Scheda Tecnica LED Barra Rettangolare Ambra-Gialla LTL-6201KY - Tecnologia AlInGaP - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTL-6201KY è una sorgente luminosa a stato solido progettata come display a barra rettangolare. La sua funzione principale è fornire un'ampia area di emissione, luminosa e uniforme, per applicazioni che richiedono indicatori visivi chiari. Il dispositivo è realizzato utilizzando l'avanzata tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio), configurata specificamente per produrre una luce di colore ambrato-giallo. Questa tecnologia, cresciuta su un substrato trasparente di GaAs (Arseniuro di Gallio), contribuisce alla sua efficienza e purezza del colore. Il prodotto è alloggiato in un package standard dual-in-line (DIP), che lo rende compatibile con varie tecniche di montaggio, incluso il montaggio su pannello e su legenda, ampliandone così l'applicabilità in diversi assemblaggi elettronici e interfacce utente.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

Il dispositivo offre diversi vantaggi chiave che lo rendono adatto a una gamma di applicazioni industriali, commerciali e consumer. La sua ampia e luminosa area di emissione garantisce un'elevata visibilità, fondamentale per indicatori di stato, retroilluminazione per legende e pannelli, e illuminazione generale in spazi ristretti. Il basso fabbisogno energetico si allinea ai moderni principi di progettazione ad alta efficienza, mentre l'eccellente rapporto di contrasto acceso/spento assicura che l'indicatore sia chiaramente distinguibile tra lo stato attivo e quello inattivo. L'ampio angolo di visione è un vantaggio significativo per le applicazioni in cui l'indicatore può essere visto da varie posizioni, non solo frontalmente. L'affidabilità intrinseca allo stato solido della tecnologia LED significa che il dispositivo offre una lunga vita operativa, resistenza a urti e vibrazioni e prestazioni costanti nel tempo. I mercati principali includono pannelli di controllo industriali, strumentazione, elettronica di consumo, illuminazione interna automobilistica e qualsiasi applicazione che richieda una luce indicatrice robusta, affidabile e luminosa.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Una comprensione approfondita delle specifiche del dispositivo è essenziale per una corretta integrazione nel progetto del circuito. I parametri definiscono i limiti operativi e le prestazioni attese in condizioni specifiche.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non sono destinati al funzionamento normale.

• Dissipazione di Potenza per Chip:75 mW. Questa è la massima quantità di potenza che può essere dissipata come calore da ciascun singolo chip LED all'interno del package senza causare degrado.
• Corrente Diretta di Picco per Chip:100 mA. Questa è la massima corrente diretta istantanea consentita, ma solo in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. Superare questo valore, anche brevemente, può causare un guasto catastrofico.
• Corrente Diretta Continua per Chip:25 mA a 25°C. Questa è la corrente massima raccomandata per il funzionamento continuo in CC. Un fattore di derating di 0,33 mA/°C viene applicato per temperature ambiente (Ta) superiori a 25°C. Ad esempio, a 50°C, la corrente continua massima sarebbe circa 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA.
• Tensione Inversa per Chip:5 V. Applicare una tensione di polarizzazione inversa superiore a questo valore può portare alla rottura della giunzione PN del LED.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento e Stoccaggio:-35°C a +85°C. Il dispositivo può funzionare ed essere stoccato all'interno di questo intervallo di temperatura ambiente.
• Temperatura di Saldatura:Massimo 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata a 1,6 mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio. Questo è critico per i processi di saldatura a onda o rifusione per prevenire danni al package.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche (a Ta=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test specificate, che forniscono il comportamento atteso durante il funzionamento normale.

