Scheda Tecnica LED Verde Diffuso LTL307JGD - Package T-1 3/4 - Tensione Diretta 2.4V - Dissipazione 75mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per un componente LED verde diffuso progettato per il montaggio forato. Il dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre luce verde. È caratterizzato dal popolare diametro del package T-1 3/4, che lo rende una scelta versatile per un'ampia gamma di applicazioni di indicazione e illuminazione su circuiti stampati (PCB) o pannelli.

I vantaggi principali di questo componente includono un'elevata intensità luminosa in uscita, un basso consumo energetico e un'alta efficienza. È progettato per essere compatibile con circuiti integrati (IC) grazie ai suoi bassi requisiti di corrente. Inoltre, il prodotto è conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose), indicando che è un componente privo di piombo (Pb).

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura ambiente (T_A) di 25°C e non devono essere superati in nessuna condizione operativa.

• Dissipazione di Potenza (P_D):75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che il dispositivo può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):60 mA. Questa è la massima corrente diretta impulsiva ammissibile, specificata con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0.1 ms.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA. Questa è la massima corrente diretta continua che il LED può gestire.
• Derating:La corrente diretta continua deve essere ridotta linearmente di 0.4 mA per ogni grado Celsius sopra i 50°C di temperatura ambiente.
• Tensione Inversa (V_R):5 V. Applicare una tensione inversa superiore a questo valore può danneggiare la giunzione PN del LED.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-40°C a +100°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale il dispositivo è progettato per funzionare.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-55°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per 5 secondi, misurata a 2.0 mm (0.078 pollici) dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le caratteristiche elettriche e ottiche sono misurate a T_A=25°C e rappresentano i parametri di prestazione tipici del dispositivo.

• Intensità Luminosa (I_V):65 mcd (Min), 110 mcd (Tip) a una corrente diretta (I_F) di 20 mA. La garanzia include una tolleranza di ±15%. Questo parametro è misurato utilizzando un sensore e un filtro che approssimano la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):50 gradi (Tip). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse), caratteristica di una lente diffusa che distribuisce la luce.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):575 nm (Tip). La lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):572 nm (Tip). Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore del LED, derivata dal diagramma di cromaticità CIE.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):11 nm (Tip). La larghezza spettrale della luce emessa a metà della sua potenza massima (Larghezza a Mezza Altezza - FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):2.1 V (Min), 2.4 V (Tip) a I_F= 20 mA.
• Corrente Inversa (I_R):100 µA (Max) a una tensione inversa (V_R) di 5 V.
• Capacità (C):40 pF (Tip) misurata a polarizzazione zero (V_F=0) e a una frequenza di 1 MHz.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin in base a parametri ottici chiave per garantire la coerenza all'interno di un lotto di produzione. Sono definiti due criteri principali di binning.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in base alla loro intensità luminosa misurata a 20 mA. Il codice del bin, la tolleranza e l'intervallo sono i seguenti:

• Codice D:65 mcd (Min) a 85 mcd (Max)
• Codice E:85 mcd (Min) a 110 mcd (Max)
• Codice F:110 mcd (Min) a 140 mcd (Max)
• Codice G:140 mcd (Min) a 180 mcd (Max)

Nota: La tolleranza su ciascun limite del bin è ±15%.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche suddivisi in bin in base alla loro lunghezza d'onda dominante per controllare la coerenza del colore. I bin sono definiti con passi di 2 nm.

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

Nota: La tolleranza su ciascun limite del bin è ±1 nm.Il numero di parte specifico LTL307JGD corrisponderebbe a una specifica combinazione di bin di intensità e lunghezza d'onda.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve tipiche delle caratteristiche elettriche e ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, tipicamente includono i seguenti grafici essenziali per l'analisi di progettazione:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (I_Vvs. I_F):Mostra come l'uscita luminosa aumenta con la corrente, cruciale per impostare la corrente di pilotaggio per la luminosità desiderata.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (V_Fvs. I_F):La curva caratteristica I-V del diodo, importante per calcolare i valori della resistenza in serie e la dissipazione di potenza.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_A):Illustra come l'uscita luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione, evidenziando l'importanza della gestione termica.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~575 nm e la larghezza spettrale (FWHM) di ~11 nm.
• Diagramma dell'Angolo di Visione:Un grafico polare che mostra la distribuzione angolare dell'intensità luminosa, confermando l'angolo di visione di 50 gradi per la lente diffusa.

