LTL1CHKxKNN 시리즈 LED 램프 데이터시트 - T-1 3mm 패키지 - 2.0-2.4V 순방향 전압 - 30mA 연속 전류 - 하이퍼 레드부터 그린 컬러 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 LTL1CHKxKNN 시리즈 발광 다이오드(LED)의 기술 사양을 상세히 설명합니다. 이 제품군은 더 높은 수준의 발광 강도가 필요한 일반 목적 지시등 응용을 위해 설계된 표준 T-1 (3mm) 스루홀 LED 램프로 구성됩니다. 이 소자들은 적색부터 녹색까지 다양한 색상에서 고효율 가시광을 생성하는 것으로 알려진 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 성장된 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP) 재료 기술을 사용하여 제작되었습니다.

이 시리즈의 핵심 장점은 낮은 전력 소비, 높은 발광 효율, 낮은 전류 요구 사항으로 인한 집적 회로(IC) 구동 레벨과의 호환성을 포함합니다. 이 시리즈의 모든 변형은 빛을 확산시키지 않는 워터클리어 렌즈를 특징으로 하여, 선명한 표시에 적합한 더 집중적이고 강렬한 빔을 생성합니다.

이 LED의 목표 시장은 신뢰성, 가시성 및 비용 효율성이 주요 고려 사항인 상태 표시등, 패널 조명 또는 간단한 조명이 필요한 모든 전자 장치를 포괄하는 광범위합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 소자에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 신뢰할 수 있는 동작을 위해, 이러한 한계는 일시적으로도 절대 초과해서는 안 됩니다.

• 전력 소산 (Pd):시리즈의 모든 소자는 주변 온도(T_A) 25°C에서 최대 75 mW의 전력 소산을 가집니다. 이 한계를 초과하면 과열 및 파괴적 고장으로 이어질 수 있습니다.
• 순방향 전류:두 가지 전류 정격이 지정됩니다:
  • 연속 순방향 전류 (I_F):모든 색상에 대해 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류는 30 mA입니다.
  • 피크 순방향 전류:특정 조건에서 더 높은 펄스 전류가 허용됩니다. 적색 변종(하이퍼 레드, 슈퍼 레드, 레드)의 경우, 피크 전류는 1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭에서 90 mA입니다. 주황색, 노란색 및 녹색 변종의 경우, 동일한 조건에서 피크 전류는 60 mA입니다. 이 파라미터는 멀티플렉싱 또는 펄스 동작 방식에 매우 중요합니다.
• 열 감액:최대 연속 순방향 전류는 70°C 이상에서 0.4 mA/°C의 비율로 선형적으로 감액되어야 합니다. 이는 허용 가능한 연속 전류가 주변 온도가 증가함에 따라 감소한다는 것을 의미하며, 고온 환경에서의 중요한 설계 고려사항입니다.
• 역방향 전압 (V_R):역방향 전류(I_R) 100 µA에서 허용 가능한 최대 역방향 전압은 5V입니다. 더 높은 역방향 전압을 인가하면 LED의 PN 접합이 항복될 수 있습니다.
• 온도 범위:동작 온도 범위는 -40°C에서 +100°C이며, 저장 온도 범위는 -55°C에서 +100°C로, 광범위한 조건에서 견고한 성능을 나타냅니다.
• 납땜 온도:리드는 260°C에서 최대 5초 동안 납땜할 수 있으며, 납땜 지점은 에폭시 렌즈 및 내부 다이에 대한 열 손상을 방지하기 위해 LED 본체에서 최소 1.6mm(0.063") 떨어져 있어야 합니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

이러한 파라미터는 표준 테스트 조건(T_A=25°C)에서 측정되며 소자의 일반적인 성능을 정의합니다.

