LED Rouge 3.1mm - Intensité Lumineuse 180-400mcd - Tension 2.4V - Puissance 75mW - Fiche Technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED rouge à haute efficacité et faible consommation, logée dans un boîtier traversant de 3.1mm de diamètre. Le dispositif utilise une puce AlInGaP (Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium) comme source lumineuse, encapsulée dans une lentille transparente. Il est conçu pour un montage polyvalent sur cartes de circuits imprimés (PCB) ou panneaux et se caractérise par sa compatibilité avec les circuits intégrés grâce à ses faibles besoins en courant. Les applications principales ciblent les voyants d'état à usage général dans divers équipements électroniques où une signalisation visible et fiable est requise.

1.1 Avantages principaux

• Haute intensité lumineuse :Délivre une sortie typique de 400 millicandelas (mcd) à un courant direct de 20mA, garantissant une excellente visibilité.
• Efficacité énergétique :Caractérisée par une faible dissipation de puissance et un fonctionnement efficace aux courants de commande standards.
• Compacte et polyvalente :Le boîtier de 3.1mm permet une intégration flexible dans des conceptions à espace limité.
• Compatibilité avec les pilotes :Adaptée pour une commande directe depuis des circuits logiques à faible courant, simplifiant la conception du système.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (P_D) :75 mW maximum. C'est la puissance totale que le boîtier LED peut supporter, calculée comme Tension Directe (V_F) × Courant Direct (I_F).
• Courant direct :Un courant direct continu (I_F) de 30 mA ne doit pas être dépassé. Un courant de crête plus élevé de 90 mA n'est permis qu'en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0.1ms).
• Déclassement thermique :Le courant direct continu maximal admissible doit être réduit linéairement de 0.4 mA pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante (T_A) au-dessus de 50°C.
• Tension inverse (V_R) :5 V. Dépasser cette tension en polarisation inverse peut provoquer un claquage de la jonction.
• Plages de température :Le dispositif peut fonctionner de -40°C à +100°C et être stocké de -55°C à +100°C.
• Température de soudure :Les broches peuvent supporter 260°C pendant 5 secondes mesurées à 1.6mm du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (T_A) de 25°C et définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_V) :S'étend d'un minimum de 180 mcd à une valeur typique de 400 mcd à I_F= 20mA. La mesure suit la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :45 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale maximale.
• Longueur d'onde :La longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) est typiquement de 632 nm. La longueur d'onde dominante (λ_d), qui définit la couleur perçue, est typiquement de 624 nm. La largeur de bande spectrale (Δλ) est de 20 nm.
• Tension directe (V_F) :Typiquement 2.4V, avec un maximum de 2.4V à I_F= 20mA.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (V_R) de 5V est appliquée.
• Capacité (C) :Typiquement 40 pF mesurée à polarisation nulle et une fréquence de 1MHz.

3. Explication du système de tri

Les LED sont triées en lots basés sur des paramètres optiques clés pour assurer l'homogénéité au sein d'un lot de production. Le numéro de pièce LTL1CHJETNN contient des codes de tri.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les unités sont en mcd mesurées à 20mA. La tolérance pour chaque limite de lot est de ±15%.

• Lot HJ :180 mcd (Min) à 310 mcd (Max). Le numéro de pièce indique que cette LED provient du lot HJ.
• Lot KL : 310 mcd à 520 mcd.
• Lot MN : 520 mcd à 880 mcd.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les unités sont en nm mesurées à 20mA. La tolérance pour chaque limite de lot est de ±1nm. Le numéro de pièce ne spécifie pas de lot de longueur d'onde, donc le dispositif utilise la valeur typique de 624 nm.

• Lot H27 : 613.5 nm à 617.0 nm
• Lot H28 : 617.0 nm à 621.0 nm
• Lot H29 : 621.0 nm à 625.0 nm
• Lot H30 : 625.0 nm à 629.0 nm
• Lot H31 : 629.0 nm à 633.0 nm

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à des courbes caractéristiques typiques qui illustreraient graphiquement la relation entre les paramètres clés. Celles-ci sont essentielles pour la conception.

