T-13/4 (5mm) 초고휘도 LED 데이터시트 - 직경 5mm - 전압 2.0-2.4V - 전력 120mW - 슈퍼 레드에서 옐로우 색상 - 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 T-13/4 (5mm) 직경의 초고휘도 발광 다이오드(LED) 시리즈에 대한 사양을 상세히 설명합니다. 이들은 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 패널에 장착하도록 설계된 스루홀 부품입니다. LED는 갈륨 비소(GaAs) 반도체 기술 위에 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)를 사용하여 제작되었으며, 투명 에폭시 패키지로 캡슐화되어 있습니다. 이 시리즈는 높은 발광 강도 출력과 낮은 전력 소비를 특징으로 하며, 높은 가시성과 효율성이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점

• 높은 발광 강도:매우 밝은 출력을 제공하며, 특정 값은 모델과 색상에 따라 다릅니다.
• 낮은 전력 소비:일반적으로 20mA의 순방향 전류로 효율적으로 작동합니다.
• 높은 효율:전기적 입력 대비 상당한 광 출력을 제공합니다.
• 다양한 장착 방식:PCB 또는 패널 장착과 호환되는 표준 스루홀 설계입니다.
• IC 호환성:낮은 전류 요구 사항으로 인해 집적 회로에 의해 직접 구동될 수 있습니다.
• 표준 패키지:인기 있는 T-13/4 (5mm) 직경의 폼 팩터입니다.

1.2 목표 시장 및 응용 분야

이 LED는 명확하고 밝은 신호 전달이 필요한 응용 분야를 주로 대상으로 합니다. 일반적인 용도에는 메시지 디스플레이 및 교통 표지판과 같은 다양한 유형의 간판이 포함되며, 이 경우 원거리에서의 높은 가시성이 중요합니다.

2. 기술 파라미터 심층 분석

이 LED의 성능은 시야각으로 구분되는 여러 주요 전기 및 광학 파라미터에 걸쳐 정의되며, 이는 서로 다른 제품 시리즈(F, H, P, R) 간에 다릅니다.

2.1 절대 최대 정격

이 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 한계를 정의합니다. 모든 값은 주변 온도(T_A) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산(P_D):최대 120 mW.
• 피크 순방향 전류(I_FP):색상 변형에 따라 90 mA에서 130 mA 범위이며, 펄스 조건(1/10 듀티 사이클, 0.1ms 펄스 폭)에서 측정됩니다.
• 연속 순방향 전류(I_F):모든 변형에 대해 50 mA.
• 감액 계수:순방향 전류에 대해 70°C부터 선형적으로 0.6 mA/°C.
• 역방향 전압(V_R):최대 5 V (I_R= 100 µA에서).
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +100°C.
• 보관 온도 범위:-55°C ~ +100°C.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 1.6mm (0.063\") 떨어진 지점에서 측정 시 5초 동안 260°C.

2.2 전기 및 광학적 특성

이는 T_A=25°C 및 I_F=20mA에서 측정된 일반적인 작동 파라미터입니다. 시리즈는 시야각에 따라 정의됩니다: F 시리즈 (8°), H 시리즈 (15°), P 시리즈 (22°), R 시리즈 (30°). 발광 강도는 시야각과 반비례 관계에 있습니다.

2.2.1 F 시리즈 (8° 시야각)

• 발광 강도(I_v):3200-5500 mcd (슈퍼 레드)에서 4200-7800 mcd (기타 색상) 범위.
• 순방향 전압(V_F):일반적으로 2.0V ~ 2.4V, 슈퍼 레드는 1.9V ~ 2.3V.
• 피크 파장(λ_P):588 nm (옐로우)에서 639 nm (슈퍼 레드)까지 범위.
• 주 파장(λ_d):587 nm (옐로우)에서 631 nm (슈퍼 레드)까지 범위.
• 스펙트럼 반치폭(Δλ):15 nm에서 20 nm 범위.