Queste curve consentono agli ingegneri di prevedere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (correnti diverse, temperature) e sono vitali per una progettazione del circuito robusta.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni del Package

Il dispositivo utilizza il package rotondo forato standard del settore T-1 3/4 (5mm). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (i pollici sono forniti tra parentesi).
• Si applica una tolleranza generale di ±0.25mm (±0.010\") salvo diversa specificazione.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1.0mm (0.04\").
• La distanza tra i terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package in plastica.

Il disegno dimensionale specifico fornirebbe i valori esatti per il diametro del corpo, l'altezza della lente, la lunghezza dei terminali e il diametro dei terminali.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED forati, la polarità è tipicamente indicata da due caratteristiche: la lunghezza dei terminali e la struttura interna. Il terminale più lungo è l'anodo (positivo) e il terminale più corto è il catodo (negativo). Inoltre, molti package hanno un punto piatto sul bordo della lente o uno smusso sul lato catodico della flangia. Si consiglia di osservare entrambi gli indicatori per un orientamento corretto.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni durante l'assemblaggio.

6.1 Formatura dei Terminali

• La piegatura deve essere eseguita in un punto ad almeno 3 mm dalla base della lente del LED.
• La base del telaio dei terminali non deve essere utilizzata come fulcro.
• La formatura dei terminali deve essere eseguita a temperatura ambiente eprimadel processo di saldatura.
• Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare la forza di serraggio minima necessaria per evitare di imporre stress meccanici eccessivi sui terminali o sul package.

6.2 Processo di Saldatura

• Mantenere una distanza minima di 2 mm tra la base della lente e il punto di saldatura. La lente non deve mai essere immersa nella saldatura.
• Evitare di applicare qualsiasi stress esterno ai terminali mentre il LED è a temperatura elevata dopo la saldatura.
• Condizioni di Saldatura Raccomandate:
  • Saldatura Manuale (Saldatore):Temperatura massima 300°C, tempo massimo 3 secondi per terminale (saldatura una tantum).
  • Saldatura a Onda:Temperatura di pre-riscaldamento massima 100°C per un massimo di 60 secondi. Temperatura dell'onda di saldatura massima 260°C per un massimo di 5 secondi.

Avvertenza:Superare questi limiti di temperatura o tempo può causare deformazione della lente, guasto del filo di connessione interno o degrado del materiale epossidico, portando a un guasto catastrofico del dispositivo.

6.3 Pulizia e Conservazione

• Pulizia:Se necessario, pulire solo con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.
• Conservazione:Per la conservazione a lungo termine al di fuori dell'imballaggio originale, conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. L'ambiente di conservazione raccomandato non supera i 30°C o il 70% di umidità relativa. I componenti rimossi dal loro imballaggio originale dovrebbero idealmente essere utilizzati entro tre mesi.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

Il flusso di imballaggio standard è il seguente:

1. Unità Base:500 pezzi o 250 pezzi per busta anti-statico.
2. Scatola Interna:10 buste di imballaggio sono inserite in una scatola interna, per un totale di 5.000 pezzi.
3. Scatola Esterna (Scatola di Spedizione):8 scatole interne sono imballate in una scatola esterna, per un totale di 40.000 pezzi.

Una nota specifica che all'interno di un dato lotto di spedizione, solo l'imballaggio finale può contenere una quantità non completa. Il numero di parte LTL307JGD segue un sistema di codifica specifico del produttore in cui "LTL" probabilmente denota la famiglia di prodotti, "307" può indicare il colore e il package, e "JGD" specifica i codici di binning per l'intensità luminosa e la lunghezza d'onda dominante.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED verde diffuso è adatto a un'ampia gamma di applicazioni che richiedono un indicatore chiaro e visibile, tra cui ma non limitato a:

• Indicatori di stato di alimentazione su elettronica di consumo, elettrodomestici e apparecchiature industriali.
• Indicatori di segnale e modalità su dispositivi di comunicazione, apparecchiature audio/video e pannelli di controllo.
• Retroilluminazione per interruttori, scritte e piccoli pannelli.
• Luci indicatrici generiche negli interni automobilistici, strumentazione e progetti hobbistici.