• 발광 강도 (I_v):이는 핵심 광학 파라미터입니다. 모든 소자는 순방향 전류(I_F) 20mA에서 최소 140 mcd(밀리칸델라)의 발광 강도를 가집니다. 일반적인 값은 특정 색상 변종에 따라 210 mcd에서 320 mcd까지 다양합니다. 강도는 명시(인간 눈) 반응 곡선(CIE)에 근사하는 센서 및 필터 조합을 사용하여 측정됩니다. 데이터시트는 제품이 두 가지 발광 강도 등급으로 분류되며, 등급 코드가 포장에 표시된다고 언급합니다.
• 시야각 (2θ_1/2):이 시리즈는 45도의 좁은 시야각을 특징으로 합니다. 이는 발광 강도가 중심축(0°)에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도로 정의됩니다. 이 특성은 더 방향성이 있는 빔을 생성합니다.
• 파장 사양:세 가지 핵심 파장 메트릭이 제공됩니다:
  • 피크 파장 (λ_P):광 출력이 최대가 되는 파장입니다. 575 nm(녹색)에서 650 nm(하이퍼 레드)까지 범위입니다.
  • 주 파장 (λ_d):CIE 색도도에서 파생된 단일 파장으로, 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타냅니다. 일반적으로 피크 파장보다 색상 정의에 더 관련이 있습니다. 값은 572 nm(녹색)에서 639 nm(하이퍼 레드)까지 범위입니다.
  • 스펙트럼 선 반폭 (Δλ):최대 출력의 절반에서 방출 스펙트럼의 폭(반치폭 - FWHM)입니다. 이는 색 순도를 나타냅니다. 적색 LED는 더 넓은 스펙트럼(20 nm)을 가지는 반면, 노란색 및 녹색 LED는 더 좁은 스펙트럼(15-17 nm)을 가집니다.
• 순방향 전압 (V_F):LED가 20mA로 구동될 때 LED 양단의 전압 강하입니다. 최소 V_F는 2.0V에서 2.05V 사이이며, 일반적인 V_F는 색상에 따라 2.3V에서 2.4V 사이입니다. 이 파라미터는 LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항을 설계하는 데 필수적입니다.
• 역방향 전류 (I_R):역방향 전압 5V가 인가될 때의 누설 전류입니다. 일반적으로 100 µA 이하입니다.
• 정전 용량 (C):접합 정전 용량은 0V 바이어스 및 1 MHz 주파수에서 측정할 때 일반적으로 40 pF입니다. 이는 고속 스위칭 응용에서 요인이 될 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 주로 발광 강도를 위한 빈닝 시스템 사용을 나타냅니다. 제품은 두 가지 강도 등급(빈)으로 분류됩니다. 주어진 LED의 특정 빈 코드는 개별 포장 봉지에 표시됩니다. 이를 통해 설계자는 응용에 일관된 밝기 수준의 LED를 선택할 수 있습니다. 이 문서에서 파장 또는 순방향 전압에 대해 명시적으로 상세히 설명하지는 않지만, 이러한 파라미터는 종종 암시적 빈을 효과적으로 정의하는 허용 오차 범위(최소/일반/최대)를 가집니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "일반적인 전기/광학적 특성 곡선"에 전념된 페이지를 참조합니다. 특정 그래프는 본문에 제공되지 않지만, 표준 LED 데이터시트를 기반으로, 이는 일반적으로 다음을 포함합니다:

• 상대 발광 강도 대 순방향 전류 (I-V 곡선):광 출력이 전류와 함께 어떻게 증가하는지 보여주며, 일반적으로 동작 범위 내에서 거의 선형 관계입니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:다이오드의 지수적 V-I 특성을 설명합니다.
• 상대 발광 강도 대 주변 온도:접합 온도가 상승함에 따라 광 출력이 감소하는 것을 보여주며, 열 관리의 중요성을 강조합니다.
• 스펙트럼 분포:다른 파장에 걸친 상대 출력을 보여주는 플롯으로, 피크 파장 및 스펙트럼 반폭을 시각적으로 나타냅니다.
• 시야각 패턴:LED 주변의 광 강도의 공간적 분포를 보여주는 극좌표 플롯입니다.

이러한 곡선은 비표준 조건에서 소자의 동작을 이해하고 정밀한 회로 설계를 위해 매우 중요합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 T-1 (3mm) 라디얼 스루홀 패키지를 사용합니다. 주요 치수 참고사항은 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 인치는 괄호 안에 제공됩니다.
• 다르게 지정되지 않는 한 ±0.25mm(±0.010")의 표준 허용 오차가 적용됩니다.
• 플랜지 아래의 수지가 최대 1.0mm(0.04")까지 돌출될 수 있습니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체를 빠져나가는 지점에서 측정되며, 이는 PCB 구멍 배치에 중요합니다.
• 패키지 도면(LTL1CHx 시리즈 참조)은 일반적으로 전체 길이, 렌즈 직경, 리드 길이 및 직경, 플랜지의 평평한 지점 또는 기타 극성 표시기의 위치를 보여줍니다.

