T-1 3/4 白色LEDランプ データシート - 直径5mm - 代表順電圧3.3V - 消費電力120mW - 日本語技術文書

1. 製品概要

本資料は、高効率スルーホール実装型白色LEDランプの完全な技術仕様を提供します。本デバイスは、信頼性の高い性能と容易な組立性が求められる汎用インジケータおよび照明用途向けに設計されています。一般的なT-1 3/4パッケージ径を採用しており、標準的なPCBレイアウトやパネルマウントとの互換性があります。

中核技術は、サファイア基板上に堆積されたInGaN（窒化インジウムガリウム）半導体材料に基づいており、これにより白色光の生成を実現しています。本製品はRoHS指令に準拠しており、鉛（Pb）やその他の制限有害物質を使用せずに製造されています。主な利点として、低消費電力、高発光効率、および低電流要求による集積回路との適合性が挙げられます。

1.1 対象アプリケーション

本LEDは、一般的な電子機器での使用を意図しています。典型的な応用分野には、オフィスオートメーション機器の状態表示灯、スイッチやパネルのバックライト、民生電子機器の一般照明、通信機器の信号表示灯などが含まれますが、これらに限定されません。標準的な信頼性で十分なアプリケーションに適しています。

2. 技術パラメータ詳細

LEDの性能は、特定の周囲条件（Ta=25°C）下で規定されています。これらのパラメータを理解することは、適切な回路設計と最終アプリケーションでの期待性能達成に不可欠です。

2.1 絶対最大定格

これらの定格は、デバイスに永久的な損傷が生じる可能性のある限界を定義します。これらの限界下または限界での動作は保証されておらず、信頼性のある動作のためには避けるべきです。

• 許容損失（Pd）：最大120 mW。これはパッケージが熱として安全に放散できる総電力です。
• ピーク順電流（I_FP）：最大100 mA。これは過熱を防ぐため、1/10デューティサイクル、0.1msパルス幅のパルス条件下でのみ許容されます。
• 連続順電流（I_F）：最大30 mA DC。これは連続動作における推奨最大電流です。
• 動作温度範囲（T_opr）：-30°C から +80°C。デバイスはこの周囲温度範囲内で機能します。
• 保存温度範囲（T_stg）：-40°C から +100°C。
• リードはんだ付け温度：最大260°C、5秒間（LEDボディから1.6mm (0.063")の位置で測定）。

2.2 電気的・光学的特性

これらは、標準試験条件 I_F= 20mA、T_a=25°C で測定された代表および保証性能パラメータです。

• 光度（I_v）：2500 mcd（最小）、5200 mcd（代表）、9300 mcd（最大）。光度はCIE 127規格に基づき機械軸上で測定されます。保証光度には±15%の許容差が適用されます。
• 指向角（2θ_1/2）：50度（代表）。これは光度が軸上値の半分に低下する全角です。
• 色度座標（x, y）：x=0.29（代表）、y=0.28（代表）。これらの座標はCIE 1931色度図上の白色点を定義します。
• 順電圧（V_F）：I_F=20mA時、2.7V（最小）、3.3V（代表）、3.7V（最大）。このパラメータは適切な電流制限抵抗を選択する上で重要です。
• 逆電流（I_R）：逆電圧（V_R）5V時、最大50 µA。本デバイスは逆バイアス動作用に設計されていません。

3. ビニングシステム説明

LEDは、主要な光学パラメータに基づいて選別（ビニング）され、製造ロット内の均一性を確保します。ビンコードは各包装袋に印字されています。

3.1 光度（I_v）ビニング

LEDは、20mA時の測定光度に基づいて異なるランクに分類されます。ランクは以下の通りです：T（2500-3200 mcd）、U（3200-4200 mcd）、V（4200-5500 mcd）、W（5500-7200 mcd）、X（7200-9300 mcd）。

3.2 色調（色度）ビニング

LEDは白色光の色変動を制御するため、色度座標に従ってもビニングされます。データシートには、ビンB1、B2、C1、C2、D1、D2の座標を含む色調仕様表が提供されています。色度座標の測定許容差は±0.01です。

4. 性能曲線分析

データシートには、様々な条件下でのLEDの挙動を示すいくつかの代表的な特性曲線が含まれています。これらは高度な設計検討に不可欠です。

4.1 順電圧 vs. 順電流（I-V曲線）

この曲線は、LED両端の電圧と流れる電流との非線形関係を示します。ターンオン電圧と、V_FがI_F.

