Scheda Tecnica LED Verde LTL816GE3T - Package T-1 - 2.6V - 52mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTL816GE3T è un diodo emettitore di luce (LED) verde progettato per il montaggio a foro passante su circuiti stampati (PCB). Appartiene alla popolare famiglia di package T-1, offrendo un fattore di forma standard compatibile con un'ampia gamma di applicazioni che richiedono indicazione di stato o illuminazione.

1.1 Vantaggi Principali

Questo LED offre diversi vantaggi chiave per i progettisti. Presenta un basso consumo energetico e un'elevata efficienza luminosa, rendendolo adatto per applicazioni sensibili all'energia. Il dispositivo è realizzato con materiali privi di piombo ed è pienamente conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose). La sua tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) combinata con una lente trasparente verde produce un'emissione di luce verde nitida e brillante.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Il LTL816GE3T è progettato per la flessibilità in più settori industriali. Le sue applicazioni principali includono indicatori di stato e retroilluminazione in apparecchiature di comunicazione, computer, elettronica di consumo, elettrodomestici e vari sistemi di controllo industriale. Il package T-1 standard garantisce una facile integrazione nei progetti e nei processi produttivi esistenti.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Comprendere le caratteristiche elettriche e ottiche è cruciale per una progettazione circuitale affidabile e la previsione delle prestazioni.

2.1 Valori Assoluti Massimi (Absolute Maximum Ratings)

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono specificati a una temperatura ambiente (TA) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 52 mW. Questa è la potenza totale che il dispositivo può dissipare in sicurezza sotto forma di calore.
• Corrente Diretta in Continua (IF):20 mA continua. Superare questa corrente può causare surriscaldamento e rapido degrado.
• Corrente Diretta di Picco:Massimo 60 mA, ma solo in condizioni pulsate (duty cycle ≤ 1/10, larghezza impulso ≤ 10 μs). Questo è utile per brevi lampi ad alta intensità.
• Derating:La massima corrente diretta in continua deve essere ridotta linearmente di 0,27 mA per ogni grado Celsius sopra i 30°C. Ad esempio, a 85°C, la massima corrente continua ammissibile è significativamente inferiore a 20 mA.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:Da -40°C a +85°C. Il dispositivo è classificato per funzionare in ambienti ostili.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:260°C per un massimo di 5 secondi, misurata a una distanza di 1,6mm (0,063") dal corpo del LED. Questo è critico per i processi di saldatura a onda o manuale.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati a TA=25°C e una corrente diretta (IF) di 10 mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (Iv):Varia da un minimo di 12,6 mcd a un valore tipico di 29 mcd, con un massimo di 110 mcd. L'intensità effettiva è classificata (vedi Sezione 4). La misurazione utilizza un sensore/filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE. Una tolleranza di test di ±15% è applicata al valore garantito di Iv.
• Angolo di Visione (2θ1/2):35 gradi (tipico). Questo è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale (sull'asse). Definisce l'ampiezza del fascio del LED.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP):568 nm (tipico). Questa è la lunghezza d'onda nel punto più alto dello spettro di luce emessa.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):Varia da 563 nm a 573 nm (vedi Tabella di Classificazione). Questo valore è derivato dal diagramma di cromaticità CIE e rappresenta il colore percepito della luce.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):30 nm (tipico). Questo indica la purezza spettrale; un valore più piccolo significa una luce più monocromatica.
• Tensione Diretta (VF):Da 2,1V (minimo) a 2,6V (tipico) a 10 mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED durante il funzionamento.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 10 μA a una tensione inversa (VR) di 5V.Importante:Questo dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questo parametro è solo a scopo di test.

3. Specifiche del Sistema di Classificazione (Binning)

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in classi (bin). Il LTL816GE3T utilizza un sistema di classificazione bidimensionale.

3.1 Classificazione dell'Intensità Luminosa

I LED sono classificati in base alla loro intensità luminosa misurata a 10 mA. I codici di classe e i loro intervalli sono i seguenti (tolleranza su ciascun limite di classe ±15%):

• O1:60,0 - 110 mcd
• N1:40,0 - 60,0 mcd
• N2:29,0 - 40,0 mcd
• N3:19,0 - 29,0 mcd
• N4:12,6 - 19,0 mcd

Il codice di classificazione Iv è stampato su ogni sacchetto di imballaggio per la tracciabilità.

