LTL307JGT グリーンLEDランプ データシート - T-1 3/4 パッケージ - 順方向電圧 2.4V - 消費電力 75mW - 技術文書

1. 製品概要

本資料は、スルーホール実装向けに設計された高輝度グリーンLEDランプの技術仕様を詳細に説明します。本デバイスは、AlInGaP（アルミニウムインジウムガリウムリン）半導体技術を利用して緑色光を生成します。電子機器アセンブリで広く使用されている標準サイズである、一般的なT-1 3/4径パッケージに収められています。主な設計目標は、狭い視野角を備えた信頼性が高く頑丈な光源を提供することであり、これにより軸上で見た場合の知覚輝度が高くなります。この特性は、明確で焦点の合った緑色の信号が必要とされる、様々な汎用インジケータおよび照明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解説

2.1 絶対最大定格

恒久的な損傷を防ぐため、本デバイスはこれらの限界を超えて動作させてはなりません。主要な定格には、周囲温度（T_A）25°Cにおける最大消費電力75 mWが含まれます。連続順方向電流の定格は30 mAです。パルス動作では、特定の条件下（デューティ比1/10、パルス幅0.1 ms）で、ピーク順方向電流60 mAが許容されます。デバイスは最大5 Vの逆電圧に耐えることができます。動作および保管温度範囲は-40°Cから+100°Cです。はんだ付けに関しては、リード線は本体から1.6mmの位置で測定した場合、260°Cで5秒間耐えることができます。

2.2 電気的・光学的特性

これらのパラメータはT_A=25°Cで測定され、LEDの代表的な性能を定義します。光度（I_V）は、順方向電流（I_F）20 mAにおいて代表値310 mcd、最小規定値140 mcdです。視野角（2θ_1/2）（強度が軸上値の半分に低下する全角として定義）は40度です。ピーク発光波長（λ_P）は574 nm、知覚される色を定義する主波長（λ_d）は572 nmです。スペクトル半値幅（Δλ）は11 nmです。順方向電圧（V_F）は、I_F=20mAにおいて代表値2.4 V、最大値2.4 Vです。逆電流（I_R）は、V_R=5Vにおいて最大100 µA、接合容量（C）は代表値40 pFです。

3. 性能曲線分析

データシートは、設計に不可欠な代表的な特性曲線を参照しています。これらの曲線は、提供されたテキストには表示されていませんが、通常、順方向電流と順方向電圧の関係（I-V曲線）、順方向電流に対する光度の変化、順方向電圧および光度の温度依存性、スペクトルパワー分布などを示します。これらの曲線を分析することで、設計者は異なる駆動電流や周囲温度などの非標準条件下での性能を予測し、意図したアプリケーション環境全体で安定した動作を確保することができます。

4. 機械的・パッケージ情報

LEDは標準的なT-1 3/4（約5mm）径の丸型パッケージを使用しています。主要な寸法注記として、特に断りのない限り、すべての寸法はミリメートル単位で、一般公差は±0.25mmです。フランジ下の樹脂の最大突出は1.0mmです。リード間隔は、リードがパッケージ本体から出る点で測定されます。レンズは透明で、光源色はAlInGaPチップによる緑色です。

5. はんだ付け・組立ガイドライン

信頼性のため、適切な取り扱いが重要です。リード成形では、エポキシボールベースから少なくとも3mm離れた位置で曲げを行い、ベースを支点として使用してはいけません。成形は、はんだ付け前に室温で行う必要があります。実装時には、リードをかしめることによる残留機械的ストレスを発生させないようにしてください。はんだ付けでは、はんだ付け点と樹脂本体の間に最低2mmのクリアランスを確保してください。樹脂をはんだに浸漬しないでください。推奨条件は以下の通りです：はんだごて温度最大300°C、最大3秒（1回のみ）、または、プリヒート最大100°C、最大60秒、その後、はんだウェーブ最大260°C、最大10秒のフローはんだ付け。ハウジング材料は温度に敏感であり、これらの限界を超えると溶融の原因となります。

6. アプリケーション提案

6.1 代表的なアプリケーションシナリオ

このLEDは、オフィス機器、通信機器、家電製品などの一般的な電子機器を対象としています。その高輝度と狭い視野角は、明るく焦点の合った緑色の点が必要とされる状態表示灯、パネルランプ、バックライトに適しています。