と共に増加する様子を示しています。

4.2 順電流 vs. 相対光度

このグラフは、光出力が駆動電流に依存することを示しています。一般的に、光度は電流と共に増加しますが、効率低下や発熱により非常に高い電流では飽和または低下する可能性があります。

4.3 周囲温度 vs. 相対光度

この曲線は熱性能を理解する上で重要です。周囲温度が上昇するにつれて光出力が減少する様子を示しており、これは半導体ベースの光源の特性です。

4.4 指向性パターン

指向性図（または放射パターン）は、LED周囲の光強度の空間分布を視覚的に表し、50度の指向角仕様と関連しています。

4.5 スペクトルおよび色度 vs. 電流

スペクトル分布曲線は、異なる波長で放射される相対パワーを示し、白色光の色品質を定義します。順電流と色度座標の関係は、試験条件以外の電流でLEDを駆動した際に生じる可能性のある色ずれを示しています。

5. 機械的・パッケージ情報

• 本デバイスは、T-1 3/4（約5mm）レンズ径の標準ラジアルリードパッケージを使用しています。寸法：
• 主要な寸法は全てミリメートルで提供され、特に指定のない限り一般公差は±0.25mmです。リード間隔：
• リードがパッケージボディから出る位置で測定され、PCBフットプリント設計における重要なパラメータです。極性識別：
• 一般的に、長いリードがアノード（陽極）を示し、レンズフランジ上の平坦部がカソード側を示す場合もあります。具体的なマーキングはパッケージ図面で確認してください。樹脂突出：

フランジ下に最大1.0mmの樹脂が突出する場合があります。

6. はんだ付け・組立ガイドライン

損傷を防止し長期信頼性を確保するため、適切な取り扱いが不可欠です。

6.1 リード成形

リードの曲げは、LEDレンズ基部から少なくとも3mm離れた位置で行う必要があります。リードフレームの基部を支点として使用してはいけません。成形は、はんだ付け工程前に室温で行う必要があります。

6.2 はんだ付けプロセス

• レンズ基部とはんだ付け点の間には、最低2mmのクリアランスを確保する必要があります。レンズをはんだに浸漬することは避けてください。LEDが高温の間、リードに外部応力を加えてはいけません。手はんだ（はんだごて）：
• 最大温度350°C、最大3秒間（1回のみ）。フローはんだ付け：
• 最大100°Cまで最大60秒間予熱。はんだ波温度は260°Cを超えず、最大5秒間とします。IRリフロー：

このプロセスは、本スルーホール型LEDランプには適さないと明記されています。

6.3 保管・洗浄

保管時は、周囲温度30°C、相対湿度70%を超えない環境とします。元の包装から取り出したLEDは、3ヶ月以内に使用してください。長期保管の場合は、乾燥剤入り密閉容器または窒素雰囲気が推奨されます。必要に応じて、イソプロピルアルコールまたは同様のアルコール系溶剤が洗浄に適しています。

7. 包装・発注情報

• 標準包装構成は以下の通りです：
• 静電防止包装袋あたり500個。
• 内箱あたり10袋（合計5,000個）。

外装箱あたり8内箱（合計40,000個）。

品番LTW-2L3DV5Sは特定のコーディング規則に従っており、レンズタイプ（透明）、色（白）、パッケージ（T-1 3/4）、性能ビン（V5は光度/色調に関連）を示している可能性があります。

8. アプリケーション設計推奨事項

8.1 駆動回路設計_FLEDは電流駆動デバイスです。均一な輝度を確保し、特に複数のLEDを並列接続する場合の電流集中を防ぐため、各LEDに直列に専用の電流制限抵抗を使用することを強く推奨します。個別の抵抗なしでLEDを並列駆動すること（非推奨回路図に示す通り）は、個々のデバイスの順電圧（V

