête spécifiques sert effectivement de système de classement par couleur. Les concepteurs sélectionnent la référence correspondant au point de couleur souhaité.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées (Fig.1 pour la mesure d'émission de crête, Fig.5 pour la définition de l'angle de vision) mais non fournies dans le texte, leurs implications peuvent être discutées sur la base du comportement standard des LED et des paramètres donnés.

Courbe I-V (Courant-Tension) :La V_Fspécifiée de 1,8-2,4V à 2mA indique le point de fonctionnement sur la courbe I-V de la LED. Cette courbe est exponentielle. À des courants nettement inférieurs à 2mA, V_Fserait plus faible ; alimenter la LED à son courant continu maximal de 30mA entraînerait une V_Fplus élevée, dépassant probablement 2,4V, ce qui doit être pris en compte dans la marge de tension du circuit de commande.

Caractéristiques thermiques :Le facteur de déclassement de 0,4 mA/°C au-dessus de 70°C est un indicateur direct des performances thermiques. Il souligne que le courant maximal admissible diminue à mesure que la température de jonction augmente. Ceci est crucial pour la fiabilité de la conception, en particulier dans des espaces clos ou à des températures ambiantes élevées. La tension directe (V_F) des LED AlInGaP présente généralement un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température augmente.

Distribution spectrale :Référencée par la longueur d'onde de crête (λ_P) et la demi-largeur spectrale (Δλ), le spectre d'émission est relativement étroit, ce qui est caractéristique du matériau AlInGaP. Le spectre se décale légèrement avec la température (généralement vers des longueurs d'onde plus longues lorsque la température augmente) et peut varier légèrement avec le courant de commande.

5. Informations mécaniques et d'emballage

Les LED sont proposées en boîtiers traversants. La fiche technique fournit des dessins dimensionnels pour trois séries : LTL1CHx, LTL2F7x et LTL2R3x. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres, avec des tolérances de ±0,25mm sauf indication contraire.
• Une protubérance maximale de résine sous la collerette de 1,0mm est autorisée.
• L'espacement des broches est mesuré au point où elles émergent du corps du boîtier, ce qui est critique pour l'espacement des trous sur le PCB.

La différenciation physique entre les séries est probablement liée à la taille et à la forme de la lentille, ce qui influence directement l'angle de vision et le diagramme de sortie lumineuse. L'angle de vision de 45 degrés de la série LTL2R3x, comparé aux 60 degrés des autres, résulte de sa conception mécanique de lentille spécifique.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La principale spécification de soudure fournie concerne les broches : elles peuvent supporter une température de 260°C pendant 5 secondes lorsqu'elle est mesurée à 1,6mm (0,063") du corps de la LED. Il s'agit d'un paramètre standard de soudure à la vague ou manuelle. Il est crucial de respecter cette spécification temps-distance pour éviter qu'une chaleur excessive ne remonte le long des broches et n'endommage la puce LED interne ou le matériau de la lentille en époxy. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées lors de la manipulation. La plage de température de stockage est de -55°C à +100°C.

7. Informations d'emballage et de commande

Le système de numérotation des références suit un format structuré : LTL [Code Série] [Code Couleur] xDNN.

• Code Série :1CHJ, 2F7J ou 2R3J. Ceci définit le style de boîtier, l'angle de vision et le groupe d'intensité.
• Code Couleur :La lettre suivant 'J' indique la couleur et la technologie :
  • D : Rouge Hyper (AlInGaP)
  • R : Rouge Super (AlInGaP)
  • E : Rouge (AlInGaP)
  • F : Ambre / Orange Jaune (AlInGaP)
  • Y : Jaune / Jaune Ambré (AlInGaP)
  • S : Jaune (AlInGaP)
  • G : Vert (AlInGaP)
• Le suffixe 'xDNN' indique probablement des options d'emballage (par exemple, vrac, bande et bobine).

Le code de classement d'intensité lumineuse est marqué sur le sachet d'emballage, conformément aux notes. Les quantités d'emballage spécifiques (par exemple, par sachet, par bobine) ne sont pas indiquées dans cet extrait.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

L'application la plus simple est la connexion directe à une sortie de porte logique. Une simple résistance de limitation de courant en série est requise. La valeur de la résistance (R_s) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_s= (V_CC- V_F) / I_F. Par exemple, avec une alimentation TTL 5V (V_CC=5V), une V_Fde 2,4V, et un I_Fsouhaité de 2mA : R_s= (5 - 2,4) / 0,002 = 1300 Ohms. Une résistance standard de 1,2kΩ ou 1,5kΩ conviendrait. Pour les broches GPIO de microcontrôleurs (souvent 3,3V), la valeur de la résistance serait plus faible : par exemple, (3,3 - 2,4) / 0,002 = 450Ω.

