저전류 확산 LED 램프 LTL1CHJxDNN 시리즈 - 스루홀 - 60/45도 시야각 - 2mA 동작 - 1.8-2.4V - 75mW - 적색/앰버/황색/녹색 - 한국어 데이터시트

1. 제품 개요

이 문서는 저전류 직류(DC) 수준에서 동작하도록 특별히 설계된 일련의 색조 처리된 확산 LED 램프에 대해 상세히 설명합니다. 주요 설계 목표는 전력 소비가 중요한 제약 조건인 회로에서 일관되고 신뢰할 수 있는 시각적 표시를 제공하는 것입니다. 이러한 구성 요소는 일반적인 논리 계열과의 호환성 및 다양한 응용 요구 사항에 맞는 패키지 스타일과 색상 선택으로 특징지어집니다.

이 제품군의 핵심 장점은 일반적으로 2mA에서의 저전류 구동에 최적화되어 있다는 점입니다. 이는 LED가 추가적인 전류 증폭 구성 요소 없이 TTL 또는 CMOS 논리 회로의 출력 단에서 직접 구동될 수 있도록 하여 회로 설계를 단순화하고 구성 요소 수를 줄입니다. 확산 렌즈는 넓고 균일한 시야각을 제공하여 다양한 각도에서 방출된 빛을 쉽게 볼 수 있게 하며, 이는 상태 표시기에 필수적입니다.

이러한 LED의 대상 시장은 저전력 상태 표시가 필요한 모든 전자 시스템을 포함하는 광범위합니다. 이는 휴대용 배터리 구동 장치, 통신 장비, 키보드와 같은 컴퓨터 주변 장치, 효율성과 수명이 가장 중요한 범용 저전력 DC 회로 등으로 제한되지 않습니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이 시리즈의 모든 색상 변형에 대해, 주변 온도(T_A) 25°C에서 연속 전력 소산 정격은 75mW입니다. 최대 연속 순방향 전류는 30mA입니다. 70°C부터 선형적으로 0.4 mA/°C의 디레이팅 계수가 적용되며, 이는 열 과부하를 방지하기 위해 이 지점 이상으로 온도가 상승함에 따라 허용 연속 전류가 감소함을 의미합니다.

1/10 듀티 사이클 및 0.1ms 펄스 폭에서 펄스 동작에 대한 피크 순방향 전류는 더 높습니다: 적색 스펙트럼 LED(하이퍼 레드, 슈퍼 레드, 레드)의 경우 90mA, 황색/주황색/녹색 스펙트럼 LED의 경우 60mA입니다. 최대 역방향 전압은 100µA의 누설 전류에서 5V입니다. 동작 및 저장 온도 범위는 -40°C에서 +100°C로 지정되어 넓은 환경 범위에서 견고한 성능을 나타냅니다. LED 본체에서 1.6mm 떨어진 지점에서 측정할 때, 리드 납땜 온도는 5초 동안 260°C로 정격됩니다.

2.2 전기 및 광학적 특성

성능은 광도와 시야각으로 구분되는 세 가지 주요 시리즈에 걸쳐 상세히 설명됩니다: LTL1CHJxDNN(F 시리즈), LTL2F7JxDNN(H 시리즈), LTL2R3JxDNN(더 높은 강도의 H 시리즈). 모든 테스트는 T_A=25°C 및 I_F=2mA에서 수행됩니다.

광도(I_v):이는 인지된 밝기의 주요 측정치입니다. F 및 표준 H 시리즈(LTL1CHJx/LTL2F7Jx)의 경우, 전형적인 광도는 색상에 따라 5.0에서 7.2 mcd 범위입니다. LTL2R3Jx 시리즈는 7.2에서 10.6 mcd 범위의 더 높은 전형적인 강도를 제공합니다. 모든 부품은 3.0 또는 3.8 mcd의 최소 강도를 가지며, 기준 밝기 수준을 보장합니다.

시야각(2θ_1/2):LTL1CHJx 및 LTL2F7Jx 시리즈는 넓은 60도 시야각(강도가 축상 값의 절반인 지점)을 특징으로 합니다. LTL2R3Jx 시리즈는 더 좁은 45도 시야각을 가지며, 이는 주어진 구동 전류에 대해 더 높은 축상 강도와 일반적으로 상관관계가 있습니다.