5.2 극성 식별

스루홀 LED의 경우, 더 긴 리드는 보편적으로 애노드(양극)이고, 더 짧은 리드는 캐소드(음극)입니다. 또한, 대부분의 패키지는 플랜지 가장자리에 평평한 지점을 가지며, 이는 일반적으로 캐소드 측에 위치합니다. 역방향 바이어스 손상을 방지하기 위해 납땜 전에 항상 극성을 확인하십시오.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 지침은 수동 또는 웨이브 납땜용입니다: 납땜 인두 팁은 LED의 플라스틱 본체에서 최소 1.6mm 떨어져 있어야 하며, 온도는 5초 이상 260°C를 초과해서는 안 됩니다. 장시간 열은 에폭시 렌즈를 탄화시키거나 내부 박리를 일으키거나 와이어 본드를 손상시킬 수 있습니다.

일반 조립 참고사항:

• 본체 근처의 리드에 기계적 응력을 가하지 마십시오.
• 초음파 세척기로 LED를 청소하지 마십시오. 공동 현상이 내부 구조를 손상시킬 수 있습니다.
• 조립 중 적절한 정전기 방지 처리 절차를 사용하여 반도체 다이를 정전기 방전(ESD)으로부터 보호하십시오. 비록 LED가 일부 IC보다 일반적으로 더 견고하지만.

7. 포장 및 주문 정보

시리즈의 부품 번호 체계는 LTL1CHKxKNN이며, 여기서 "x"는 색상 코드를 나타냅니다:

• D:하이퍼 레드 (AlInGaP)
• R:슈퍼 레드 (AlInGaP)
• E:레드 (AlInGaP)
• F:옐로우 오렌지 (AlInGaP)
• Y:앰버 옐로우 (AlInGaP)
• S:옐로우 (AlInGaP)
• G:그린 (AlInGaP)

8. 응용 권장사항

8.1 일반적인 응용 시나리오

일반 목적 지시등으로서, 이 LED는 다음에 적합합니다:

• 소비자 가전, 가전제품 및 산업 제어 패널의 전원/상태 표시등.
• 스위치, 버튼 및 범례의 백라이트.
• 간단한 장식 조명.
• 기본 광절연기 또는 센서 응용(LED를 광원으로 사용).

8.2 설계 고려사항

• 전류 제한:외부 전류 제한 저항은 필수입니다. 옴의 법칙을 사용하여 저항 값을 계산하십시오: R = (V_공급- V_F) / I_F. 보수적인 설계를 위해 데이터시트의 최대 V_F를 항상 사용하여 전류가 원하는 수준을 초과하지 않도록 하십시오.
• 열 관리:최대 전류 정격 근처에서 연속 동작하거나 높은 주변 온도에서 동작하는 경우, 감액 곡선을 고려하십시오. 여러 LED를 제한된 공간에서 사용하는 경우 적절한 공기 흐름을 보장하십시오.
• 시야각:45° 시야각은 더 집중된 핫스팟을 생성합니다. 더 넓은 영역 조명을 위해서는 확산 렌즈 LED 또는 외부 확산기가 더 적합합니다.
• 구동 회로:이 LED는 마이크로컨트롤러 GPIO 핀(일반적으로 최대 20-25mA를 소싱/싱크함)에서 직접 구동하거나, 더 높은 전류 또는 많은 LED를 멀티플렉싱하기 위해 트랜지스터 드라이버를 통해 구동할 수 있습니다.

9. 기술 비교 및 차별화

LTL1CHKxKNN 시리즈의 주요 차별화 요소는 적색부터 노란색/녹색까지의 색상에 AlInGaP 기술을 사용한다는 점입니다. GaAsP(갈륨 비소 인화물)와 같은 오래된 기술과 비교할 때, AlInGaP는 상당히 높은 발광 효율을 제공하며, 이는 동일한 양의 전류에 대해 더 밝은 광 출력을 의미합니다. 워터클리어 렌즈는 확산된 색조에 의해 빛이 산란되거나 흡수되지 않기 때문에 패키지에서 가능한 최대 광 출력을 제공합니다. 좁은 45° 시야각은 넓은 주변 빛보다는 지시된 빔이 필요한 응용을 위한 특정 선택입니다.

10. 자주 묻는 질문 (FAQ)

Q: 저항 없이 5V 공급 장치에서 이 LED를 직접 구동할 수 있습니까?

A:No.전류 제한 저항 없이 LED는 과도한 전류를 끌어내려고 시도하여 빠르게 최대 정격을 초과하고 즉시 고장으로 이어질 것입니다. 정전압 구동을 위해서는 직렬 저항이 항상 필요합니다.