8.2 Considérations de conception

Limitation de courant :Toujours utiliser une résistance en série. Même si ces LED sont conçues pour un faible courant, les connecter directement à une source de tension sans limitation de courant les détruira presque instantanément en raison d'un courant excessif.

Sélection de l'angle de vision :Choisissez la série à 60 degrés (LTL1CHJx/LTL2F7Jx) pour les indicateurs qui doivent être vus sous un large éventail d'angles (par exemple, les voyants de panneau). Choisissez la série à 45 degrés (LTL2R3Jx) lorsqu'un faisceau plus focalisé, plus brillant sur l'axe est souhaité, ou lorsque l'indicateur sera vu plus directement.

Sélection de la couleur :Prenez en compte l'environnement d'application. Le vert et le jaune offrent souvent la plus haute efficacité lumineuse pour l'œil humain dans des conditions d'éclairage typiques. Le rouge est traditionnel pour les indicateurs "sous tension" ou "veille". L'ambre peut être utile pour les états "avertissement" ou "attention".

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, dans les configurations à haute densité ou à températures ambiantes élevées, assurez-vous que le courant maximal est déclassé selon le facteur de 0,4 mA/°C au-dessus de 70°C ambiant.

9. Comparaison et différenciation techniques

Le principal facteur de différenciation de cette famille de produits est sacaractérisation et ses performances garanties à un courant de commande très faible de 2mA. De nombreuses LED standard sont spécifiées à 20mA. Cette optimisation à faible courant offre plusieurs avantages :

1. Commande logique directe :Élimine le besoin de tampons à transistors lors du pilotage depuis des broches de microcontrôleur ou des circuits logiques, réduisant les coûts et l'encombrement sur la carte.
2. Consommation d'énergie ultra-faible :À 2mA et ~2,4V, la consommation d'énergie est inférieure à 5mW par LED, ce qui est critique pour les applications sur batterie et à récupération d'énergie.
3. Génération de chaleur réduite :Un courant de fonctionnement plus faible minimise l'élévation de température de jonction, améliorant la fiabilité à long terme et le maintien du flux lumineux.

Comparée aux technologies plus anciennes comme les LED GaAsP, l'utilisation du matériau AlInGaP offre une efficacité plus élevée, une meilleure stabilité thermique et des couleurs plus saturées (rouges, jaunes plus purs). La disponibilité de multiples angles de vision (45° et 60°) au sein de la même famille de spécifications électriques offre une flexibilité de conception qui n'est pas toujours disponible dans les gammes de LED à faible courant.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED à 20mA pour plus de luminosité ?

A : Bien que le courant continu maximal absolu soit de 30mA, les caractéristiques optiques (intensité lumineuse, longueur d'onde) ne sont spécifiées qu'à 2mA. L'alimentation à 20mA produira plus de lumière, mais l'intensité exacte et la couleur peuvent différer des valeurs de la fiche technique, et V_Fsera plus élevée. Assurez-vous que la dissipation de puissance (I_F* V_F) ne dépasse pas 75mW après déclassement pour la température.

Q : Quelle est la différence entre Rouge Hyper, Rouge Super et Rouge ?

A : La différence réside dans leurs caractéristiques spectrales. Le Rouge Hyper (crête à 650nm) émet une lumière à une longueur d'onde plus longue, apparaissant d'un rouge plus profond/sombre. Le Rouge Super (639nm) et le Rouge standard (632nm) ont des longueurs d'onde progressivement plus courtes, apparaissant d'un rouge plus vif à l'œil humain pour une puissance rayonnante donnée en raison d'une sensibilité oculaire plus élevée dans cette région. Le choix dépend du point de couleur souhaité.

Q : Comment interpréter le code de classement d'intensité lumineuse sur le sachet ?

A : La fiche technique note son existence mais ne définit pas les codes. Pour la production, vous devez obtenir le document de spécification de classement auprès du fabricant pour comprendre la plage d'intensité exacte associée à chaque code (par exemple, Code A : 3,0-4,5 mcd, Code B : 4,5-6,0 mcd). Cela garantit la cohérence dans votre application.

