Fiche technique LED traversante 3.1mm LTL1CHKGTLC - Couleur verte - Tension directe 2.4V - Puissance dissipée 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED traversante verte à haute efficacité. Le composant est conçu pour des applications d'indicateur à usage général où des performances fiables, une faible consommation d'énergie et une intensité lumineuse élevée sont requises. Ses marchés cibles principaux incluent l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, les équipements de communication et divers appareils ménagers nécessitant une indication d'état.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa conformité aux normes environnementales sans plomb et RoHS, offrant une intensité lumineuse élevée depuis un boîtier compact de 3.1mm de diamètre. Elle présente une faible consommation d'énergie et est compatible avec les circuits intégrés grâce à son faible besoin en courant, la rendant adaptée aux conceptions électroniques modernes.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Un fonctionnement à ou au-delà de ces limites n'est pas conseillé.

• Puissance dissipée (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que la LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (T_A) de 25°C.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. Le courant continu maximal qui peut traverser la LED.
• Courant direct de crête :60 mA. Ceci n'est permis que dans des conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms) pour atteindre brièvement une luminosité plus élevée sans surchauffe.
• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer une rupture immédiate de la jonction.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +100°C. La plage de température ambiante dans laquelle la LED est conçue pour fonctionner.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 2.0mm du corps de la LED. Ceci définit le profil thermique pour la soudure manuelle ou à la vague.

2.2 Caractéristiques électriques / optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à T_A=25°C, définissant le comportement de fonctionnement normal du composant.

• Intensité lumineuse (I_V) :18 à 52 mcd (minimum à maximum) à un courant de test (I_F) de 2mA. Cette large plage est gérée via un système de classement (voir Section 3). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Tension directe (V_F) :2.1V à 2.4V (typique) à I_F= 2mA. Ce paramètre est crucial pour concevoir la résistance de limitation de courant dans le circuit de commande.
• Angle de vision (2θ_1/2) :45 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe. Un angle de 45° fournit un cône de vision raisonnablement large.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :575 nm. La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :572 nm. Celle-ci est dérivée du diagramme de chromaticité CIE et représente la couleur perçue de la lumière, qui est un vert pur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :11 nm. Ceci indique la pureté spectrale ; une largeur plus étroite signifie une couleur plus saturée et pure.
• Courant inverse (I_R) :100 µA maximum à V_R= 5V.
• Capacité (C) :40 pF typique à polarisation nulle et fréquence 1MHz, pertinent pour les applications de commutation haute fréquence.

3. Explication du système de classement

Pour garantir une uniformité de luminosité et de couleur pour les utilisateurs finaux, les LED sont triées en classes basées sur leurs performances mesurées.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les unités sont en millicandelas (mcd) mesurées à 2 mA. La tolérance pour chaque limite de classe est de ±15%.

• Classe 3Y :18 mcd (Min) à 23 mcd (Max)
• Classe 3Z :23 mcd à 30 mcd
• Classe A :30 mcd à 38 mcd
• Classe B :38 mcd à 52 mcd

Le code de classe est marqué sur le sachet d'emballage, permettant aux concepteurs de sélectionner des LED avec une plage de luminosité spécifique pour leur application.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les unités sont en nanomètres (nm) mesurées à 2 mA. La tolérance pour chaque limite de classe est de ±1 nm. Ceci garantit un contrôle très strict de la couleur verte perçue.