2.2.2 H 시리즈 (15° 시야각)

• 발광 강도(I_v):1500-2400 mcd (슈퍼 레드)에서 1900-3400 mcd (기타 색상) 범위.
• 전기 및 스펙트럼 특성(V_F, λ_P, λ_d, Δλ)은 F 시리즈와 동일합니다.

2.2.3 P 시리즈 (22° 시야각)

• 발광 강도(I_v):880-1400 mcd (슈퍼 레드)에서 1150-2000 mcd (기타 색상) 범위.
• 전기 및 스펙트럼 특성(V_F, λ_P, λ_d, Δλ)은 F 및 H 시리즈와 동일합니다.

2.2.4 공통 파라미터

• 역방향 전류(I_R):V_R= 5V에서 최대 100 µA.
• 정전 용량(C):V_F= 0V, f = 1 MHz에서 일반적으로 40 pF.

2.3 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 발광 강도 빈닝 시스템을 나타냅니다.

• 발광 강도 빈닝:제품은 두 개의 등급(예: 최소값 및 일반값)으로 분류됩니다. 특정 빈 분류 코드는 각 개별 포장 봉지에 표시됩니다.
• 색상/파장 빈닝:부품 번호 구조는 색상 및 해당 파장 특성을 정확하게 정의합니다(예: 슈퍼 레드는 \"RK\", 레드는 \"EK\"). 색상 코드 내에는 추가 빈닝이 없습니다.

3. 기계적 및 패키지 정보

3.1 패키지 치수

LED는 5mm (T-13/4) 직경의 렌즈를 가진 표준 방사형 리드 패키지를 특징으로 합니다.

• 본체 직경:일반적으로 5.0mm.
• 리드 간격:리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정됩니다.
• 돌출된 수지:플랜지 아래 최대 1.0mm (0.04\").
• 공차:별도로 지정되지 않는 한 ±0.25mm (0.010\").

3.2 극성 식별

부품은 표준 LED 극성을 사용합니다. 긴 리드는 일반적으로 애노드(양극)이고, 짧은 리드는 캐소드(음극)입니다. 캐소드는 플라스틱 렌즈 가장자리의 평평한 부분으로 표시될 수도 있습니다. 역바이어스 손상을 방지하기 위해 솔더링 전 항상 극성을 확인하십시오.

4. 솔더링 및 조립 지침

4.1 수동 또는 웨이브 솔더링

스루홀 장착의 경우 표준 웨이브 또는 수동 솔더링 기술을 사용할 수 있습니다.

• 온도 한계:리드는 최대 5초 동안 260°C를 견딜 수 있습니다. 이 측정은 LED의 플라스틱 본체에서 1.6mm (0.063\") 떨어진 지점에서 이루어집니다.
• 열 관리:에폭시 패키지와 내부 반도체 다이에 손상을 방지하기 위해 열을 장시간 가하지 마십시오. 필요한 경우 솔더링 지점과 LED 본체 사이의 리드에 방열판(예: 핀셋)을 사용하십시오.

4.2 보관 조건

솔더링 가능성과 장치 무결성을 유지하기 위해 LED를 원래의 습기 차단 봉지에 넣어 지정된 보관 온도 범위인 -55°C ~ +100°C 내에서 제어된 환경에 보관하십시오. 고습도 또는 부식성 가스가 있는 환경을 피하십시오.

5. 응용 제안

5.1 일반적인 응용 시나리오

• 메시지 표지판 및 디스플레이:주간 가시성을 위한 높은 밝기가 필요한 상태 표시기, 스크롤 텍스트 디스플레이 또는 정보 패널에 이상적입니다.
• 교통 및 신호 표지판:보조 신호등, 횡단보도 표시기 또는 특정 색상(빨강, 호박색, 노랑)이 필요한 기타 교통 관련 응용 분야에 적합합니다.
• 산업용 표시기:기계 상태 표시등, 제어판의 경고 표시기.
• 소비자 가전:전원 표시기, 소형 디스플레이의 백라이트.