La scheda tecnica afferma esplicitamente che questi LED sono destinati a apparecchiature elettroniche ordinarie (attrezzature per ufficio, apparecchiature di comunicazione, applicazioni domestiche). Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale in cui un guasto potrebbe mettere in pericolo la vita o la salute (aviazione, dispositivi medici, sistemi di sicurezza), è necessaria la consultazione con il produttore prima dell'uso.

8.2 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Una regola di progettazione critica è quella di utilizzare sempre una resistenza limitatrice di corrente in serie con il LED.

• Circuito Raccomandato (Circuito A):Ogni LED ha la propria resistenza in serie dedicata. Ciò garantisce una luminosità uniforme compensando la variazione naturale della tensione diretta (V_F) da un LED all'altro, anche quando sono dello stesso tipo e bin.
• Circuito Non Raccomandato (Circuito B):Collegare più LED in parallelo con una singola resistenza limitatrice di corrente condivisa. Piccole differenze nelle caratteristiche I-V di ciascun LED causeranno una divisione non uniforme della corrente, portando a differenze significative di luminosità tra i dispositivi.

Il valore della resistenza in serie (R_S) è calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R_S= (V_{Alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzando il tipico V_Fdi 2.4V e una I_Fdesiderata di 20 mA con un'alimentazione di 5V: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Una resistenza standard da 130 Ω o 150 Ω sarebbe appropriata, assicurando anche che la potenza nominale sia sufficiente (P = I²R ≈ 0.052W).

8.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Il LED è suscettibile ai danni da scariche elettrostatiche. Le precauzioni obbligatorie includono:

• Il personale deve indossare braccialetti a terra o guanti anti-statici quando maneggia i LED.
• Tutte le apparecchiature, i banchi di lavoro e gli scaffali di conservazione devono essere correttamente messi a terra.
• Utilizzare ionizzatori per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla superficie della lente in plastica a causa dell'attrito durante la manipolazione.
• Mantenere una postazione di lavoro anti-statico con materiali certificati e monitorare la formazione/certificazione di tutto il personale.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

All'interno della categoria dei LED verdi forati da 5mm, questo dispositivo basato su AlInGaP offre vantaggi distinti:

• vs. LED Verdi GaP Tradizionali:La tecnologia AlInGaP offre tipicamente un'efficienza luminosa e un'intensità significativamente più elevate rispetto ai vecchi LED verdi al Fosfuro di Gallio (GaP), risultando in un'uscita più luminosa alla stessa corrente di pilotaggio.
• vs. LED Non Diffusi (Trasparenti):La lente diffusa fornisce un angolo di visione più ampio e uniforme (50° vs. un fascio più stretto per le lenti trasparenti), rendendola ideale per applicazioni in cui l'indicatore deve essere visibile da un'ampia gamma di angoli.
• vs. LED Super-Luminosi:Questo dispositivo occupa un segmento di prestazioni di medio livello. Offre una buona luminosità (bin da 65-180 mcd) adatta alla maggior parte degli scopi di indicazione senza i requisiti di corrente di pilotaggio estremi o il costo dei LED ultra-luminosi, bilanciando efficacemente prestazioni e consumo energetico.
• Conformità RoHS:Essendo un prodotto privo di piombo, soddisfa le moderne normative ambientali per la produzione elettronica, il che è un differenziatore chiave rispetto ai componenti legacy non conformi.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

1. D: Quale resistenza dovrei usare con un'alimentazione di 5V?
   
   R: Per una corrente diretta tipica di 20 mA e una V_Fdi 2.4V, utilizzare una resistenza da 130 Ω. Calcolare sempre in base alla tensione di alimentazione specifica e alla corrente desiderata.
2. D: Posso pilotare questo LED direttamente da un pin di un microcontrollore?
   
   R: Sì, ma è comunque necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il pin del microcontrollore funge da sorgente di tensione. Assicurarsi che il pin possa erogare o assorbire la corrente richiesta di 20 mA.
3. D: Perché c'è una tolleranza di ±15% sull'intensità luminosa anche all'interno di un bin?
   