Q : Une diode de protection contre l'inversion de polarité est-elle nécessaire ?

A : La LED peut supporter une tension inverse de 5V. S'il existe une possibilité qu'une tension inverse supérieure à 5V soit appliquée aux bornes de la LED (par exemple, dans un circuit inductif ou en cas de connexion incorrecte), il est recommandé d'utiliser une diode de protection contre l'inversion de polarité externe en parallèle avec la LED (cathode à cathode).

11. Exemples pratiques de conception et d'utilisation

Exemple 1 : Indicateur d'état multi-canaux pour un routeur :Un routeur réseau possède des LED d'état pour l'Alimentation, Internet, Wi-Fi et Ethernet. En utilisant la LTL2F7JGDNN (Verte) pour l'alimentation et internet, et la LTL2F7JEDNN (Rouge) pour le clignotement d'activité, toutes pilotées directement depuis les broches GPIO du processeur principal (3,3V) avec des résistances série de 470Ω. L'angle de vision de 60 degrés assure la visibilité depuis l'autre côté de la pièce. Le faible courant de 2mA par LED minimise la charge totale sur l'alimentation du processeur.

Exemple 2 : Avertissement de batterie faible dans un appareil portable :Dans un appareil de mesure portatif, une LED LTL1CHJFDNN (Ambre) est connectée à un circuit comparateur surveillant la tension de la batterie. Lorsque la tension descend en dessous d'un seuil, la sortie du comparateur passe à l'état haut, allumant la LED. La faible consommation de courant (2mA) ajoute une charge minimale à la batterie déjà déchargée, prolongeant le temps d'avertissement utilisable.

Exemple 3 : Rétroéclairage pour un panneau à touches membrane :La série LTL2R3Jx avec son angle de vision de 45 degrés et son intensité plus élevée convient pour l'éclairage latéral d'une petite touche membrane translucide. Le faisceau plus étroit peut être dirigé plus efficacement dans le guide de lumière, fournissant un éclairage uniforme avec des pertes optiques plus faibles par rapport à une LED à angle plus large.

12. Principe de fonctionnement

Ces LED sont basées sur un matériau semi-conducteur à base de Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de bande interdite du matériau (environ 1,8-2,4V) est appliquée, des électrons et des trous sont injectés dans la région active de la jonction semi-conductrice. Leur recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La couleur spécifique de la lumière est déterminée par l'énergie de la bande interdite de l'alliage AlInGaP, qui est contrôlée pendant le processus de croissance cristalline en ajustant les proportions d'Aluminium, d'Indium, de Gallium et de Phosphore. Une lentille en époxy diffusée encapsule la puce semi-conductrice. Cette lentille contient des particules de diffusion qui randomisent la direction de la lumière émise, transformant l'émission directionnelle inhérente de la minuscule puce en un angle de vision large et uniforme adapté aux applications d'indicateur.

13. Tendances technologiques

Le développement de LED à faible courant et haute efficacité comme celles-ci est motivé par plusieurs tendances durables en électronique :

• Miniaturisation et intégration :À mesure que les appareils rétrécissent, l'espace et la puissance disponibles pour les indicateurs diminuent. Les LED qui fonctionnent bien à des courants inférieurs à 5mA sont essentielles.
• Internet des Objets (IoT) et récupération d'énergie :Pour les capteurs IoT sans batterie ou alimentés par pile bouton, chaque microampère compte. L'optimisation des LED d'indicateur pour une consommation de courant minimale prolonge directement la durée de vie opérationnelle de l'appareil.
• Avancées matérielles :Les améliorations continues dans la croissance épitaxiale et la conception des puces AlInGaP et InGaN (pour le bleu/vert/blanc) continuent de repousser les limites de l'efficacité (plus de lumière par mA de courant) et de la fiabilité.
• Standardisation :Il existe une tendance vers un classement plus strict et une caractérisation plus détaillée à plusieurs niveaux de courant, offrant aux concepteurs une plus grande prévisibilité dans leurs conceptions optiques.

Bien que les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) dominent les nouvelles conceptions, les LED traversantes comme celles-ci restent pertinentes pour le prototypage, l'usage des amateurs, la réparation et les applications nécessitant une robustesse mécanique plus élevée ou un assemblage manuel plus facile.