Scheda Tecnica LED Giallo LTL2V3YUJS - Lampadina a Foro Passante - Diametro 5mm - 2.1V Tip. - 20mA - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampadina LED gialla ad alta efficienza a foro passante. Il dispositivo è progettato per applicazioni di indicazione e illuminazione generiche dove sono richieste prestazioni affidabili e visibilità nitida. I suoi vantaggi principali includono un'elevata intensità luminosa, un basso consumo energetico e un pattern di luce uniforme, rendendolo adatto a un'ampia gamma di apparecchiature elettroniche.

1.1 Caratteristiche Principali e Mercato di Riferimento

Il LED è caratterizzato da una costruzione senza piombo e conforme alla direttiva RoHS. Offre un'elevata efficienza luminosa, che si traduce in un'emissione brillante con un assorbimento di corrente relativamente basso. L'angolo di visione tipico di 36 gradi garantisce una distribuzione della luce ampia e uniforme. Questo dispositivo è compatibile con circuiti integrati, il che significa che può essere pilotato direttamente da molti circuiti logici senza richiedere stadi di pilotaggio complessi. I suoi mercati principali includono l'elettronica di consumo, i pannelli di controllo industriali, l'illuminazione interna automobilistica e vari indicatori per elettrodomestici dove il montaggio a foro passante è preferito per la durata o la prototipazione.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Le sezioni seguenti forniscono un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati per il dispositivo.

2.1 Valori Massimi Assoluti

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

• Dissipazione di Potenza:Massimo 120 mW. Questa è la potenza totale (Vf * If) che il package può gestire in sicurezza.
• Corrente Diretta:50 mA in continuo, 150 mA di picco (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 1ms). Superare la corrente continua surriscalderà la giunzione del semiconduttore.
• Tensione Inversa:Massimo 5 V. I LED hanno una bassa tensione di breakdown inversa; applicare una tensione inversa superiore può causare un guasto immediato.
• Intervalli di Temperatura:Funzionamento: da -40°C a +100°C; Conservazione: da -55°C a +100°C. Il dispositivo è adatto per ambienti ostili.
• Derating:La corrente diretta continua deve essere ridotta linearmente di 0,67 mA per ogni grado Celsius sopra i 60°C di temperatura ambiente (Ta).

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici e garantiti misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Intensità Luminosa (Iv):Tipicamente 2500-4200 mcd (millicandela) a una corrente diretta (If) di 20 mA. Il codice di bin (T, U, V, W) sulla busta di imballaggio indica l'intervallo minimo e massimo garantito per un lotto specifico, con una tolleranza di ±15% sui limiti del bin.
• Angolo di Visione (2θ1/2):32-36 gradi. Questo è l'angolo totale in cui l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale di picco.
• Lunghezza d'Onda:La sorgente luminosa è AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio). La Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λP) è tipicamente 590 nm. La Lunghezza d'Onda Dominante (λd), che definisce il colore percepito, è classificata tra 584,5 nm e 592 nm (bin A, B, C). La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è tipicamente 17 nm, indicando un colore giallo relativamente puro.
• Tensione Diretta (Vf):1,8-2,5 V a If=20mA, con un valore tipico di 2,1V. Anche questo parametro è classificato (codici da 1 a 7) per aiutare nella progettazione del circuito per una luminosità uniforme in stringhe parallele.
• Corrente Inversa (Ir):Massimo 10 μA a una tensione inversa (Vr) di 5V.
• Capacità (C):Tipicamente 40 pF misurata a polarizzazione zero e 1 MHz. Questo è rilevante per applicazioni di commutazione ad alta velocità.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione e per specifiche esigenze applicative.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I codici di bin T, U, V, W categorizzano i LED in base alla loro intensità luminosa minima a 20mA. Ad esempio, il bin 'U' garantisce un'intensità tra 3200 e 4200 mcd (con una tolleranza di ±15% su questi limiti). Ciò consente ai progettisti di selezionare un grado di luminosità per la loro applicazione.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I codici di bin A, B, C ordinano i LED in base alla loro lunghezza d'onda dominante (colore). Il bin 'A' copre 584,5-587 nm (un giallo più verdognolo), 'B' copre 587-589,5 nm e 'C' copre 589,5-592 nm (un giallo più aranciato). La tolleranza per ogni limite del bin è di ±1 nm.

3.3 Binning della Tensione Diretta

I codici di bin da 1 a 7 raggruppano i LED in base alla loro caduta di tensione diretta a 20mA, con passi di 0,1V da 1,8V a 2,5V. Utilizzare LED dello stesso bin Vf in un circuito parallelo aiuta a prevenire il "current hogging", dove i LED con Vf più bassa assorbono più corrente e appaiono più luminosi o si guastano prematuramente.

4. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

4.1 Dimensioni del Package e Polarità

Il dispositivo è un package LED standard rotondo a foro passante da 5mm (T-1 3/4) con lente trasparente. Il terminale catodo è tipicamente identificato come il terminale più corto o quello adiacente a un punto piatto sul bordo della lente. I terminali emergono dal package con una spaziatura specificata e tutte le tolleranze dimensionali sono di ±0,25 mm salvo diversa indicazione. La formatura dei terminali deve essere effettuata ad almeno 3 mm dalla base della lente per evitare di danneggiare i bonding interni.

4.2 Specifiche di Imballaggio

I LED sono confezionati in buste antistatiche. Le quantità di imballaggio standard sono 1000, 500 o 250 pezzi per busta. Otto buste sono collocate in una scatola interna (totale 8000 pz) e otto scatole interne sono imballate in una scatola di spedizione esterna (totale 64.000 pz). Per i lotti di spedizione, solo la confezione finale può contenere una quantità non completa.

5. Linee Guida per Montaggio, Saldatura e Manipolazione

5.1 Conservazione e Pulizia

Per la conservazione a lungo termine al di fuori della confezione originale, i LED devono essere conservati in un ambiente non superiore a 30°C e al 70% di umidità relativa. Si consiglia di utilizzarli entro tre mesi o di conservarli in un contenitore sigillato con essiccante. La pulizia, se necessaria, deve essere effettuata con solventi a base alcolica come l'alcool isopropilico.

5.2 Processo di Saldatura

Importante:Questo è un dispositivo a foro passante e NON è adatto per processi di saldatura a rifusione a infrarossi (IR). Dovrebbero essere utilizzate solo la saldatura a onda o la saldatura manuale.

• Saldatura Manuale:La temperatura del saldatore non deve superare i 300°C e il tempo di saldatura per terminale deve essere al massimo di 3 secondi. Deve essere mantenuta una distanza minima di 2 mm tra il punto di saldatura e la base della lente del LED.
• Saldatura a Onda:La temperatura di pre-riscaldo non deve superare i 100°C per un massimo di 60 secondi. La temperatura dell'onda di saldatura deve essere al massimo di 260°C, con i terminali esposti per non più di 5 secondi.

Temperature o tempi eccessivi possono fondere la lente o causare un guasto catastrofico del die del LED.

5.3 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Sebbene non siano sensibili come alcuni circuiti integrati, i LED possono essere danneggiati dalle scariche elettrostatiche. Le precauzioni consigliate includono l'uso di braccialetti e postazioni di lavoro collegati a terra, guanti antistatici e ionizzatori per neutralizzare la carica statica sulla superficie del LED durante la manipolazione.

6. Raccomandazioni per la Progettazione Applicativa

6.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire uniformità di luminosità e longevità, devono essere pilotati con un meccanismo di limitazione della corrente. Il metodo più semplice e consigliato è utilizzare una resistenza in serie per ogni LED, come mostrato nel Modello di Circuito A nel documento sorgente. Questo compensa le variazioni della tensione diretta (Vf) tra i singoli LED. Non è consigliabile collegare più LED direttamente in parallelo (Modello di Circuito B) senza resistenze individuali, poiché le differenze di Vf causeranno una distribuzione di corrente e una luminosità non uniformi.

Il valore della resistenza in serie (R) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R = (V_alimentazione - Vf_LED) / If, dove Vf_LED è la tensione diretta del LED alla corrente desiderata (If). Utilizzare sempre la Vf massima del datasheet per un progetto conservativo che garantisca che la corrente non superi il limite anche con un LED a bassa Vf.

6.2 Considerazioni sulla Gestione Termica

Sebbene il package a foro passante dissipi calore attraverso i suoi terminali, è necessario prestare attenzione alla dissipazione di potenza e alla curva di derating. Il funzionamento ad alte temperature ambientali (sopra i 60°C) richiede la riduzione della corrente diretta continua massima come specificato. Garantire un'adeguata spaziatura sul PCB ed evitare di racchiudere il LED in uno spazio sigillato e non ventilato aiuterà a mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri.

6.3 Scenari Applicativi Tipici

• Indicatori di Stato:Indicatori di accensione, standby o guasto in elettrodomestici, apparecchiature di rete e controlli industriali.
• Illuminazione di Pannelli:Retroilluminazione per interruttori, quadranti o scritte su pannelli strumenti.
• Illuminazione Interna Automobilistica:Luci di cortesia, retroilluminazione indicatori cruscotto (soggetto a specifiche qualifiche di grado automobilistico).
• Cartellonistica e Display:Come pixel o segmenti individuali in display informativi a bassa risoluzione.