파장 파라미터:주요 스펙트럼 특성이 정의됩니다:

• 피크 파장(λ_P):광 출력이 최대가 되는 파장입니다. 650nm(하이퍼 레드)에서 575nm(녹색)까지 범위입니다.
• 주도 파장(λ_d):CIE 색도도에서 유도된 이 값은 LED의 인지된 색상을 가장 잘 정의하는 단일 파장을 나타냅니다. 일반적으로 이 장치의 피크 파장보다 약간 짧습니다.
• 스펙트럼 반치폭(Δλ):최대 전력의 절반에서의 방출 스펙트럼 폭입니다. 적색 LED의 경우 약 20nm이며, 황색, 앰버, 녹색 LED의 경우 15-17nm로 좁아져 후자의 색상에서 더 단색광에 가까운 출력을 나타냅니다.

순방향 전압(V_F):회로 설계에 중요한, 2mA에서의 순방향 전압은 모든 색상과 시리즈에서 매우 일관되며, 전형적인 값은 2.4V, 최대값은 2.4V(슈퍼 레드의 경우 최대 2.3V)입니다. 최소값은 1.8V입니다. 저전류에서의 이 낮은 V_F는 저전압 논리와의 호환성을 가능하게 하는 핵심 기능입니다.

기타 파라미터:역방향 전류(I_R)는 5V 역방향 바이어스에서 100µA 이하로 보장됩니다. 접합 커패시턴스(C)는 0V 바이어스 및 1MHz 주파수에서 측정할 때 일반적으로 40pF입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 광도 빈닝 시스템의 사용을 나타냅니다. 주석 2는 "광도 등급 분류 제품은 두 가지 등급을 지원합니다"라고 명시하며, 주석 4는 "Iv 분류 코드가 각 포장 봉지에 표시됩니다"라고 규정합니다. 이는 LED가 테스트 조건에서 측정된 광도에 따라 분류(빈닝)됨을 의미합니다. 고객은 특정 강도 범위(예: 최소값 및 전형값) 내의 제품을 받게 되어, 생산 로트 내에서 밝기의 일관성을 보장합니다. 정확한 빈 코드와 그에 해당하는 강도 범위는 이 발췌문에 자세히 설명되어 있지 않지만, 대량 구매 시 응용 분야의 균일성을 유지하는 데 중요합니다.

파장에 대한 공식적인 빈닝 시스템으로 명시적으로 명시되지는 않았지만, 특정 주도 및 피크 파장을 가진 여러 색상 옵션(하이퍼 레드, 슈퍼 레드, 레드 등)의 목록은 사실상 색상 빈닝 시스템 역할을 합니다. 설계자는 원하는 색상 포인트에 해당하는 부품 번호를 선택합니다.

4. 성능 곡선 분석

특정 그래픽 곡선(피크 방출 측정용 그림 1, 시야각 정의용 그림 5)이 참조되었지만 본문에 제공되지는 않았습니다. 그러나 표준 LED 동작과 주어진 파라미터를 기반으로 그 의미를 논의할 수 있습니다.

I-V(전류-전압) 곡선:2mA에서 지정된 V_F 1.8-2.4V는 LED의 I-V 곡선 상의 동작점을 나타냅니다. 이 곡선은 지수적입니다. 2mA보다 훨씬 낮은 전류에서는 V_F가 더 낮아집니다. LED를 최대 연속 전류인 30mA로 구동하면 V_F가 더 높아져 2.4V를 초과할 가능성이 있으며, 이는 구동 회로의 전압 헤드룸에서 고려해야 합니다.

온도 특성:70°C 이상에서 0.4 mA/°C의 디레이팅 계수는 열 성능의 직접적인 지표입니다. 이는 접합 온도가 증가함에 따라 허용 최대 전류가 감소함을 강조합니다. 이는 설계 신뢰성, 특히 밀폐된 공간이나 높은 주변 온도에서 매우 중요합니다. AlInGaP LED의 순방향 전압(V_F)은 일반적으로 음의 온도 계수를 가지며, 이는 온도가 상승함에 따라 약간 감소함을 의미합니다.