• Courbe I-V (Courant vs. Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La V_Ftypique de 2.4V à 20mA est un point sur cette courbe.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Illustre la diminution de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à ~632 nm et la demi-largeur de 20 nm, confirmant la couleur rouge pure.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier cylindrique de 3.1mm de diamètre. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis entre parenthèses).
• Une tolérance générale de ±0.25mm (±0.010\") s'applique sauf indication contraire.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1.0mm (0.04\").
• L'espacement des broches est mesuré au point où elles sortent du corps du boîtier.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la broche la plus longue désigne typiquement l'anode (positif). La cathode (négatif) est souvent indiquée par un bord plat sur la lentille de la LED ou une broche plus courte. Le diagramme de la fiche technique doit être consulté pour le marquage de polarité spécifique de ce composant.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Formage des broches

• La courbure doit se produire à au moins 3mm de la base de la lentille de la LED.
• La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui.
• Le formage doit être effectué à température ambiante etavantle processus de soudure.
• Une force de clinch minimale doit être utilisée lors de l'assemblage sur PCB pour éviter les contraintes mécaniques.

6.2 Processus de soudure

• Maintenir un espace libre minimum de 2mm entre la base de la lentille et le point de soudure.
• Éviter d'immerger la lentille dans la soudure.
• Ne pas solliciter les broches pendant que la LED est chaude suite à la soudure.
• Conditions de soudure recommandées :
  • Fer à souder :Température max 300°C, temps max 3 secondes (une seule fois).
  • Soudure à la vague :Préchauffer à max 100°C pendant max 60 sec ; vague de soudure à max 260°C pendant max 10 sec.
• Avertissement :Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance catastrophique.

6.3 Stockage et manipulation

• Stockage :Ambiance recommandée ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative.
• Durée de conservation :Les LED retirées de leur emballage d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote.
• Nettoyage :Utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique si nécessaire.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Spécifications de conditionnement

Les LED sont emballées dans des sacs anti-statiques pour prévenir les dommages par décharge électrostatique (ESD).

• Sac d'emballage : 1000, 500 ou 250 pièces par sac.
• Carton intérieur : 10 sacs d'emballage, totalisant 10 000 pièces.
• Carton extérieur : 8 cartons intérieurs, totalisant 80 000 pièces par lot d'expédition. Le dernier emballage d'un lot peut ne pas être complet.

8. Recommandations pour la conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour assurer une luminosité uniforme, surtout lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, une résistance limitant le courant doit être utilisée en série avec chaque LED.

• Circuit recommandé (Modèle A) :Chaque LED a sa propre résistance série. Cela compense les variations de tension directe (V_F) entre les LED individuelles, garantissant que chacune reçoit le même courant et émet donc la même luminosité.
• Circuit non recommandé (Modèle B) :Il est déconseillé de connecter plusieurs LED en parallèle avec une seule résistance partagée. De petites différences de V_Fpeuvent provoquer un déséquilibre de courant significatif, entraînant une luminosité inégale.

La valeur de la résistance série (R_S) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_S= (V_Alimentation- V_F) / I_F. En utilisant la V_Ftypique de 2.4V et un I_Fsouhaité de 20mA avec une alimentation de 5V : R_S= (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Une résistance standard de 130Ω ou 150Ω serait appropriée.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Des mesures préventives sont obligatoires :

• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des gants anti-statiques.
• 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.
• Mettre en place une liste de contrôle pour la certification ESD du personnel et une signalisation appropriée dans les zones de travail.