3.2 Classificazione della Lunghezza d'Onda Dominante

I LED sono anche suddivisi per lunghezza d'onda dominante per controllare la precisa tonalità di verde. I codici di classe e gli intervalli sono i seguenti (tolleranza su ciascun limite di classe ±1 nm):

• YG:571,0 - 573,0 nm
• PG:569,0 - 571,0 nm
• GG:567,0 - 569,0 nm
• GG1:565,0 - 567,0 nm
• GG2:563,0 - 565,0 nm

4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

4.1 Dimensioni di Contorno

Il LED è conforme al package radiale a foro passante standard T-1 (3mm). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (pollici forniti nel disegno originale).
• Si applica una tolleranza standard di ±0,25mm (.010") salvo diversa specifica.
• La resina sotto la flangia può sporgere fino a un massimo di 1,0mm (.04").
• La distanza tra i terminali è misurata dove i terminali fuoriescono dal corpo del package.
• Il terminale anodo (positivo) è tipicamente quello più lungo, una pratica comune del settore per l'identificazione della polarità.

4.2 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per la movimentazione automatizzata e la spedizione all'ingrosso:

• Unità Base:500, 200 o 100 pezzi per sacchetto anti-statico.
• Scatola Interna:Contiene 10 sacchetti, per un totale di 5.000 pezzi (utilizzando sacchetti da 500 pezzi).
• Scatola Esterna:Contiene 8 scatole interne, per un totale di 40.000 pezzi per scatola esterna.
• Una nota specifica che in ogni lotto di spedizione, solo l'ultimo imballo potrebbe non essere completo.

5. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è essenziale per prevenire danni e garantire l'affidabilità a lungo termine.

5.1 Conservazione e Pulizia

I LED devono essere conservati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Se rimossi dall'imballaggio originale, devono essere utilizzati entro tre mesi. Per una conservazione più lunga, utilizzare un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. La pulizia, se necessaria, deve essere effettuata con solventi a base alcolica come l'alcol isopropilico.

5.2 Formatura dei Terminali e Montaggio su PCB

I terminali devono essere piegati in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. La base del telaio dei terminali non deve essere utilizzata come fulcro. Tutta la formatura deve essere effettuata a temperatura ambiente eprimadella saldatura. Durante l'inserimento nel PCB, utilizzare la forza di serraggio minima necessaria per evitare stress meccanici sul package.

5.3 Processo di Saldatura

Deve essere mantenuta una distanza minima di 1,6mm dalla base della lente al punto di saldatura. Evitare di immergere la lente nella lega di saldatura. Non applicare stress ai terminali durante la saldatura mentre il LED è caldo.

Condizioni di Saldatura Consigliate:

• Saldatore a Stagno:Temperatura max 350°C. Tempo: max 3 secondi (una sola volta). Posizione: Non più vicino di 1,6mm dalla base della lente.
• Saldatura a Onda:Preriscaldamento: max 100°C per max 60 secondi. Onda di Saldatura: max 260°C. Tempo di Saldatura: max 5 secondi. Posizione di Immersione: Non più basso di 1,6mm dalla base della lente.

Avvertenza Critica:Temperatura o tempo eccessivi possono deformare la lente o causare guasti catastrofici. La saldatura a rifusione a infrarossi (IR) ènon adattaper questo prodotto LED a foro passante.

6. Progettazione Applicativa e Metodo di Pilotaggio

6.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

Un LED è un dispositivo pilotato a corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando più LED sono utilizzati in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED individuale (Circuito A). Questo compensa le lievi variazioni nella caratteristica della tensione diretta (Vf) tra i singoli LED. L'uso di una singola resistenza per più LED in parallelo (Circuito B) non è raccomandato, poiché le differenze in Vf causeranno una significativa variazione di luminosità tra i LED.