스펙트럼 분포:피크 파장(λ_P)과 스펙트럼 반치폭(Δλ)으로 참조되는 방출 스펙트럼은 상대적으로 좁으며, 이는 AlInGaP 재료의 특징입니다. 스펙트럼은 온도에 따라 약간 이동하며(일반적으로 온도가 증가함에 따라 더 긴 파장으로 이동), 구동 전류에 따라 약간 변할 수 있습니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

LED는 스루홀 패키지로 제공됩니다. 데이터시트는 LTL1CHx, LTL2F7x, LTL2R3x의 세 가지 시리즈에 대한 치수 도면을 제공합니다. 주요 치수 참고 사항은 다음과 같습니다:

• 다르게 지정되지 않는 한 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 공차는 ±0.25mm입니다.
• 플랜지 아래 수지의 최대 돌출은 1.0mm까지 허용됩니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정되며, 이는 PCB 홀 간격에 중요합니다.

시리즈 간의 물리적 차이는 렌즈 크기와 모양과 관련이 있을 가능성이 높으며, 이는 시야각과 광 출력 패턴에 직접적인 영향을 미칩니다. LTL2R3x 시리즈의 45도 시야각은 다른 시리즈의 60도와 비교하여 특정 기계적 렌즈 설계의 결과입니다.

6. 납땜 및 조립 지침

제공된 주요 납땜 사양은 리드에 대한 것입니다: LED 본체에서 1.6mm(0.063") 떨어진 지점에서 측정할 때, 5초 동안 260°C의 온도를 견딜 수 있습니다. 이는 표준 웨이브 또는 핸드 납땜 파라미터입니다. 과도한 열이 리드를 따라 이동하여 내부 LED 다이 또는 에폭시 렌즈 재료를 손상시키는 것을 방지하기 위해 이 시간-거리 사양을 준수하는 것이 중요합니다. 취급 중에는 표준 ESD(정전기 방전) 예방 조치를 준수해야 합니다. 저장 온도 범위는 -55°C에서 +100°C입니다.

7. 포장 및 주문 정보

부품 번호 시스템은 구조화된 형식을 따릅니다: LTL [시리즈 코드] [색상 코드] xDNN.

• 시리즈 코드:1CHJ, 2F7J 또는 2R3J. 이는 패키지 스타일, 시야각 및 강도 그룹을 정의합니다.
• 색상 코드:'J' 다음의 문자는 색상 및 기술을 나타냅니다:
  • D: 하이퍼 레드(AlInGaP)
  • R: 슈퍼 레드(AlInGaP)
  • E: 레드(AlInGaP)
  • F: 앰버 / 옐로우 오렌지(AlInGaP)
  • Y: 옐로우 / 앰버 옐로우(AlInGaP)
  • S: 옐로우(AlInGaP)
  • G: 그린(AlInGaP)
• 'xDNN' 접미사는 포장 옵션(예: 벌크, 테이프 및 릴)을 나타낼 가능성이 높습니다.

주석에 따라 광도 빈 코드가 포장 봉지에 표시됩니다. 특정 포장 수량(예: 봉지당, 릴당)은 이 발췌문에 명시되지 않았습니다.

8. 응용 권장 사항

8.1 전형적인 응용 회로

가장 간단한 응용은 논리 게이트 출력에 직접 연결하는 것입니다. 간단한 직렬 전류 제한 저항이 필요합니다. 저항 값(R_s)은 옴의 법칙을 사용하여 계산할 수 있습니다: R_s= (V_CC- V_F) / I_F. 예를 들어, 5V TTL 공급 전압(V_CC=5V), V_F 2.4V, 원하는 I_F 2mA: R_s= (5 - 2.4) / 0.002 = 1300 옴. 표준 1.2kΩ 또는 1.5kΩ 저항이 적합합니다. 마이크로컨트롤러 GPIO 핀(종종 3.3V)의 경우 저항 값은 더 작아집니다: 예: (3.3 - 2.4) / 0.002 = 450Ω.

8.2 설계 고려 사항

전류 제한:항상 직렬 저항을 사용하십시오. 이 LED가 저전류 정격을 가지고 있더라도, 전류 제한 없이 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류로 인해 거의 즉시 파괴될 수 있습니다.