   R: La produzione di semiconduttori ha variazioni di processo intrinseche. Il binning raggruppa LED con prestazioni simili, ma un intervallo di tolleranza tiene conto dell'accuratezza della misurazione e delle piccole variazioni di prestazioni all'interno del gruppo per garantire un livello minimo di prestazioni.
4. D: Cosa succede se supero la corrente diretta continua massima assoluta di 30 mA?
   
   R: Superare questo valore aumenta la temperatura di giunzione oltre i limiti di sicurezza, il che può accelerare il degrado dell'uscita luminosa (deprezzamento dei lumen) e accorciare significativamente la durata operativa, potenzialmente causando un guasto catastrofico immediato.
5. D: Quanto è critica la distanza di saldatura di 2mm dalla lente?
   
   R: Molto critica. Il calore della saldatura condotto lungo il terminale può ammorbidire o fondere la lente epossidica, causando deformazione o permettendo l'ingresso di umidità, che danneggerà il LED.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettazione di un Pannello di Stato Multi-LED

Un ingegnere sta progettando un pannello di controllo con quattro indicatori di stato verdi. Utilizzando un'alimentazione comune di 5V, necessita di una luminosità uniforme.

Soluzione:Implementare il Circuito A raccomandato. Utilizzare quattro resistenze limitatrici di corrente identiche, una in serie con ciascun LED LTL307JGD. Anche se i LED provengono da bin diversi o hanno lievi variazioni di V_F, le singole resistenze regoleranno la corrente attraverso ciascuno in modo indipendente, garantendo che tutti e quattro gli indicatori abbiano una luminosità uniforme e corrispondente. L'angolo di visione di 50° della lente diffusa garantisce che lo stato sia chiaramente visibile a un operatore in piedi di fronte o leggermente di lato al pannello. Il progettista deve assicurarsi che il layout del PCB mantenga la distanza minima di 2 mm tra la piazzola di saldatura e il corpo del LED e fornisca un'adeguata spaziatura per la dissipazione del calore, specialmente se i LED devono essere pilotati continuamente alla corrente massima o vicino ad essa.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo LED opera sul principio dell'elettroluminescenza in un diodo a semiconduttore. La regione attiva è composta da strati di AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) cresciuti su un substrato. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la tensione di soglia del diodo (~2.1V), elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva rispettivamente dagli strati semiconduttori di tipo N e di tipo P. Questi portatori di carica si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia della banda proibita del semiconduttore, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa—in questo caso, verde a una lunghezza d'onda dominante di ~572 nm. La lente epossidica diffusa contiene particelle di diffusione che randomizzano la direzione dei fotoni emessi, allargando il fascio in un ampio angolo di visione rispetto a una lente trasparente che produrrebbe un fascio più focalizzato.

13. Tendenze di Sviluppo

L'evoluzione dei LED indicatori come questo segue diverse tendenze chiave del settore:

• Aumento dell'Efficienza:I continui miglioramenti nella scienza dei materiali e nella crescita epitassiale continuano a spingere più in alto l'efficienza luminosa (lumen per watt) delle tecnologie AlInGaP e di altre tecnologie LED, consentendo un'uscita più luminosa a correnti più basse o un consumo energetico ridotto per la stessa luminosità.
• Miniaturizzazione:Sebbene il package T-1 3/4 rimanga popolare per le applicazioni forate, c'è un forte spostamento del mercato verso i package per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) (es. 0603, 0402) per un assemblaggio PCB ad alta densità. I componenti forati sono spesso mantenuti per prototipazione, uso hobbistico o applicazioni che richiedono una maggiore robustezza meccanica.
• Coerenza del Colore e Binning:I processi di produzione stanno diventando più precisi, portando a distribuzioni di binning più strette. Alcune applicazioni ad alto volume possono richiedere LED "pre-binnati" o "accoppiati" con tolleranze di lunghezza d'onda e intensità estremamente ridotte.
• Integrazione:Esiste una tendenza verso l'integrazione della resistenza limitatrice di corrente, del diodo di protezione ESD o addirittura di un IC di controllo direttamente nel package del LED, creando componenti LED "intelligenti" o "easy-drive" che semplificano la progettazione del circuito.
• Sostenibilità:La spinta verso la conformità RoHS e i materiali privi di alogeni è ora standard. Le tendenze future potrebbero includere un maggiore utilizzo di materiali riciclabili negli imballaggi e un'ulteriore riduzione di altre sostanze pericolose.