직사각형 앰버-옐로우 LED 바 LTL-6201KY 데이터시트 - AlInGaP 기술 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTL-6201KY는 직사각형 바 형태 디스플레이로 설계된 고체 발광 광원입니다. 주요 기능은 명확한 시각적 지시가 필요한 애플리케이션을 위해 크고 밝으며 균일한 발광 영역을 제공하는 것입니다. 이 장치는 고급 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 기술을 사용하여 제작되었으며, 특히 앰버-옐로우 빛을 생성하도록 구성되어 있습니다. 투명한 GaAs(갈륨 비소) 기판 위에 성장된 이 기술은 효율성과 색 순도를 높이는 데 기여합니다. 제품은 표준 듀얼 인라인 패키지(DIP)에 수납되어 있어 패널 및 레전드 장착을 포함한 다양한 장착 기술과 호환되며, 다양한 전자 어셈블리 및 사용자 인터페이스에서의 적용 범위를 넓혀줍니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 장치는 다양한 산업, 상업 및 소비자 애플리케이션에 적합하도록 하는 몇 가지 주요 장점을 제공합니다. 크고 밝은 발광 영역은 높은 가시성을 보장하며, 이는 상태 표시기, 레전드 및 패널의 백라이트, 제한된 공간의 일반 조명에 매우 중요합니다. 낮은 전력 요구 사항은 현대적인 에너지 효율 설계 원칙과 일치하며, 우수한 온-오프 대비비는 표시기가 활성 및 비활성 상태 사이에서 명확하게 구별되도록 합니다. 넓은 시야각은 표시기가 정면뿐만 아니라 다양한 위치에서 볼 수 있는 애플리케이션에서 중요한 이점입니다. LED 기술의 고유한 고체 상태 신뢰성은 장치가 긴 작동 수명, 충격 및 진동 저항성, 시간이 지나도 일관된 성능을 제공함을 의미합니다. 주요 목표 시장에는 산업 제어 패널, 계측기, 소비자 가전, 자동차 내부 조명, 견고하고 신뢰할 수 있으며 밝은 표시등이 필요한 모든 애플리케이션이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

회로 설계에 장치를 적절하게 통합하기 위해서는 사양에 대한 철저한 이해가 필수적입니다. 파라미터는 특정 조건에서의 작동 한계와 예상 성능을 정의합니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 정상 작동을 위한 것이 아닙니다.

• 칩당 전력 소산:75 mW. 이는 패키지 내 각 개별 LED 칩이 열화를 일으키지 않고 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다.
• 칩당 피크 순방향 전류:100 mA. 이는 허용되는 최대 순간 순방향 전류이지만, 1/10 듀티 사이클과 0.1 ms 펄스 폭을 가진 펄스 조건에서만 가능합니다. 이를 초과하면, 아주 짧은 시간이라도 치명적인 고장을 일으킬 수 있습니다.
• 칩당 연속 순방향 전류:25°C에서 25 mA. 이는 연속 DC 작동을 위한 권장 최대 전류입니다. 주변 온도(Ta)가 25°C를 초과할 경우 0.33 mA/°C의 디레이팅 계수가 적용됩니다. 예를 들어, 50°C에서는 최대 연속 전류가 약 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA가 됩니다.
• 칩당 역전압:5 V. 이 값을 초과하는 역바이어스 전압을 가하면 LED의 PN 접합이 파괴될 수 있습니다.
• 작동 및 저장 온도 범위:-35°C ~ +85°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 작동 및 저장될 수 있습니다.
• 솔더링 온도:최대 260°C, 최대 3초 동안. 이는 시트 평면 아래 1.6mm(1/16 인치)에서 측정됩니다. 이는 웨이브 솔더링 또는 리플로우 공정에서 패키지 손상을 방지하기 위해 매우 중요합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성 (Ta=25°C 기준)

이는 지정된 테스트 조건에서 측정된 일반적인 성능 파라미터로, 정상 작동 중 예상되는 동작을 제공합니다.