• Classe H06 :566.0 nm à 568.0 nm
• Classe H07 :568.0 nm à 570.0 nm
• Classe H08 :570.0 nm à 572.0 nm
• Classe H09 :572.0 nm à 574.0 nm
• Classe H10 :574.0 nm à 576.0 nm
• Classe H11 :576.0 nm à 578.0 nm

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques essentielles pour comprendre le comportement du composant dans des conditions non standard. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits en texte, leurs implications sont analysées ci-dessous.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

La caractéristique I-V est non linéaire. Pour une LED AlInGaP comme celle-ci, la tension directe présente un coefficient de température négatif. Cela signifie qu'à mesure que la température de jonction augmente, la tension directe requise pour obtenir le même courant diminue légèrement. Cette caractéristique est importante pour la conception d'une commande à courant constant afin d'assurer une sortie lumineuse stable.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

La sortie lumineuse (intensité lumineuse) est approximativement proportionnelle au courant direct dans la plage de fonctionnement typique. Cependant, l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison d'une génération de chaleur accrue (effet de "droop"). Un fonctionnement à ou en dessous du courant continu recommandé garantit une efficacité et une longévité optimales.

4.3 Intensité lumineuse vs Température ambiante

La sortie lumineuse des LED diminue à mesure que la température de jonction augmente. Pour les matériaux AlInGaP, cet effet d'extinction thermique est significatif. Les concepteurs doivent considérer la gestion thermique, en particulier dans des environnements à haute température ambiante ou lors de l'alimentation de la LED à des courants élevés, pour maintenir une luminosité constante.

4.4 Distribution spectrale

Le graphique spectral référencé montrerait un pic à environ 575 nm avec une demi-largeur typique de 11 nm. La longueur d'onde dominante de 572 nm définit le point de couleur verte perçu sur le diagramme CIE.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est logé dans un boîtier traversant rond standard de 3.1mm de diamètre. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis entre parenthèses).
• La tolérance standard est de ±0.25mm sauf indication contraire.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1.0mm.
• L'espacement des broches est mesuré au point où les broches émergent du corps du boîtier, ce qui est critique pour la disposition du PCB.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la cathode est typiquement identifiée par un bord plat sur le rebord de la lentille ou par la broche la plus courte. La fiche technique implique la pratique industrielle standard ; la broche la plus longue est l'anode (+), et la broche la plus courte est la cathode (-). La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour prévenir les dommages et assurer la fiabilité.

6.1 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Si elles sont retirées de leur sachet barrière d'humidité d'origine, elles doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long en dehors de l'emballage d'origine, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote.

6.2 Formage des broches

• La flexion doit être effectuée à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille de la LED.
• Ne pas utiliser la base du cadre de broches comme point d'appui.
• Le formage des broches doit être effectué à température ambiante etavantle processus de soudure.
• Lors de l'insertion sur le PCB, appliquer la force de clinch minimale nécessaire pour éviter les contraintes mécaniques sur le boîtier.

6.3 Processus de soudure

• Maintenir un espace libre minimum de 2mm entre la base de la lentille et le point de soudure. Ne jamais immerger la lentille dans la soudure.
• Éviter d'appliquer une contrainte externe sur les broches pendant que la LED est chaude suite à la soudure.
• Conditions de soudure recommandées :
  • Soudure manuelle (Fer) :Température maximale 300°C, temps maximal 3 secondes par broche (une seule fois).
  • Soudure à la vague :Température de préchauffage maximale 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. Température de la vague de soudure maximale 260°C pendant un maximum de 5 secondes.
• Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance catastrophique.

6.4 Nettoyage

Si un nettoyage est nécessaire, utiliser uniquement des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique. Des produits chimiques agressifs peuvent endommager le matériau de la lentille.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications d'emballage

Le flux d'emballage standard est le suivant :

• Les LED sont emballées dans des sachets contenant 1000, 500 ou 250 pièces.
• Dix (10) sachets d'emballage sont placés dans un carton intérieur (total 10 000 pièces).
• Huit (8) cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur (total 80 000 pièces).
• Dans un lot d'expédition, seul l'emballage final peut contenir une quantité non complète.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est adaptée à une large gamme d'applications d'indicateur, y compris mais sans s'y limiter :

• Indicateurs d'état d'alimentation sur l'électronique grand public (téléviseurs, équipements audio, chargeurs).
• Voyants de signal et d'état sur routeurs réseau, modems et dispositifs de communication.
• Indicateurs de panneau sur les systèmes de contrôle industriel, équipements de test et instrumentation.
• Rétroéclairage pour interrupteurs, boutons et légendes dans les appareils ménagers.