6.2 駆動回路設計

LEDは電流駆動デバイスです。駆動回路には電流制限機構が必須です。最も簡単な方法は直列抵抗を使用することです。抵抗値は、順方向電流が希望値の40%を超えないように、電源電圧の変動を考慮して選択する必要があります。データシートでは、各LEDに専用の電流制限抵抗を持つ回路（回路A）を推奨しています。個々のLED間の順方向電圧（V_f）の自然なばらつきにより、電流分配が不均一になり、結果として輝度が不均一になるため、複数のLEDを並列に接続して単一の抵抗を使用する方法（回路B）は推奨されません。

6.3 設計上の考慮事項

熱管理を考慮してください。最大消費電力は、周囲温度50°C以上で0.4 mA/°Cの割合で直線的に低下します。静電気放電（ESD）保護が重要です。取り扱い者は接地リストストラップを使用し、すべての設備は適切に接地する必要があります。使用前の保管は、30°C以下、相対湿度70%以下で行い、推奨使用期限は3ヶ月です。長期保管（最大1年）の場合は、窒素雰囲気と乾燥剤を入れた密閉容器が推奨されます。

7. 信頼性・試験

本デバイスは、業界標準に基づいていくつかの信頼性試験を受けています。耐久試験には、室温でのパルス電流による1000時間動作寿命試験が含まれます。環境試験には、-55°Cと+105°C間の温度サイクル、260°Cでの耐はんだ性、はんだ付け性試験が含まれます。これらの試験により、デバイスが製造および長期運用の厳しさに耐えられることが保証されます。

8. 注意事項・制限事項

本製品は、故障が生命や健康を危険にさらす可能性のある安全クリティカルなアプリケーション（例：航空機、自動車の主要制御、医療生命維持装置など）向けに設計されていません。そのようなアプリケーションでは、設計採用前にメーカーに相談する必要があります。仕様および製品外観は、品質向上のため予告なく変更される場合があります。ユーザーは、デバイスの表面または内部での結露を防ぐため、高湿度環境での急激な温度変化を避ける必要があります。清掃は、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤を使用して行ってください。

9. 技術原理紹介

このLEDはAlInGaP半導体材料に基づいています。p-n接合に順方向電圧が印加されると、電子と正孔が活性領域で再結合し、光子の形でエネルギーを放出します。AlInGaP合金の特定の組成がバンドギャップエネルギーを決定し、それが今度は発光の波長（色）を定義します。この場合、約572 nmの緑色光です。透明なエポキシレンズは、半導体ダイを保護し、放射パターンを40度の視野角に整形し、チップからの光取り出しを向上させる役割を果たします。

10. 技術パラメータに基づくよくある質問

Q: 5V電源で20mAの駆動電流を得るには、どの抵抗値を使用すべきですか？

A: 代表的なV_f値2.4Vを使用すると、抵抗にかかる電圧は（5V - 2.4V）= 2.6Vです。オームの法則（R = V/I）を使用すると、R = 2.6V / 0.02A = 130 Ωとなります。定格電力（P = I²R = 0.0004 * 130 = 0.052W、したがって1/8Wまたは1/10W抵抗で十分）を考慮すると、標準の130 Ωまたは120 Ω抵抗が適しています。

Q: このLEDを30mAで連続駆動できますか？

A: はい、30mAは25°Cにおける最大連続順方向電流定格です。ただし、許容電流が50°C以上で低下するため、周囲温度を考慮する必要があります。

Q: 狭い視野角が有利なのはなぜですか？

A: 狭い視野角（40°）は、光束をより小さな立体角に集中させます。これにより、正面から見た場合の軸上光度（カンデラ）が高くなり、視聴者が通常LEDの軸と一致するインジケータアプリケーションにおいて、LEDがより明るく見えるようになります。

11. 実用的な使用事例

シナリオ: マルチインジケータ状態パネルの設計制御ユニットには、電源（緑）、警告（黄）、故障（赤）の3つの独立した状態LEDが必要です。緑色の電源オンインジケータには、このLTL307JGT LEDが選択されました。設計では5Vのロジック電源を使用します。各LEDに約20mAの電流を設定するために、130 Ωの直列抵抗が選択されます。各LED-抵抗ペアは、マイクロコントローラの出力ピンによって直接駆動されます。40度の狭い視野角により、パネルの真正面にいるオペレーターにとって、中程度の照明環境下でもインジケータが明確に見えます。スルーホールパッケージにより、PCBへの確実な実装と、組立時の容易な目視検査が可能になります。