7. Curve di Prestazione e Caratteristiche

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche che sono cruciali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni non standard. Sebbene i grafici specifici non siano riprodotti nel testo, le loro implicazioni sono analizzate di seguito.

7.1 Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Curva I-V)

L'emissione luminosa (intensità luminosa) è approssimativamente proporzionale alla corrente diretta entro un certo intervallo. Tuttavia, l'efficienza può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore. La curva aiuta i progettisti a scegliere un punto di funzionamento che bilanci luminosità, efficienza e durata del dispositivo.

7.2 Tensione Diretta vs. Temperatura

La tensione diretta di un LED ha un coefficiente di temperatura negativo; diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questa è una considerazione importante per pilotaggi a tensione costante, poiché un LED più caldo assorbirà più corrente, potenzialmente portando a una fuga termica se non adeguatamente limitata in corrente.

7.3 Distribuzione Spettrale

La curva di emissione spettrale mostra l'intensità della luce emessa a ciascuna lunghezza d'onda. Conferma la lunghezza d'onda di picco e la semilarghezza spettrale, definendo la purezza del colore. Gli spostamenti di questa curva con la temperatura o la corrente di pilotaggio sono tipicamente minimi per i LED AlInGaP rispetto ad alcuni altri tipi.

8. Domande Frequenti (FAQ)

8.1 Posso pilotare questo LED direttamente da un'uscita logica a 5V o da un pin di un microcontrollore?

No, non direttamente. Un tipico pin di microcontrollore può erogare o assorbire solo 20-40mA, che è nell'intervallo del LED, ma la tensione di uscita del pin è 5V (o 3,3V). La tensione diretta del LED è solo di circa 2,1V. Collegarlo direttamente tenterebbe di far passare una corrente molto alta e incontrollata, danneggiando sia il LED che possibilmente il pin del microcontrollore. È necessario utilizzare sempre una resistenza di limitazione della corrente in serie.

8.2 Perché c'è una tolleranza di ±15% sui limiti del bin di intensità luminosa?

Questa tolleranza tiene conto delle variazioni del sistema di misurazione e delle fluttuazioni minori della produzione. Significa che un LED del bin U (3200-4200 mcd) potrebbe realisticamente misurare fino a ~2720 mcd (3200 * 0,85) o fino a ~4830 mcd (4200 * 1,15) se misurato su un sistema calibrato diverso. I progettisti dovrebbero considerare questo intervallo nei loro requisiti ottici.

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

Lunghezza d'Onda di Picco (λP)è la lunghezza d'onda alla quale la curva di distribuzione della potenza spettrale raggiunge la sua massima intensità.Lunghezza d'Onda Dominante (λD)è un valore calcolato derivato dal diagramma di cromaticità CIE; rappresenta la singola lunghezza d'onda di una luce monocromatica pura che apparirebbe dello stesso colore del LED a un osservatore umano standard. λD è più rilevante per la specifica del colore nelle applicazioni.

9. Panoramica Tecnologica e Tendenze

9.1 Principio della Tecnologia AlInGaP

Questo LED utilizza un materiale semiconduttore di Fosfuro di Alluminio Indio Gallio (AlInGaP) per la sua regione attiva. Controllando con precisione i rapporti di questi elementi durante la crescita del cristallo, il bandgap del materiale può essere ingegnerizzato per emettere luce nelle parti gialla, arancione e rossa dello spettro visibile. L'AlInGaP è noto per la sua alta efficienza quantica interna e per le buone prestazioni a temperature elevate rispetto a tecnologie più vecchie come il Fosfuro di Gallio (GaP).

9.2 Contesto Industriale ed Evoluzione

LED a foro passante come questo rappresentano una tecnologia di packaging matura e altamente affidabile. Mentre i LED a montaggio superficiale (SMD) dominano i nuovi progetti per le loro dimensioni ridotte e l'idoneità all'assemblaggio automatizzato, i LED a foro passante rimangono vitali per applicazioni che richiedono maggiore robustezza meccanica, prototipazione manuale più semplice, riparazione o situazioni in cui la dissipazione del calore attraverso i terminali è vantaggiosa. Lo sviluppo in corso si concentra sull'aumento dell'efficienza luminosa (più luce per watt) e sul miglioramento della coerenza del colore all'interno dei bin di produzione, anche per questi tipi di package consolidati.