Note importante :La fiche technique indique explicitement que cette LED est destinée à des équipements électroniques ordinaires. Les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle, en particulier là où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aviation, médical, sécurité des transports), nécessitent une consultation préalable avec le fabricant.

8.2 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme lors de l'utilisation de plusieurs LED, une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED estfortement recommandée(Modèle de circuit A).

• Modèle de circuit A (Recommandé) :Chaque LED a sa propre résistance série connectée à l'alimentation en tension. Ceci compense la variation naturelle de la tension directe (V_F) d'une LED à l'autre, assurant que chacune reçoit le même courant et a donc une luminosité similaire.
• Modèle de circuit B (Non recommandé) :Plusieurs LED connectées en parallèle avec une seule résistance partagée. En raison de la variance de V_F, le courant ne se divisera pas également, entraînant des différences notables de luminosité entre les LED.

La valeur de la résistance (R) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. Utiliser la V_Fmaximale de la fiche technique (2.4V) pour une conception conservatrice garantissant que le courant ne dépasse pas le I_F.

8.3 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Les dommages ESD peuvent se manifester par un courant de fuite inverse élevé, une tension directe basse ou une absence d'éclairage à faible courant.

Mesures de prévention :

• Les opérateurs doivent porter des bracelets conducteurs ou des gants antistatiques.
• Tous les équipements, postes de travail et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser un ioniseur pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille en plastique.

Test de vérification ESD :Pour vérifier une LED suspecte, mesurer sa tension directe à un courant très faible (par exemple, 0.1mA). Une LED AlInGaP \"bonne\" devrait avoir une V_Fsupérieure à 1.4V dans cette condition de test.

9. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED verte basée sur AlInGaP offre des avantages spécifiques :

• vs. LED vertes GaP traditionnelles :La technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse significativement plus élevée et une couleur verte plus saturée et pure (longueur d'onde dominante ~572nm) par rapport au vert jaunâtre des anciennes LED GaP.
• vs. LED vertes InGaN :Bien que les LED InGaN puissent atteindre une luminosité très élevée, les LED AlInGaP ont souvent des performances supérieures dans le spectre ambre à rouge et à des longueurs d'onde vertes spécifiques, avec une tension directe potentiellement plus basse et une excellente stabilité.
• Différenciateurs clés :La combinaison d'un boîtier 3.1mm, d'un angle de vision bien défini de 45°, d'un système de classement complet pour l'intensité et la longueur d'onde, et de mises en garde d'application claires en fait un choix fiable et prévisible pour une utilisation standard d'indicateur.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

10.1 Puis-je alimenter cette LED directement depuis une alimentation 5V sans résistance ?

Non, cela détruirait la LED.Une LED a une résistance dynamique très faible lorsqu'elle est polarisée en direct. La connecter directement à une source de tension comme 5V provoquera un courant excessif, dépassant largement la valeur maximale absolue de 30mA DC, entraînant une surchauffe et une défaillance immédiates. Une résistance de limitation de courant en série est toujours requise lors de l'utilisation d'une source de tension.

10.2 Pourquoi y a-t-il une si large plage d'intensité lumineuse (18-52 mcd) ?

Cette plage représente l'étendue totale sur toute la distribution de production. Les LED individuelles sont triées en \"classes\" spécifiques (3Y, 3Z, A, B) avec des plages beaucoup plus étroites. En spécifiant un code de classe requis lors de la commande, les concepteurs peuvent garantir une uniformité de luminosité sur toutes les unités de leur série de production.