• Intensità Luminosa Media (Iv):Minimo 43 mcd, Tipico 109 mcd a una corrente diretta (IF) di 10 mA. Questo parametro è categorizzato, il che significa che i dispositivi vengono suddivisi in lotti in base alla loro emissione luminosa misurata. Viene misurato utilizzando un sensore e un filtro che simulano la risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE).
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp):595 nm (nanometri) a IF=20 mA. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la potenza ottica in uscita è al massimo.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):15 nm a IF=20 mA. Questo indica la purezza spettrale o la diffusione delle lunghezze d'onda della luce emessa. Un valore più piccolo indica una luce più monocromatica (colore puro).
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):592 nm a IF=20 mA. Questa è la singola lunghezza d'onda che meglio rappresenta il colore percepito dall'occhio umano, che per questo dispositivo è nella regione ambrato-gialla.
• Tensione Diretta (VF):Minimo 2,05 V, Tipico 2,6 V a IF=20 mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente specificata. È cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 100 µA a una tensione inversa (VR) di 5 V. Questa è la piccola corrente di dispersione che scorre quando il dispositivo è polarizzato inversamente al suo valore massimo.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica dichiara esplicitamente che l'intensità luminosa è "categorizzata". Questo si riferisce a una pratica comune del settore nota come binning. Durante la produzione, ci sono variazioni naturali nelle prestazioni dei dispositivi a semiconduttore. Per garantire la coerenza per l'utente finale, i LED vengono testati dopo la produzione e suddivisi in diversi gruppi, o "bin", in base a parametri chiave. Per l'LTL-6201KY, il parametro principale per il binning èIntensità Luminosa (Iv). La scheda tecnica fornisce un intervallo (43-109 mcd a 10mA), ma in produzione, i dispositivi verrebbero raggruppati in sotto-intervalli più stretti (es. 43-55 mcd, 56-70 mcd, ecc.). Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con un livello di luminosità noto e coerente per la loro applicazione, il che è vitale per prodotti che richiedono un aspetto uniforme tra più indicatori. Sebbene non dettagliato esplicitamente in questa breve scheda tecnica, altri parametri comuni di binning per LED colorati possono includere la tensione diretta (VF) e la lunghezza d'onda dominante (λd) per garantire la coerenza del colore.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene l'estratto della scheda tecnica fornito menzioni "Curve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche", i grafici specifici non sono inclusi nel testo. Tipicamente, tali curve per un LED come l'LTL-6201KY includerebbero:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Questa curva non lineare mostra la relazione tra la corrente che scorre attraverso il LED e la tensione ai suoi capi. È essenziale per progettare il circuito di pilotaggio, poiché una piccola variazione di tensione può causare una grande variazione di corrente.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Questo grafico mostra come l'emissione luminosa aumenti con l'aumentare della corrente di pilotaggio. È tipicamente lineare in un certo intervallo ma satura a correnti più elevate, e una corrente eccessiva porta a un calo di efficienza e a un invecchiamento accelerato.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Questa curva dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione del LED. Temperature più elevate generalmente riducono l'emissione luminosa e possono spostare leggermente la lunghezza d'onda.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra l'intensità relativa della luce emessa attraverso lo spettro delle lunghezze d'onda, centrato attorno alla lunghezza d'onda di picco di 595nm con una larghezza a mezza altezza definita.

I progettisti devono consultare la scheda tecnica completa con questi grafici per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard (correnti, temperature diverse) e per ottimizzare prestazioni e affidabilità.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

5.1 Dimensioni del Package e Disegno

Il dispositivo utilizza un package rettangolare dual-in-line. Il disegno dimensionale fornisce misure critiche per il layout del PCB (Circuito Stampato), inclusi la lunghezza, larghezza e altezza complessive del package, la spaziatura tra i pin (passo), il diametro dei pin e la posizione della finestra di emissione luminosa. La nota specifica che tutte le dimensioni sono in millimetri, con una tolleranza standard di ±0,25 mm (0,01 pollici) salvo diversa indicazione. Il rispetto accurato di queste dimensioni è necessario per un corretto alloggiamento nei fori del pannello e sul PCB.

5.2 Connessione dei Pin e Identificazione della Polarità

L'LTL-6201KY ha 8 pin. Il pinout è il seguente: 1-Catodo A, 2-Anodo A, 3-Anodo B, 4-Catodo B, 5-Catodo D, 6-Anodo D, 7-Anodo C, 8-Catodo C. Questa configurazione suggerisce che la barra rettangolare contenga più chip LED (probabilmente quattro, etichettati A, B, C, D) disposti in un circuito specifico. Lo schema circuitale interno, sebbene non dettagliato qui, mostrerebbe come questi anodi e catodi sono collegati internamente. La polarità corretta è fondamentale; collegare un LED in polarizzazione inversa impedirà l'accensione e, se si supera la tensione inversa nominale, può distruggere il dispositivo. Il package probabilmente ha un marcatore fisico (una tacca, un punto o un bordo smussato) per identificare il Pin 1.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La sezione dei valori massimi assoluti fornisce il parametro chiave per la saldatura: la temperatura del corpo non deve superare i 260°C per più di 3 secondi. Questo è un valore standard per molti componenti through-hole. Per la saldatura a onda, la velocità del nastro trasportatore e la temperatura di preriscaldamento devono essere controllate per rispettare questo limite. Per la saldatura manuale, dovrebbe essere utilizzato un saldatore a temperatura controllata e il tempo di contatto con il pin dovrebbe essere minimizzato. Si consiglia di saldare non più vicino di 1,6 mm dal corpo in plastica per prevenire danni termici. Dopo la saldatura, il dispositivo dovrebbe essere lasciato raffreddare naturalmente. Dovrebbero essere seguite le corrette procedure di gestione ESD (Scarica Elettrostatica) durante tutte le fasi di assemblaggio per prevenire danni alla sensibile giunzione del semiconduttore.

7. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progettazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

• Pannelli di Controllo Industriali:Indicatori di stato per macchinari, accensione/spegnimento, allarmi di guasto e selezione della modalità.
• Strumentazione:Retroilluminazione per interruttori, scale e quadranti su apparecchiature di test.
• Elettronica di Consumo:Indicatori di alimentazione, luci di stato funzione (es. registra, play, muto) su apparecchiature audio/video.
• Interni Automobilistici:Illuminazione per interruttori del cruscotto, indicatori del cambio marcia o illuminazione generale dell'abitacolo (dove colore e luminosità sono adatti).
• Retroilluminazione per etichette incise o stampate sui pannelli frontali, fornendo un aspetto professionale e uniformemente illuminato.7.2 Considerazioni di Progettazione Critiche

Limitazione della Corrente:

• Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Una resistenza di limitazione della corrente in serie è obbligatoria quando si pilota da una sorgente di tensione per impostare il punto di lavoro (es. 10mA o 20mA come da scheda tecnica) e prevenire la fuga termica. Il valore della resistenza si calcola usando la Legge di Ohm: R = (V_sorgente - VF_LED) / I_desiderata.Gestione Termica:
• Sebbene a bassa potenza, la curva di derating per la corrente continua deve essere rispettata. In ambienti ad alta temperatura ambiente o spazi chiusi, la corrente effettiva deve essere ridotta per evitare di superare i limiti di temperatura di giunzione, che influenzano l'emissione luminosa e la durata.Angolo di Visione:
• L'ampio angolo di visione è vantaggioso ma deve essere considerato nel design meccanico. La luce potrebbe diffondersi in aree adiacenti, il che potrebbe essere desiderabile o richiedere guide luminose/parasole per il controllo.Binning per la Coerenza:
• Per applicazioni con più indicatori, si consiglia di specificare un bin di intensità luminosa stretto al fornitore per garantire una luminosità uniforme su tutto il prodotto.8. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il principale elemento di differenziazione dell'LTL-6201KY è l'uso della tecnologia

AlInGaPper la luce ambrato-gialla. Rispetto a tecnologie più datate come i LED standard in GaAsP (Fosfuro di Arseniuro di Gallio), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, il che significa più luce emessa per la stessa potenza elettrica in ingresso. Fornisce anche una migliore stabilità del colore in funzione della temperatura e della durata, e un colore più saturo e puro grazie alla sua larghezza spettrale a mezza altezza più stretta. Il fattore di forma a barra rettangolare con ampia area di emissione e il confezionamento DIP lo distinguono dai LED più piccoli a sorgente puntiforme (come i LED rotondi da 3mm o 5mm) e dalle alternative SMD (Surface-Mount Device), offrendo una gestione più semplice per l'assemblaggio through-hole e una potenzialmente migliore dissipazione del calore tramite i suoi terminali più lunghi.9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 30mA per una maggiore luminosità?

R: La corrente continua massima nominale è di 25mA a 25°C. Operare a 30mA supera questa specifica, il che aumenterà la temperatura di giunzione, ridurrà l'efficienza e accorcerà significativamente la durata del dispositivo. Non è raccomandato.

D: La tensione diretta è elencata come "2,05V min, 2,6V tip." Quale valore devo usare per il calcolo del mio circuito?

R: Per un progetto robusto, utilizza il valore tipico massimo (2,6V) per garantire un margine di tensione sufficiente. Se usi il minimo (2,05V) e ottieni un dispositivo con una VF più alta, il tuo circuito potrebbe non fornire corrente sufficiente per raggiungere la luminosità desiderata.

D: Cosa significa "categorizzato per l'emissione luminosa" per il mio ordine?