• 평균 광도(Iv):최소 43 mcd, 순방향 전류(IF) 10 mA에서 일반 109 mcd. 이 파라미터는 분류되어 있으며, 이는 장치가 측정된 광 출력에 따라 빈 또는 정렬됨을 의미합니다. 이는 인간 눈의 명시 응답(CIE 곡선)을 모방하는 센서와 필터를 사용하여 측정됩니다.
• 피크 방출 파장(λp):IF=20 mA에서 595 nm(나노미터). 이는 광 출력이 최대가 되는 파장입니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):IF=20 mA에서 15 nm. 이는 스펙트럼 순도 또는 방출된 빛의 파장 분포를 나타냅니다. 값이 작을수록 더 단색(순수한 색)의 빛을 나타냅니다.
• 주 파장(λd):IF=20 mA에서 592 nm. 이는 인간 눈이 인지하는 빛의 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장으로, 이 장치의 경우 앰버-옐로우 영역에 있습니다.
• 순방향 전압(VF):최소 2.05 V, IF=20 mA에서 일반 2.6 V. 이는 LED가 지정된 전류를 전도할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. 전류 제한 회로 설계에 매우 중요합니다.
• 역전류(IR):역전압(VR) 5 V에서 최대 100 µA. 이는 장치가 최대 정격에서 역바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 광도가 "분류됨"이라고 명시합니다. 이는 빈닝으로 알려진 일반적인 산업 관행을 의미합니다. 제조 과정에서 반도체 장치의 성능에는 자연적인 변동이 있습니다. 최종 사용자에게 일관성을 보장하기 위해 LED는 생산 후 테스트되어 주요 파라미터에 따라 다른 그룹 또는 "빈"으로 분류됩니다. LTL-6201KY의 경우, 주요 빈닝 파라미터는광도(Iv)입니다. 데이터시트는 범위(10mA에서 43-109 mcd)를 제공하지만, 생산에서는 장치가 더 좁은 하위 범위(예: 43-55 mcd, 56-70 mcd 등)로 그룹화됩니다. 이를 통해 설계자는 애플리케이션에 대해 알려진 일관된 밝기 수준의 부품을 선택할 수 있으며, 이는 여러 표시기에 걸쳐 균일한 외관을 요구하는 제품에 매우 중요합니다. 이 간략한 데이터시트에 명시적으로 자세히 설명되어 있지는 않지만, 색상 LED의 다른 일반적인 빈닝 파라미터에는 색상 일관성을 보장하기 위한 순방향 전압(VF) 및 주 파장(λd)이 포함될 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

제공된 데이터시트 발췌문은 "일반적인 전기/광학 특성 곡선"을 언급하지만, 특정 그래프는 텍스트에 포함되어 있지 않습니다. 일반적으로 LTL-6201KY와 같은 LED에 대한 이러한 곡선에는 다음이 포함됩니다:

• 순방향 전류 대 순방향 전압(I-V 곡선):이 비선형 곡선은 LED를 통해 흐르는 전류와 LED 양단의 전압 사이의 관계를 보여줍니다. 전압의 작은 변화가 전류의 큰 변화를 일으킬 수 있으므로 드라이버 회로 설계에 필수적입니다.
• 광도 대 순방향 전류:이 그래프는 구동 전류가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 일정 범위에서 선형이지만 더 높은 전류에서 포화되며, 과도한 전류는 효율 저하와 노화 가속화로 이어집니다.
• 광도 대 주변 온도:이 곡선은 LED의 접합 온도가 증가함에 따라 광 출력의 디레이팅을 보여줍니다. 더 높은 온도는 일반적으로 광 출력을 감소시키고 파장을 약간 이동시킬 수 있습니다.
• 스펙트럼 분포:정의된 반폭을 가진 595nm의 피크 파장을 중심으로 파장 스펙트럼 전체에 걸쳐 방출된 빛의 상대적 강도를 보여주는 플롯입니다.

설계자는 비표준 조건(다른 전류, 온도)에서 장치의 동작을 이해하고 성능과 신뢰성을 최적화하기 위해 이러한 그래프가 포함된 전체 데이터시트를 참조해야 합니다.

5. 기계적 및 패키징 정보

5.1 패키지 치수 및 도면

장치는 직사각형 듀얼 인라인 패키지를 사용합니다. 치수 도면은 PCB(인쇄 회로 기판) 레이아웃을 위한 중요한 측정값을 제공하며, 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 핀 간 간격(피치), 핀 직경 및 발광 창 위치를 포함합니다. 참고 사항은 달리 명시되지 않는 한 모든 치수가 밀리미터 단위이며 표준 공차는 ±0.25 mm(0.01 인치)임을 명시합니다. 패널 절단부 및 PCB에 적절하게 장착하기 위해서는 이러한 치수를 정확히 준수해야 합니다.