시야각 선택:넓은 각도 범위(예: 패널 램프)에서 볼 수 있어야 하는 표시기의 경우 60도 시리즈(LTL1CHJx/LTL2F7Jx)를 선택하십시오. 더 집중되고 축상에서 더 밝은 빔이 필요하거나 표시기를 더 직접적으로 볼 경우 45도 시리즈(LTL2R3Jx)를 선택하십시오.

색상 선택:응용 환경을 고려하십시오. 녹색과 황색은 일반적인 조명 조건에서 인간의 눈에 가장 높은 광 효율을 제공하는 경우가 많습니다. 적색은 "전원 켜짐" 또는 "대기" 표시기에 전통적으로 사용됩니다. 앰버는 "경고" 또는 "주의" 상태에 유용할 수 있습니다.

열 관리:전력 소산이 낮지만, 고밀도 레이아웃이나 높은 주변 온도에서는 70°C 이상의 주변 온도에 대해 0.4 mA/°C 계수에 따라 최대 전류를 디레이팅해야 합니다.

9. 기술 비교 및 차별화

이 제품군의 주요 차별화 요소는매우 낮은 2mA 구동 전류에서의 특성화 및 보장된 성능입니다. 많은 표준 LED는 20mA에서 지정됩니다. 이 저전류 최적화는 여러 가지 장점을 제공합니다:

1. 직접 논리 구동:마이크로컨트롤러 핀이나 논리 IC에서 구동할 때 트랜지스터 버퍼가 필요 없어 비용과 보드 공간을 절약합니다.
2. 초저전력 소비:2mA 및 ~2.4V에서 LED당 전력 소비는 5mW 미만으로, 배터리 구동 및 에너지 하베스팅 응용 분야에 중요합니다.
3. 발열 감소:낮은 동작 전류는 접합 온도 상승을 최소화하여 장기 신뢰성과 루멘 유지를 향상시킵니다.

GaAsP LED와 같은 오래된 기술과 비교하여, AlInGaP 재료의 사용은 더 높은 효율, 더 나은 온도 안정성 및 더 포화된 색상(더 순수한 적색, 황색)을 제공합니다. 동일한 전기 사양 제품군 내에서 여러 시야각(45° 및 60°)을 사용할 수 있다는 것은 저전류 LED 라인에서 항상 사용할 수 없는 설계 유연성을 제공합니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q: 더 밝게 하기 위해 이 LED를 20mA로 구동할 수 있습니까?

A: 절대 최대 연속 전류는 30mA이지만, 광학적 특성(광도, 파장)은 2mA에서만 지정됩니다. 20mA로 구동하면 더 많은 빛이 생성되지만, 정확한 강도와 색상은 데이터시트 값과 다를 수 있으며, V_F는 더 높아집니다. 온도 디레이팅 후 전력 소산(I_F* V_F)이 75mW를 초과하지 않도록 하십시오.

Q: 하이퍼 레드, 슈퍼 레드, 레드의 차이점은 무엇입니까?

A: 차이는 스펙트럼 특성에 있습니다. 하이퍼 레드(650nm 피크)는 더 긴 파장에서 빛을 방출하여 더 깊고/어두운 적색으로 보입니다. 슈퍼 레드(639nm)와 표준 레드(632nm)는 점점 더 짧은 파장을 가지며, 해당 영역에서 인간의 눈의 민감도가 더 높기 때문에 주어진 복사 전력에 대해 인간의 눈에 더 밝은 적색으로 보입니다. 선택은 원하는 색상 포인트에 따라 다릅니다.

Q: 봉지에 있는 광도 빈 코드를 어떻게 해석합니까?

A: 데이터시트는 그 존재를 언급하지만 코드를 정의하지는 않습니다. 생산을 위해서는 제조업체로부터 빈닝 사양 문서를 얻어 각 코드(예: 코드 A: 3.0-4.5 mcd, 코드 B: 4.5-6.0 mcd)와 관련된 정확한 강도 범위를 이해해야 합니다. 이렇게 하면 응용 분야에서 일관성을 보장할 수 있습니다.

Q: 역방향 보호 다이오드가 필요합니까?