R: Significa che puoi richiedere dispositivi da un intervallo di luminosità specifico (bin). Se la tua applicazione richiede una luminosità coerente tra più unità, dovresti consultare il documento dettagliato di binning del fornitore e specificare il codice bin Iv desiderato al momento dell'ordine.

D: Posso collegare in serie i quattro chip LED interni?

R: È necessario lo schema circuitale interno per confermare. Il pinout dato suggerisce anodi e catodi indipendenti per i chip A, B, C, D. Questo tipicamente consente un controllo individuale o un cablaggio in varie combinazioni serie/parallelo, ma la configurazione deve essere verificata rispetto allo schema per evitare cortocircuiti.

10. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un pannello di stato per un router di rete con quattro luci indicatrici (Alimentazione, Internet, Wi-Fi, Ethernet).

L'LTL-6201KY è stato selezionato per la sua luce ambrata luminosa e uniforme e l'ampio angolo di visione. Sul PCB è disponibile una linea di alimentazione a 5V. Puntando a una corrente diretta di 15mA (un compromesso tra luminosità e consumo energetico) e utilizzando una VF tipica di 2,4V, il valore della resistenza di limitazione della corrente viene calcolato: R = (5V - 2,4V) / 0,015A = 173,3 Ohm. Viene scelta una resistenza standard da 180 Ohm. Vengono costruiti quattro circuiti identici, uno per ciascun LED. I LED sono montati dietro un pannello frontale con legende incise al laser. Poiché i LED sono binnati per intensità coerente, tutti e quattro gli indicatori appaiono ugualmente luminosi all'utente. L'ampio angolo di visione garantisce che lo stato sia visibile anche quando il router è posizionato su uno scaffale basso.

11. Introduzione al Principio Tecnologico

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso un processo chiamato elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione PN del materiale semiconduttore (in questo caso, AlInGaP), gli elettroni dalla regione di tipo N si ricombinano con le lacune della regione di tipo P nella zona di svuotamento. Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (particelle di luce). La specifica lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap energetico del materiale semiconduttore. L'AlInGaP ha un bandgap che corrisponde alla luce nelle parti rossa, arancione, ambra e gialla dello spettro visibile. L'uso di un substrato trasparente di GaAs consente a una maggiore quantità della luce generata di fuoriuscire dal chip, migliorando l'efficienza complessiva di estrazione della luce rispetto ai substrati assorbenti.

12. Tendenze di Sviluppo Tecnologico

La tendenza nella tecnologia degli LED indicatori continua verso una maggiore efficienza, una maggiore affidabilità e un confezionamento più compatto. Sebbene i package DIP through-hole come l'LTL-6201KY rimangano rilevanti per alcune applicazioni che richiedono una gestione di potenza elevata o facilità di assemblaggio manuale, il settore si è in gran parte spostato verso i package SMD (Surface-Mount Device) (es. 0603, 0805, PLCC) per l'assemblaggio automatizzato dei PCB, risparmiando spazio e costi. Per i LED colorati, la tecnologia AlInGaP per il rosso-ambra-giallo e l'InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per il blu-verde-bianco sono diventate dominanti grazie alle loro prestazioni superiori. Gli sviluppi futuri potrebbero concentrarsi su un'efficienza ancora più elevata (più lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica per i LED bianchi e l'integrazione dell'elettronica di controllo (come i driver a corrente costante) all'interno del package LED stesso ("LED intelligenti"). Tuttavia, i principi fondamentali di affidabilità, specifiche chiare nelle schede tecniche e una corretta progettazione termica ed elettrica rimangono costanti e critici per un'implementazione di successo.

The trend in indicator LED technology continues towards higher efficiency, greater reliability, and more compact packaging. While through-hole DIP packages like the LTL-6201KY remain relevant for certain applications requiring high power handling or ease of manual assembly, the industry has largely shifted to Surface-Mount Device (SMD) packages (e.g., 0603, 0805, PLCC) for automated PCB assembly, saving space and cost. For colored LEDs, AlInGaP technology for red-amber-yellow and InGaN (Indium Gallium Nitride) for blue-green-white have become dominant due to their superior performance. Future developments may focus on even higher efficiency (more lumens per watt), improved color rendering for white LEDs, and the integration of control electronics (like constant current drivers) within the LED package itself (\"smart LEDs\"). However, the fundamental principles of reliability, clear datasheet specifications, and proper thermal and electrical design remain constant and critical for successful implementation.