5.2 핀 연결 및 극성 식별

LTL-6201KY에는 8개의 핀이 있습니다. 핀아웃은 다음과 같습니다: 1-캐소드 A, 2-애노드 A, 3-애노드 B, 4-캐소드 B, 5-캐소드 D, 6-애노드 D, 7-애노드 C, 8-캐소드 C. 이 구성은 직사각형 바에 특정 회로로 배열된 여러 LED 칩(아마도 A, B, C, D로 표시된 4개)이 포함되어 있음을 시사합니다. 내부 회로도는 여기서 자세히 설명하지 않았지만, 이러한 애노드와 캐소드가 내부적으로 어떻게 연결되어 있는지 보여줄 것입니다. 올바른 극성은 매우 중요합니다. LED를 역바이어스로 연결하면 점등되지 않으며, 역전압 정격을 초과하면 장치를 파괴할 수 있습니다. 패키지에는 핀 1을 식별하기 위한 물리적 마커(노치, 점 또는 경사진 모서리)가 있을 가능성이 높습니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

절대 최대 정격 섹션은 솔더링을 위한 주요 파라미터를 제공합니다: 본체 온도는 3초 이상 260°C를 초과해서는 안 됩니다. 이는 많은 스루홀 구성 요소에 대한 표준 정격입니다. 웨이브 솔더링의 경우, 이 한계를 충족하도록 컨베이어 속도와 예열 온도를 제어해야 합니다. 수동 솔더링의 경우, 온도 제어 납땜 인두를 사용해야 하며 핀과의 접촉 시간을 최소화해야 합니다. 열 손상을 방지하기 위해 플라스틱 본체에서 1.6mm 이상 떨어진 곳에서 솔더링하는 것이 좋습니다. 솔더링 후 장치는 자연 냉각되어야 합니다. 민감한 반도체 접합에 대한 손상을 방지하기 위해 모든 조립 단계에서 적절한 ESD(정전기 방전) 처리 절차를 따라야 합니다.

7. 애플리케이션 제안 및 설계 고려 사항

7.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

• 산업 제어 패널:기계 상태 표시기, 전원 켜기/끄기, 오류 경보 및 모드 선택.
• 계측기:테스트 장비의 스위치, 눈금 및 다이얼 백라이트.
• 소비자 가전:오디오/비디오 장비의 전원 표시기, 기능 상태 표시등(예: 녹음, 재생, 음소거).
• 자동차 내장재:대시보드 스위치, 기어 변속 표시기 또는 일반 객실 조명(색상과 밝기가 적합한 경우) 조명.
• 레전드 및 패널:전면 패널에 새겨지거나 인쇄된 라벨의 백라이트로 전문적이고 균일하게 빛나는 외관을 제공합니다.

7.2 중요한 설계 고려 사항

• 전류 제한:LED는 전류 구동 장치입니다. 전압 소스에서 구동할 때 작동점(예: 데이터시트에 따른 10mA 또는 20mA)을 설정하고 열 폭주를 방지하기 위해 직렬 전류 제한 저항이 필수적입니다. 저항 값은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R = (V_소스 - VF_LED) / I_원하는.
• 열 관리:저전력이지만 연속 전류에 대한 디레이팅 곡선을 준수해야 합니다. 높은 주변 온도 환경이나 밀폐된 공간에서는 접합 온도 한계를 초과하지 않도록 유효 전류를 줄여야 하며, 이는 광 출력과 수명에 영향을 미칩니다.
• 시야각:넓은 시야각은 유리하지만 기계적 설계에서 고려해야 합니다. 빛이 인접 영역으로 새어 나갈 수 있으며, 이는 바람직할 수도 있고 빛 가이드/배플로 제어해야 할 수도 있습니다.
• 일관성을 위한 빈닝:여러 표시기가 있는 애플리케이션의 경우, 제품 전체에 걸쳐 균일한 밝기를 보장하기 위해 공급업체로부터 엄격한 광도 빈을 지정하는 것이 좋습니다.

8. 기술 비교 및 차별화

LTL-6201KY의 주요 차별화 요소는 앰버-옐로우 빛을 위해AlInGaP기술을 사용한다는 점입니다. 표준 GaAsP(갈륨 비소 포스파이드) LED와 같은 오래된 기술에 비해 AlInGaP는 훨씬 더 높은 광 효율을 제공하여 동일한 전기 입력 전력에 대해 더 많은 광 출력을 의미합니다. 또한 온도와 수명에 걸쳐 더 나은 색상 안정성과 더 좁은 스펙트럼 반폭으로 인해 더 포화되고 순수한 색상을 제공합니다. 큰 발광 영역과 DIP 패키징을 가진 직사각형 바 형태는 더 작은 점 광원 LED(예: 3mm 또는 5mm 원형 LED) 및 표면 실장 장치(SMD) 대안과 구별되며, 스루홀 조립을 위한 더 쉬운 처리와 더 긴 리드를 통한 잠재적으로 더 나은 열 방산을 제공합니다.

9. 자주 묻는 질문(기술 파라미터 기반)

Q: 더 밝게 하기 위해 이 LED를 30mA로 구동할 수 있나요?

A: 최대 연속 전류 정격은 25°C에서 25mA입니다. 30mA로 작동하면 이 정격을 초과하여 접합 온도를 높이고 효율을 감소시키며 장치의 수명을 크게 단축시킵니다. 권장되지 않습니다.

