Scheda Tecnica LED Verde T1-3/4 - Diametro 5mm - Tensione Diretta 4.0V - Dissipazione 123mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di un LED verde ad alta efficienza e basso consumo, progettato per il montaggio through-hole. Il dispositivo utilizza la tecnologia InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre una luce verde nitida. I suoi principali vantaggi includono la compatibilità con i circuiti integrati grazie ai bassi requisiti di corrente e opzioni di montaggio versatili su circuiti stampati o pannelli. Il popolare diametro del package T-1 3/4 (circa 5mm) lo rende un componente standard adatto per un'ampia gamma di applicazioni di indicazione e illuminazione nell'elettronica di consumo, strumentazione e segnalazione generica.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è valutato per funzionare entro limiti ambientali ed elettrici rigorosi per garantire l'affidabilità e prevenire danni. La massima dissipazione di potenza è di 123 mW ad una temperatura ambiente (T_A) di 25°C. La corrente diretta continua non deve superare i 30 mA. Per il funzionamento in impulsi, è consentita una corrente diretta di picco di 100 mA in condizioni specifiche: un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 0,1 ms. L'intervallo di temperatura di funzionamento è compreso tra -25°C e +80°C, mentre l'intervallo di temperatura di stoccaggio si estende da -30°C a +100°C. Durante la saldatura, i terminali possono resistere a 260°C per un massimo di 5 secondi, a condizione che il punto di saldatura sia ad almeno 1,6mm (0,063 pollici) dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

I parametri di prestazione chiave sono misurati a T_A=25°C. L'intensità luminosa (I_V) ha un valore tipico di 8000 millicandele (mcd) ad una corrente diretta (I_F) di 20 mA, con un minimo di 2500 mcd e un massimo di 18800 mcd. Una tolleranza di ±15% si applica al valore garantito di intensità luminosa. L'angolo di visione (2θ_1/2), definito come l'angolo fuori asse in cui l'intensità scende alla metà del valore assiale, è di 20 gradi. La lunghezza d'onda dominante (λ_d) è di 525 nm, collocandola nello spettro verde, con una semilarghezza della linea spettrale (Δλ) di 35 nm. La tensione diretta (V_F) è tipicamente di 4,0V con un massimo di 4,0V a I_F=20mA. La corrente inversa (I_R) è al massimo di 100 μA quando viene applicata una tensione inversa (V_R) di 5V. È fondamentale notare che il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questa condizione di test è solo per la caratterizzazione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

L'emissione luminosa dei LED è classificata in bin per garantire la coerenza nelle applicazioni. Il codice bin, stampato su ogni sacchetto di imballaggio, categorizza l'intensità luminosa minima e massima a 20mA. I bin vanno da T2 (2500-3390 mcd) a W2 (14110-18800 mcd). Ogni limite di bin ha una tolleranza di ±15%. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare LED con il livello di luminosità richiesto per la loro applicazione specifica, garantendo uniformità visiva quando più LED sono utilizzati insieme.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene dati grafici specifici siano referenziati nel documento (Curve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche a pagina 4), l'analisi standard per tali componenti includerebbe la curva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (I-V), che mostra la relazione esponenziale e aiuta nella progettazione dei circuiti limitatori di corrente. La curva Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta mostra tipicamente una relazione quasi-lineare entro l'intervallo di funzionamento. La curva Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente è cruciale per comprendere la degradazione dell'output a temperature più elevate. La curva di distribuzione spettrale sarebbe centrata attorno alla lunghezza d'onda dominante di 525 nm con la semilarghezza specificata di 35 nm.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

Il LED presenta un package rotondo standard T-1 3/4 con lente trasparente acqua. Note dimensionali chiave includono: tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici), con una tolleranza generale di ±0,25mm (0,010") salvo diversa indicazione. La massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1,0mm (0,04"). La spaziatura dei terminali è misurata nel punto in cui i terminali emergono dal corpo del package. Una corretta manipolazione meccanica è essenziale; i terminali devono essere sagomati in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED prima della saldatura e a temperatura normale per evitare stress interni.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per la longevità del LED. Durante la saldatura, deve essere mantenuta una distanza minima di 2mm tra la base della lente e il punto di saldatura. Bisogna evitare di immergere la lente nella lega di saldatura. Non riposizionare il LED dopo la saldatura. Evitare di applicare stress al telaio dei terminali, specialmente quando è caldo. Per la saldatura manuale, utilizzare un saldatore a una temperatura massima di 300°C per non più di 3 secondi (una sola volta). Per la saldatura a onda, preriscaldare ad un massimo di 100°C per un massimo di 60 secondi, con l'onda di saldatura ad un massimo di 260°C per un massimo di 5 secondi. Il riflusso a infrarossi (IR) non è adatto per questo prodotto LED through-hole. Temperature o tempi eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