Q: 피크 파장과 주 파장의 차이점은 무엇입니까?

A: 피크 파장은 가장 많은 광 출력이 방출되는 곳입니다. 주 파장은 색도 좌표에서 계산되며 인간 눈이 인지하는 색상과 가장 잘 일치합니다. 단색 LED의 경우 종종 가깝지만, 주 파장이 색상을 지정하는 표준입니다.

Q: LED가 동작 중에 따뜻해집니다. 이것이 정상입니까?

A: 예, LED가 열을 발생시키는 것은 정상입니다. 효율은 100%가 아닙니다. 일부 전력은 접합에서 열로 변환됩니다. 이것이 감액 사양과 열 고려사항이 장기적인 신뢰성에 중요한 이유입니다.

Q: PWM(펄스 폭 변조)을 사용하여 이 LED를 어둡게 할 수 있습니까?

A: 예, 이 LED는 PWM 디밍에 매우 적합합니다. 낮은 듀티 사이클에서 피크 순방향 전류(색상에 따라 60mA 또는 90mA)로 구동하여 LED를 어둡게 하는 평균 전류를 달성할 수 있습니다. 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 PWM 주파수가 충분히 높은지(일반적으로 >100Hz) 확인하십시오.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 마이크로컨트롤러 상태 표시등

일반적인 사용은 전원 표시등입니다. 적색 LED(LTL1CHKEKNN)의 애노드를 저항을 통해 3.3V 마이크로컨트롤러 레일에 연결합니다. 저항 계산: V_F= 2.4V 및 원하는 I_F= 10mA(낮은 전력용)라고 가정하면, R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω입니다. 표준 100Ω 저항은 약 9mA를 제공하며, 이는 안전하고 충분히 밝습니다.

예시 2: 12V 패널 표시등

12V 자동차 또는 산업 패널의 경우, 직렬 저항은 더 많은 전력을 소산합니다. 녹색 LED(LTL1CHKGKNN)를 20mA에서 사용하는 경우: R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480Ω. 저항의 전력은 P = I²R = (0.02)²* 480 = 0.192W입니다. 표준 1/4W(0.25W) 저항은 적절하지만 따뜻하게 작동합니다. 1/2W 저항을 사용하면 더 나은 안전 여유를 제공합니다.

12. 기술 원리 소개

이 LED는 활성 발광층으로 알루미늄 인듐 갈륨 인화물(AlInGaP)을 사용하는 이중 이종접합 구조를 기반으로 합니다. 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 각각 N형 및 P형 반도체 층에서 활성 영역으로 주입됩니다. 그들은 방사적으로 재결합하여 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 구성은 재료의 밴드갭 에너지를 결정하며, 이는 직접적으로 방출된 빛의 파장(색상)을 결정합니다. 더 넓은 밴드갭은 더 짧은 파장(녹색/노란색)을 생성하는 반면, 더 좁은 밴드갭은 더 긴 파장(적색)을 생성합니다. 워터클리어 에폭시 렌즈는 반도체 다이를 보호하고 돔 형상을 통해 빔을 형성하며, 고굴절률 반도체 재료에서 효율적인 빛 추출을 위한 매체를 제공합니다.

13. 기술 발전 동향

이 데이터시트는 성숙하고 널리 사용되는 제품을 나타내지만, LED 기술은 계속 발전하고 있습니다. 이 종류의 소자와 관련된 동향은 다음과 같습니다:

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 및 에피택셜 성장 개선으로 와트당 루멘(lm/W)이 높아져 동일한 밝기에 대해 더 밝은 빛 또는 더 낮은 전력 소비를 의미합니다.
• 색상 일관성:파장 및 발광 강도에 대한 더 엄격한 빈닝 허용 오차가 표준이 되어 다중 LED 응용에서 더 균일한 외관을 가능하게 합니다.
• 패키징:스루홀은 프로토타이핑 및 특정 응용에서 여전히 인기가 있지만, 표면 실장 소자(SMD) 패키지(0603, 0805 등)는 더 작은 크기와 자동화 조립에 대한 적합성으로 인해 대량 생산을 위한 산업 표준이 되었습니다.
• 응용 확대:이와 같은 LED의 근본적인 신뢰성과 효율성은 간단한 지시등을 넘어 저수준 일반 조명, 간판 및 자동차 내부 조명과 같은 새로운 영역으로의 채택을 계속해서 주도하고 있습니다.