Q: 순방향 전압이 "최소 2.05V, 일반 2.6V"로 나열되어 있습니다. 회로 계산에 어떤 값을 사용해야 하나요?

A: 견고한 설계를 위해 최대 일반 값(2.6V)을 사용하여 충분한 전압 헤드룸을 확보하세요. 최소값(2.05V)을 사용하고 더 높은 VF를 가진 장치를 얻으면 회로가 원하는 밝기를 달성하기에 충분한 전류를 제공하지 못할 수 있습니다.

Q: "광 출력 분류"가 내 주문에 무엇을 의미하나요?

A: 특정 밝기 범위(빈)의 장치를 요청할 수 있음을 의미합니다. 애플리케이션에서 여러 장치에 걸쳐 일관된 밝기가 필요한 경우 공급업체의 상세한 빈닝 문서를 참조하고 주문 시 원하는 Iv 빈 코드를 지정해야 합니다.

Q: 네 개의 내부 LED 칩을 직렬로 연결할 수 있나요?

A: 내부 회로도가 확인이 필요합니다. 주어진 핀아웃은 칩 A, B, C, D에 대해 독립적인 애노드와 캐소드를 제안합니다. 이는 일반적으로 개별 제어 또는 다양한 직렬/병렬 조합으로 배선할 수 있도록 하지만, 단락을 피하기 위해 구성은 도면에 대해 확인해야 합니다.

10. 실용적인 설계 및 사용 사례

시나리오: 네 개의 표시등(전원, 인터넷, Wi-Fi, 이더넷)이 있는 네트워크 라우터용 상태 패널 설계.

LTL-6201KY는 밝고 균일한 앰버 빛과 넓은 시야각으로 선택되었습니다. PCB에서 5V 공급 레일을 사용할 수 있습니다. 순방향 전류 15mA(밝기와 전력 소비 사이의 절충)를 목표로 하고 일반 VF 2.4V를 사용하여 전류 제한 저항 값을 계산합니다: R = (5V - 2.4V) / 0.015A = 173.3 옴. 표준 180 옴 저항이 선택됩니다. 각 LED에 대해 하나씩 네 개의 동일한 회로가 구축됩니다. LED는 레이저 각인 레전드가 있는 전면 패널 뒤에 장착됩니다. LED가 일관된 강도로 빈닝되기 때문에 네 개의 표시기가 모두 사용자에게 동일하게 밝게 보입니다. 넓은 시야각은 라우터가 낮은 선반에 놓여 있을 때도 상태가 보이도록 합니다.

11. 기술 원리 소개

발광 다이오드(LED)는 전기발광이라는 과정을 통해 빛을 방출하는 반도체 장치입니다. 반도체 재료(이 경우 AlInGaP)의 PN 접합에 순방향 전압이 가해지면 N형 영역의 전자가 P형 영역의 정공과 공핍 영역에서 재결합합니다. 이 재결합은 광자(빛 입자) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(색상)은 반도체 재료의 에너지 밴드갭에 의해 결정됩니다. AlInGaP는 가시 스펙트럼의 빨강, 주황, 앰버, 노랑 부분에 해당하는 빛에 해당하는 밴드갭을 가집니다. 투명한 GaAs 기판을 사용하면 생성된 빛의 더 많은 부분이 칩에서 탈출할 수 있어 흡수성 기판에 비해 전체적인 빛 추출 효율을 향상시킵니다.

12. 기술 발전 동향

표시기 LED 기술의 동향은 더 높은 효율성, 더 큰 신뢰성 및 더 컴팩트한 패키징을 지향하고 있습니다. LTL-6201KY와 같은 스루홀 DIP 패키지는 높은 전력 처리 또는 수동 조립의 용이성이 필요한 특정 애플리케이션에 여전히 관련이 있지만, 산업은 자동화된 PCB 조립을 위해 공간과 비용을 절약하는 표면 실장 장치(SMD) 패키지(예: 0603, 0805, PLCC)로 크게 전환되었습니다. 색상 LED의 경우, 빨강-앰버-노랑용 AlInGaP 기술과 청록-흰색용 InGaN(인듐 갈륨 나이트라이드)이 우수한 성능으로 인해 주류가 되었습니다. 미래 발전은 더 높은 효율성(와트당 더 많은 루멘), 백색 LED의 개선된 색 재현성 및 LED 패키지 자체 내 제어 전자 장치(예: 정전류 드라이버)의 통합("스마트 LED")에 초점을 맞출 수 있습니다. 그러나 신뢰성, 명확한 데이터시트 사양, 적절한 열 및 전기 설계의 기본 원칙은 성공적인 구현을 위해 변함없이 중요합니다.