6.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

L'elettricità statica può danneggiare la giunzione del semiconduttore. Per prevenire danni da ESD:

• Gli operatori devono utilizzare braccialetti conduttivi o guanti anti-statici.
• Tutte le apparecchiature, i banchi di lavoro e gli scaffali di stoccaggio devono essere correttamente messi a terra.
• Utilizzare un soffiatore ionico per neutralizzare la carica statica che può accumularsi sulla superficie della lente in plastica a causa dell'attrito.
• Assicurarsi che il personale che opera in aree protette da scariche statiche sia adeguatamente formato e certificato ESD.

7. Curve di Prestazione e Analisi

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per un'analisi di progettazione dettagliata. Queste curve rappresentano graficamente la relazione tra parametri chiave in condizioni variabili.

7.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva mostra la relazione non lineare tra la corrente che attraversa il LED e la tensione ai suoi capi. È cruciale per selezionare il valore appropriato della resistenza in serie per ottenere la corrente di funzionamento desiderata da una data tensione di alimentazione. La curva mostrerà la tipica tensione di "ginocchio" intorno a 2V, dopo la quale la corrente aumenta rapidamente con un piccolo aumento di tensione.

7.2 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente di pilotaggio. È generalmente lineare in un certo intervallo ma satura a correnti più elevate a causa degli effetti termici e del calo di efficienza. Questo aiuta i progettisti a bilanciare i requisiti di luminosità con il consumo energetico e la generazione di calore.

7.3 Distribuzione Spettrale

Il grafico della distribuzione spettrale mostra l'intensità relativa della luce emessa a diverse lunghezze d'onda. Per questo LED verde AlInGaP, mostrerà tipicamente un picco stretto centrato intorno a 568 nm (lunghezza d'onda di picco) con una larghezza a mezza altezza caratteristica di circa 30 nm, che definisce la purezza del colore.

8. Confronto Tecnico e Considerazioni di Progettazione

8.1 Differenziazione da Altre Tecnologie

L'uso della tecnologia AlInGaP per la luce verde offre vantaggi rispetto a tecnologie più vecchie come il Fosfuro di Gallio (GaP). I LED AlInGaP generalmente forniscono una maggiore efficienza luminosa e una migliore stabilità termica, risultando in un'emissione luminosa più brillante e più consistente nell'intervallo di temperatura di funzionamento.

8.2 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (max 52mW), la specifica di derating è critica. In applicazioni ad alta temperatura ambiente o quando si pilota alla massima corrente continua, il limite di corrente effettivo diminuisce. I progettisti devono calcolare la temperatura di giunzione effettiva in base alla temperatura ambiente, alla corrente diretta e al percorso di resistenza termica attraverso i terminali verso il PCB per garantire un funzionamento affidabile.

8.3 Progettazione Ottica nell'Applicazione

L'angolo di visione di 35 gradi fornisce un fascio ragionevolmente ampio, adatto per indicatori di stato che devono essere visibili da varie angolazioni. Per applicazioni che richiedono un fascio più focalizzato o diffuso, si possono utilizzare ottiche secondarie (lenti o light pipe) insieme al LED. La lente trasparente verde offre una buona saturazione del colore.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Posso pilotare questo LED senza una resistenza in serie?

No.La tensione diretta ha un intervallo (da 2,1V a 2,6V) ed è dipendente dalla temperatura. Collegarlo direttamente a una sorgente di tensione anche leggermente superiore alla sua Vf può causare un picco incontrollato di corrente, superando il valore assoluto massimo e distruggendo il dispositivo. Una resistenza in serie è obbligatoria per la regolazione della corrente.

9.2 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco e Dominante?

Lunghezza d'Onda di Picco (λP)è la lunghezza d'onda fisica nel punto più alto dello spettro di emissione.Lunghezza d'Onda Dominante (λd)è un valore calcolato dalla colorimetria che rappresenta il colore percepito. Per una sorgente monocromatica come questo LED verde, sono spesso vicine, ma λd è il parametro più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni.

9.3 Perché c'è una tolleranza di ±15% sull'intensità luminosa?

Questa tolleranza tiene conto delle variazioni del sistema di misurazione e delle minori variazioni di produzione. Il sistema di classificazione (N1, N2, ecc.) viene utilizzato per fornire intervalli di intensità minima e massima garantiti per la coerenza produttiva. I progettisti dovrebbero utilizzare il valore minimo della classe selezionata per i calcoli di luminosità nel caso peggiore.