La configurazione standard di imballaggio è la seguente: 500 o 250 pezzi per sacchetto anti-statico. Dieci sacchetti di imballaggio sono posti in una scatola interna, per un totale di 5000 pezzi. Otto scatole interne sono imballate in una scatola di spedizione esterna, risultando in 40.000 pezzi per scatola esterna. Si nota che in ogni lotto di spedizione, solo la confezione finale potrebbe non essere una confezione completa.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è destinato a normali apparecchiature elettroniche, inclusi dispositivi per l'automazione d'ufficio, apparecchiature di comunicazione ed elettrodomestici. La sua alta efficienza e basso consumo lo rendono ideale per indicatori di stato, retroilluminazione e illuminazione di pannelli dove è richiesto un segnale verde nitido.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, si raccomanda vivamente di utilizzare una resistenza limitatrice di corrente individuale in serie con ciascun LED (Modello di Circuito A). Non è consigliato utilizzare una singola resistenza per più LED in parallelo (Modello di Circuito B), poiché lievi variazioni nelle caratteristiche della tensione diretta (V_F) tra i singoli LED causeranno differenze significative nella ripartizione della corrente e, di conseguenza, nella luminosità percepita.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto alle tecnologie più vecchie come i LED verdi al GaP (Fosfuro di Gallio), questo dispositivo basato su InGaN offre un'intensità luminosa significativamente più alta (migliaia di mcd contro centinaia di mcd) e un colore verde più saturo e puro (lunghezza d'onda dominante 525 nm). L'angolo di visione di 20 gradi fornisce un fascio più focalizzato rispetto ai LED ad ampio angolo, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono luce diretta. Il basso requisito di corrente (20mA per il funzionamento tipico) mantiene la compatibilità con le uscite comuni a livello logico di microcontrollori e IC driver.

10. Domande Frequenti (FAQ)

D: Posso pilotare questo LED direttamente da un'alimentazione a 5V?

R: No. Con una tensione diretta tipica di 4,0V, collegarlo direttamente a 5V causerebbe un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente distruggendo il LED. È necessario utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Il valore della resistenza può essere calcolato come R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Per un'alimentazione a 5V e una corrente target di 20mA: R = (5V - 4,0V) / 0,020A = 50 Ohm. Una resistenza standard da 51 Ohm sarebbe adatta.

D: Perché la specifica della corrente inversa è importante se il LED non è per il funzionamento inverso?

R: La specifica I_Rindica la qualità della giunzione del semiconduttore. Un'elevata corrente inversa può essere un segno di danno o difetto di fabbricazione. Inoltre, nei progetti di circuito in cui potrebbero verificarsi transitori di tensione inversa (ad esempio, da carichi induttivi), la comprensione di questo parametro aiuta a progettare circuiti di protezione come diodi in parallelo per limitare la tensione inversa.

D: Cosa significa la descrizione della lente "Trasparente Acqua"?

R: "Trasparente Acqua" si riferisce a una lente non diffusa, trasparente. Non contiene particelle diffusanti. Ciò si traduce nella massima emissione luminosa possibile dal package ma produce un pattern di fascio più focalizzato (come si vede nell'angolo di visione di 20 gradi) rispetto a una lente diffusa o opalina che distribuisce la luce in modo più uniforme su un angolo più ampio.

11. Casi d'Uso Pratici

Caso 1: Pannello di Stato Multi-LED:Un pannello di controllo richiede dieci indicatori di stato verdi. Per garantire una luminosità uniforme, ogni LED è pilotato da un pin di uscita separato di un microcontrollore tramite una resistenza in serie da 51 ohm (per un'alimentazione MCU a 5V). Lo stretto angolo di visione di 20 gradi garantisce che la luce sia chiaramente visibile dalla parte anteriore del pannello senza eccessivo abbagliamento laterale.

Caso 2: Indicatore di Bassa Batteria:In un dispositivo portatile, questo LED, pilotato da un circuito comparatore, fornisce una luce verde brillante e attira l'attenzione per indicare lo stato normale della batteria. La sua alta efficienza minimizza il consumo della batteria stessa.

12. Principio Operativo

La luce è prodotta attraverso un processo chiamato elettroluminescenza all'interno del materiale semiconduttore InGaN. Quando una tensione diretta che supera la soglia di accensione del dispositivo viene applicata tra anodo e catodo, gli elettroni vengono iniettati dalla regione di tipo n e le lacune dalla regione di tipo p nella regione attiva. Quando elettroni e lacune si ricombinano in questa regione attiva, l'energia viene rilasciata sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega di Nitruro di Indio e Gallio determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, verde a 525 nm.

13. Tendenze Tecnologiche

L'uso di materiali InGaN per LED verdi rappresenta un progresso significativo rispetto alle tecnologie più vecchie, offrendo maggiore efficienza e luminosità. La tendenza del settore continua verso l'aumento dell'efficienza luminosa (lumen per watt) e il miglioramento della coerenza del colore (binning più stretto). Per i componenti through-hole, c'è una generale tendenza di mercato verso i package per dispositivi a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato, ma i LED through-hole rimangono vitali per la prototipazione, l'uso didattico, la riparazione e le applicazioni che richiedono una maggiore robustezza meccanica o dissipazione del calore tramite i terminali. I progressi nel packaging si concentrano anche sul miglioramento della gestione termica per mantenere l'emissione luminosa e la longevità a correnti operative e temperature ambiente più elevate.