8.3 Champ d'application et précautions

Cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires (bureau, communications, domestique). Pour les applications où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aéronautique, médical, systèmes de sécurité), une consultation et une approbation spécifiques sont requises avant utilisation. Cela souligne l'adéquation du composant pour l'indication à usage général, mais pas pour des rôles critiques en matière de sécurité sans qualification supplémentaire.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium), ce dispositif AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, résultant en une sortie plus brillante à courant égal. Le boîtier de 3.1mm est un standard industriel commun, garantissant une large compatibilité avec les implantations de PCB et les découpes de panneaux existantes. Le système de tri détaillé fournit aux concepteurs des paramètres de performance prévisibles, ce qui est un avantage par rapport aux composants non triés ou faiblement spécifiés. L'ensemble complet des précautions d'application (ESD, soudure, méthode de commande) contenu dans cette fiche technique est la marque d'un composant bien documenté visant à assurer la fiabilité sur le terrain.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

Pour un courant direct typique de 20mA et une tension directe de 2.4V, utilisez une résistance de 130Ω. Calculez toujours en fonction de votre tension d'alimentation spécifique et du courant souhaité.

10.2 Puis-je commander plusieurs LED avec une seule résistance ?

Ce n'est pas recommandé. Utilisez toujours une résistance limitant le courant séparée pour chaque LED lors d'une connexion en parallèle pour garantir une luminosité uniforme.

10.3 Pourquoi l'angle de vision est-il important ?

L'angle de vision de 45 degrés indique un faisceau relativement focalisé. Pour un éclairage grand angle, une lentille diffusante ou une LED avec un angle de vision plus large (par ex., 120°) serait plus adaptée. Cette LED est idéale pour l'indication directionnelle.

10.4 Comment la température affecte-t-elle les performances ?

L'intensité lumineuse diminue lorsque la température augmente. Pour une luminosité constante, considérez la gestion thermique si la LED fonctionne dans des ambiances à haute température ou à des courants élevés. Le facteur de déclassement de 0.4 mA/°C au-dessus de 50°C doit être appliqué.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un panneau de voyants d'état avec dix LED rouges identiques indiquant \"Système Actif.\"

Étapes de conception :

1. Alimentation :Une ligne continue régulée de 5V DC est disponible.
2. Sélection du courant :Choisir I_F= 20mA pour une bonne luminosité dans la limite des 30mA maximum.
3. Topologie du circuit :Connecter les dix LED en parallèle à la ligne de 5V.
4. Limitation de courant :Placer une résistance de 130Ω en série avec l'anode de chaque LED individuelle.
5. Calcul de puissance :Puissance par LED : P = V_F× I_F≈ 2.4V × 0.02A = 48mW, bien en dessous du maximum de 75mW. Courant total de l'alimentation : 10 × 20mA = 200mA.
6. Implantation :Assurer un rayon de courbure des broches de 3mm et un espace libre de soudure de 2mm lors de la conception du PCB. Prévoir un plan de masse commun et robuste.
7. Assemblage :Suivre le profil de soudure à la vague spécifié pour éviter les dommages thermiques.

Cette approche garantit une luminosité uniforme sur tous les indicateurs et un fonctionnement fiable à long terme.

12. Principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant son potentiel de jonction (environ 2.4V pour ce dispositif AlInGaP) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice. Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition matérielle spécifique du semi-conducteur (AlInGaP) détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre rouge (~624 nm de longueur d'onde dominante). La lentille en époxy transparente sert à protéger la puce semi-conductrice, à façonner le faisceau lumineux de sortie (angle de vision de 45°) et à améliorer l'extraction de la lumière de la puce.

13. Tendances technologiques

L'utilisation du matériau AlInGaP représente une avancée par rapport aux technologies LED plus anciennes, offrant une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique. La tendance de l'industrie continue vers des matériaux et des boîtiers encore plus efficaces. Bien que les composants traversants comme cette LED de 3.1mm restent essentiels pour le prototypage, la réparation et certaines applications nécessitant un montage mécanique robuste, le marché au sens large s'est considérablement tourné vers les boîtiers pour montage en surface (SMD) (par ex., 0603, 0805, 3528). Les LED SMD offrent des avantages en matière d'assemblage automatisé, d'économie d'espace sur carte et de gestion thermique. Cependant, les LED traversantes conservent leur pertinence dans les contextes éducatifs, les projets de passionnés et les applications où la soudure manuelle ou une haute résistance mécanique de liaison est préférée.