10.3 Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

Longueur d'onde de crête (λ_P) :La longueur d'onde physique à laquelle la LED émet le plus de puissance optique. C'est le point le plus haut sur le graphique de sortie spectrale.
Longueur d'onde dominante (λ_d) :Une valeur calculée basée sur la perception des couleurs humaine (diagramme CIE). C'est la longueur d'onde d'une lumière monochromatique pure qui semblerait avoir la même couleur que la sortie de la LED. λ_dest plus pertinente pour décrire la couleur perçue, c'est pourquoi elle est utilisée pour le classement.

10.4 Comment choisir le bon courant pour mon application ?

La condition de test est de 2mA, ce qui est une valeur courante à faible courant pour les LED d'indicateur. Pour une luminosité d'indicateur standard, un fonctionnement entre 2mA et 10mA est typique. Pour une luminosité plus élevée, vous pouvez approcher la valeur maximale DC de 20mA, mais vous devez considérer l'augmentation de la puissance dissipée (P_d= V_F* I_F) pour vous assurer qu'elle reste en dessous de 75mW, en particulier à des températures ambiantes plus élevées. Se référer toujours à la courbe de déclassement (linéaire à partir de 50°C à 0.4mA/°C).

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario :Conception d'un indicateur \"ON\" d'alimentation pour un appareil alimenté par un adaptateur secteur 12V DC. Une seule LED verte est requise.

1. Sélection des paramètres :Cibler un indicateur clairement visible mais non éblouissant. Choisir un courant de fonctionnement (I_F) de 5mA.
2. Calcul de la résistance :Utiliser la V_Fmaximale de 2.4V pour une conception sûre.
   R = (V_alimentation- V_F) / I_F= (12V - 2.4V) / 0.005A = 9.6V / 0.005A = 1920 Ω.
   La valeur de résistance standard E24 la plus proche est 1.8kΩ ou 2.2kΩ. Choisir 2.2kΩ donnera un courant légèrement inférieur (~4.36mA), ce qui est acceptable et augmente la longévité.
3. Vérification de la puissance dissipée : P_résistance= I_F²* R = (0.00436)²* 2200 ≈ 0.042W. Une résistance standard 1/8W (0.125W) ou 1/4W est plus que suffisante.
   P_LED= V_F* I_F≈ 2.4V * 0.00436A ≈ 0.0105W (10.5mW), bien en dessous du maximum de 75mW.
4. Disposition du PCB :Placer la résistance en série avec l'anode de la LED. S'assurer que l'espacement des trous correspond à l'espacement des broches de la LED là où elles émergent du corps. Prévoir une zone d'exclusion d'au moins 2mm autour de la base de la LED pour le dégagement de soudure.

12. Introduction au principe

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Indium Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite du semi-conducteur, qui dicte directement la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans ce cas, l'alliage est conçu pour produire des photons dans le spectre vert avec une longueur d'onde dominante d'environ 572 nanomètres. La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux de sortie (résultant en l'angle de vision de 45°), et à améliorer l'extraction de la lumière du boîtier.

13. Tendances de développement

Bien que les LED traversantes restent vitales pour le prototypage, la réparation et certaines applications, la tendance globale de l'industrie est fortement orientée vers les boîtiers CMS (composants montés en surface) comme 0603, 0805 et 0402 pour la production de masse. Les LED CMS offrent des avantages en assemblage automatisé, économie d'espace sur carte et profil plus bas. Pour les composants traversants, l'accent continue d'être mis sur l'amélioration de l'efficacité (plus de lumière par mA), l'amélioration de la fiabilité dans des conditions difficiles, et la fourniture d'un classement plus précis et cohérent. La technologie sous-jacente des matériaux AlInGaP est mature mais continue de voir des améliorations incrémentielles de l'efficacité quantique interne et des performances thermiques. Les principes de commande appropriée, de gestion thermique et de protection ESD décrits dans cette fiche technique restent universellement critiques pour la conception d'applications LED, quel que soit le type de boîtier.