9.4 Posso utilizzare questo LED per applicazioni esterne?

La scheda tecnica afferma che è adatto per segnaletica interna ed esterna. L'intervallo di temperatura di funzionamento da -40°C a +85°C supporta l'uso esterno. Tuttavia, per l'esposizione esterna a lungo termine, sono necessarie considerazioni progettuali aggiuntive, come la protezione dalle radiazioni UV (che possono degradare la lente epossidica nel tempo) e dall'ingresso di umidità, che non sono coperte in questa scheda tecnica a livello di componente.

10. Caso di Studio Pratico di Progettazione

10.1 Progettazione di un Pannello Indicatore di Stato

Si consideri un pannello di controllo che richiede dieci indicatori di stato verdi. L'alimentatore del sistema è a 5V DC. L'obiettivo è ottenere un'indicazione luminosa e uniforme.

1. Selezione della Corrente:Scegliere una corrente di pilotaggio di 10 mA, che è entro il massimo di 20 mA e fornisce una buona luminosità (tip. 29 mcd).
2. Calcolo della Resistenza:Utilizzando la Vf tipica di 2,6V a 10 mA. Valore della resistenza R = (Valimentazione - Vf) / If = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. Utilizzare il valore standard più vicino (240 Ω o 220 Ω). Potenza nominale: P = I^2 * R = (0,01)^2 * 240 = 0,024W, quindi una resistenza standard da 1/8W o 1/10W è sufficiente.
3. Topologia del Circuito:Implementareil Circuito Adella scheda tecnica: una resistenza limitatrice di corrente indipendente per ciascuno dei dieci LED, tutti collegati in parallelo al bus di 5V. Ciò garantisce una luminosità uniforme anche se la Vf dei singoli LED varia all'interno della classe.
4. Layout del PCB:Mantenere la distanza di saldatura di 1,6mm. Assicurarsi che l'anodo (terminale più lungo) sia correttamente orientato sulla serigrafia del PCB. Fornire un'adeguata area di rame per la dissipazione del calore se si opera in un ambiente ad alta temperatura.
5. Classificazione (Binning):Specificare una classe di intensità stretta (es. N2 o N1) e una specifica classe di lunghezza d'onda dominante (es. PG) nell'ordine di acquisto per garantire la coerenza visiva tra tutti e dieci gli indicatori sul pannello.

11. Principio di Funzionamento

Il LTL816GE3T funziona secondo il principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale intrinseco della giunzione, gli elettroni dallo strato di semiconduttore AlInGaP di tipo n vengono iniettati attraverso la giunzione nello strato di tipo p, e le lacune vengono iniettate nella direzione opposta. Questi portatori di carica si ricombinano nella regione attiva vicino alla giunzione. Una parte dell'energia rilasciata durante questo processo di ricombinazione viene emessa come fotoni (luce). La specifica composizione della lega di semiconduttore AlInGaP determina l'energia del bandgap, che definisce direttamente la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa - in questo caso, verde. La lente epossidica trasparente serve a proteggere il chip semiconduttore, modellare il fascio di luce in uscita e migliorare l'efficienza di estrazione della luce.

12. Tendenze Tecnologiche

I LED a foro passante come il package T-1 rimangono ampiamente utilizzati per la loro semplicità, robustezza e facilità di montaggio o riparazione manuale. Tuttavia, la tendenza più ampia del settore è verso i package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato, una maggiore densità e migliori prestazioni termiche. Per le applicazioni di indicazione, i package SMD più piccoli (es. 0603, 0402) sono sempre più comuni. In termini di materiali, la tecnologia AlInGaP per LED rossi, arancioni e gialli/verdi è matura e offre alta efficienza. Per il verde puro e il blu, l'InGaN (Nitruro di Indio Gallio) è la tecnologia dominante. I futuri sviluppi nei LED indicatori a foro passante potrebbero concentrarsi sull'ulteriore aumento dell'efficienza (lumen per watt) e sul miglioramento della coerenza e della stabilità del colore in funzione della temperatura e della durata, sebbene i principali cambiamenti architetturali siano più probabili nei package SMD di alta potenza e per illuminazione.