）の自然なばらつきにより、著しい輝度差を引き起こす可能性があります。

8.2 熱管理

スルーホール設計はリードを介した放熱を助けますが、最大許容損失120mWおよび光出力の負の温度係数を考慮する必要があります。高い周囲温度または高い駆動電流で動作すると、光出力が低下し、長期信頼性に影響を与える可能性があります。アプリケーション設計では、十分な間隔および場合によっては通風を考慮すべきです。

8.3 光学設計

50度の指向角は、比較的広いビームを提供します。集光や拡散を必要とするアプリケーションでは、二次光学部品（レンズ、導光板）を使用できます。透明レンズはそのようなアプリケーションに適しています。

9. 技術比較・考察

白熱電球のような旧来技術と比較して、本LEDははるかに優れた効率、長寿命、および低発熱を提供します。LED分野内では、本スルーホールデバイスは、手作業またはフローはんだ付け組立における簡便性と堅牢性を提供し、リフローはんだ付けを必要とし低プロファイルを提供する表面実装デバイス（SMD）LEDとは対照的です。T-1 3/4サイズは事実上の標準であり、互換性のあるソケット、ホルダー、パネル切り抜きの幅広い入手性を保証します。

10. よくある質問（FAQ）

10.1 どの抵抗値を使用すべきですか？_{抵抗値（R）はオームの法則を用いて計算します：R = (V}supply_F- V_F) / I_F。概算には代表V_F(3.3V)を使用しますが、電源電圧公差の下限でも電流が最小必要光度を下回らないようにするため、最大V_F(3.7V)を考慮してください。5V電源、目標I²R.

20mAの場合：R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85オーム。標準の82または100オーム抵抗が適切であり、定格電力P = I

10.2 マイクロコントローラのピンから直接駆動できますか？

LEDをマイクロコントローラのGPIOピンから直接駆動することは推奨されません。ほとんどのGPIOピンは電流供給/吸収能力が限られており（多くの場合絶対最大20-25mA、連続動作ではそれ以下が推奨）、限界値で使用するとマイクロコントローラに負荷がかかります。GPIOでトランジスタ（BJTまたはMOSFET）を制御し、そのトランジスタが独自の電流制限抵抗を介してLEDを駆動する方法がより良い実践です。

10.3 なぜ光出力は温度と共に減少するのですか？

これは半導体LEDの基本的な特性です。温度が上昇すると、半導体内の非放射再結合プロセスがより支配的になり、内部量子効率（電子あたりの生成光子数）が低下します。これにより、同じ駆動電流でも発光出力が低くなります。

11. 実践的設計ケーススタディシナリオ：

ブリッジ整流器とコンデンサを用いた基本的なDC変換により約150V DCを得る、家電製品用の商用電源（120V AC）駆動インジケータライトの設計。設計課題：

高電圧、および電気的絶縁と電流制限の必要性。解決策：²直列抵抗は必須です。その値は非常に高くなります：R ≈ (150V - 3.3V) / 0.020A ≈ 7335オーム（7.3 kΩ）。抵抗での消費電力はP = I²R = (0.02)

* 7335 ≈ 2.93Wとなり、非効率な大型高電力抵抗が必要です。より良い解決策は、容量性ドロッパ回路または高電圧入力用に設計された専用の高効率LEDドライバICを使用することで、効率と安全性が向上します。このケースは、LED自体は単純であっても、駆動回路はアプリケーション環境に合わせて慎重に設計する必要があることを強調しています。

12. 技術原理紹介

本白色LEDは、スペクトルの青色領域で発光するInGaN半導体チップに基づいています。白色光を生成するために、青色光の一部は、チップ上に塗布された蛍光体コーティング（通常はYAG:Ce - セリウムをドープしたイットリウム・アルミニウム・ガーネット）を使用して、より長い波長（黄色、赤）に変換されます。残りの青色光と下方変換された黄色/赤色光の混合は、人間の目には白色として知覚されます。この方法は蛍光体変換白色光として知られています。蛍光体の特定の配合が、白色光の相関色温度（CCT）および演色評価数（CRI）を決定し、これらはデータシートで指定された色度座標に関連しています。

13. 業界動向・背景