A: LED는 5V의 역방향 전압을 견딜 수 있습니다. LED에 5V보다 큰 역방향 전압이 가해질 가능성이 있는 경우(예: 유도성 회로에서 또는 잘못 연결된 경우), LED와 병렬로(캐소드-캐소드) 외부 역방향 극성 보호 다이오드를 사용하는 것이 좋습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

예시 1: 라우터용 다중 채널 상태 표시기:네트워크 라우터에는 전원, 인터넷, Wi-Fi, 이더넷에 대한 상태 LED가 있습니다. 전원 및 인터넷에는 LTL2F7JGDNN(녹색)을, 활동 점멸에는 LTL2F7JEDNN(적색)을 사용하며, 모두 470Ω 직렬 저항과 함께 메인 프로세서의 GPIO 핀(3.3V)에서 직접 구동됩니다. 60도 시야각은 방 전체에서 가시성을 보장합니다. LED당 낮은 2mA 전류는 프로세서의 전원 레일에 대한 총 부하를 최소화합니다.

예시 2: 휴대용 장치의 저전압 배터리 경고:휴대용 미터에서, LTL1CHJFDNN(앰버) LED는 배터리 전압을 모니터링하는 비교기 회로에 연결됩니다. 전압이 임계값 아래로 떨어지면 비교기 출력이 하이로 전환되어 LED를 켭니다. 낮은 전류 소모(2mA)는 이미 소모된 배터리에 최소한의 부담을 추가하여 사용 가능한 경고 시간을 연장합니다.

예시 3: 멤브레인 스위치 패널용 백라이트:45도 시야각과 더 높은 강도를 가진 LTL2R3Jx 시리즈는 작은 반투명 멤브레인 키의 에지 조명에 적합합니다. 더 좁은 빔은 광 가이드로 더 효과적으로 유도될 수 있어, 더 넓은 시야각 LED에 비해 더 낮은 광학 손실로 균일한 조명을 제공할 수 있습니다.

12. 동작 원리

이 LED는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 재료의 밴드갭 전압(약 1.8-2.4V)을 초과하는 순방향 전압이 가해지면, 전자와 정공이 반도체 접합의 활성 영역으로 주입됩니다. 이들의 재결합은 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 빛의 특정 색상은 AlInGaP 합금의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 결정 성장 과정에서 알루미늄, 인듐, 갈륨, 인의 비율을 조정하여 제어됩니다. 확산 에폭시 렌즈가 반도체 다이를 캡슐화합니다. 이 렌즈는 방출된 빛의 방향을 무작위화하는 산란 입자를 포함하여, 작은 다이에서 본질적으로 방향성이 있는 방출을 표시기 응용에 적합한 넓고 균일한 시야각으로 변환합니다.

13. 기술 동향

이와 같은 저전류, 고효율 LED의 개발은 전자 제품의 여러 지속적인 동향에 의해 주도됩니다:

• 소형화 및 통합:장치가 축소됨에 따라 표시기에 사용 가능한 공간과 전력이 감소합니다. 5mA 미만의 전류에서 잘 작동하는 LED는 필수적입니다.
• 사물 인터넷(IoT) 및 에너지 하베스팅:배터리 없거나 코인 셀 구동 IoT 센서의 경우, 모든 마이크로암페어가 중요합니다. 표시기 LED를 최소 전류 소모로 최적화하면 장치의 작동 수명을 직접적으로 연장합니다.
• 재료 발전:AlInGaP 및 InGaN(청색/녹색/백색용) 에피택셜 성장 및 칩 설계의 지속적인 개선은 효율성(mA당 더 많은 광 출력)과 신뢰성의 한계를 계속해서 넓히고 있습니다.
• 표준화:더 엄격한 빈닝과 여러 전류 수준에서의 더 상세한 특성화 추세가 있으며, 이는 설계자가 광학 설계에서 더 큰 예측 가능성을 갖도록 합니다.

표면 실장 장치(SMD) 패키지가 새로운 설계를 지배하고 있지만, 이러한 스루홀 LED는 프로토타이핑, 취미용, 수리, 더 높은 기계적 견고성 또는 더 쉬운 수동 조립이 필요한 응용 분야에서 여전히 관련성이 있습니다.