5.2 설계 고려 사항

• 전류 제한:항상 직렬 전류 제한 저항을 사용하십시오. 공급 전압(V_CC), LED의 순방향 전압(V_F), 원하는 순방향 전류(I_F, 일반적으로 20mA)를 기반으로 저항 값을 계산하십시오. 공식: R = (V_CC- V_F) / I_F.
• 시야각 선택:필요한 빔 패턴을 기반으로 시리즈를 선택하십시오. 지시된 장거리 시청을 위해 좁은 각도(8° F 시리즈)를 사용하십시오. 더 넓고 확산된 조명을 위해 더 넓은 각도(22° P 시리즈, 30° R 시리즈)를 사용하십시오.
• 열 관리:전력 소산은 낮지만, 작동 주변 온도가 100°C를 초과하지 않도록 하십시오. 다중 LED 또는 고온 환경에서의 설계의 경우, 간격과 가능한 공기 흐름을 고려하십시오.
• 역방향 전압 보호:LED는 역방향으로 최대 5V까지 견딜 수 있지만, 역바이어스에 노출되는 것을 피하는 것이 좋은 관행입니다. AC 또는 극성 반전 회로에서는 보호를 위해 역병렬 다이오드를 포함시키십시오.

6. 기술 비교 및 차별화

이전 세대의 표준 5mm LED(예: GaP 또는 GaAsP 기술 사용)와 비교하여, 이 AlInGaP 기반 시리즈는 상당한 장점을 제공합니다:

• 높은 효율 및 밝기:AlInGaP 기술은 우수한 발광 효율을 제공하여 동일한 구동 전류에 대해 훨씬 더 높은 발광 강도를 제공합니다.
• 향상된 색상 채도:스펙트럼 특성(더 좁은 반치폭)은 더 순수하고 채도 높은 색상을 제공할 수 있으며, 특히 빨강에서 호박색 범위에서 두드러집니다.
• 더 넓은 시야각 옵션:동일한 핵심 기술에서 여러 개의 명확하게 정의된 시야각(8°, 15°, 22°, 30°)을 사용할 수 있어 설계자는 LED의 전기적 또는 색상 특성을 변경하지 않고도 응용 분야에 맞게 광 분포를 정밀하게 조정할 수 있습니다.

7. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

7.1 피크 파장과 주 파장의 차이점은 무엇입니까?

피크 파장(λ_P)은 LED가 방출하는 빛의 스펙트럼 파워 분포가 최대가 되는 파장입니다.주 파장(λ_d)은 CIE 색도도에서 파생됩니다; 이는 LED 빛의 인지된 색상과 일치하는 순수 스펙트럼 색상의 단일 파장입니다. 넓은 스펙트럼을 가진 LED의 경우, 이러한 값은 다를 수 있습니다. 주 파장은 종종 인간이 인지하는 색상을 더 잘 나타냅니다.

7.2 F, H, P 시리즈 중에서 어떻게 선택합니까?

선택은 주로 필요한 빔 패턴과 강도에 기반합니다.F 시리즈 (8°)는 빛을 매우 좁고 강렬한 빔으로 집중시켜 장거리 표시에 이상적입니다.H 시리즈 (15°)는 강도와 확산의 좋은 균형을 제공합니다.P 시리즈 (22°)및R 시리즈 (30°)는 영역 조명 또는 광각 시청에 적합한 훨씬 더 넓고 확산된 빛을 제공합니다. 발광 강도는 시야각이 증가함에 따라 감소합니다.

7.3 전류 제한 저항 없이 이 LED를 구동할 수 있습니까?

No.LED는 전류 구동 장치입니다. 순방향 전압에는 공차와 음의 온도 계수(온도 상승에 따라 감소)가 있습니다. 전압원에 직접 연결하면 과도한 전류가 흐르며, 연속 순방향 전류(50mA)의 절대 최대 정격을 초과하여 장치를 파괴할 수 있습니다. 안정적이고 안전한 작동을 위해 직렬 저항은 필수입니다.

7.4 \"투명\" 렌즈는 무엇을 의미합니까?

\"투명\" 또는 비확산 렌즈는 완벽하게 투명합니다. 이는 LED 칩의 전체 강도를 투사하여 가능한 최고의 발광 강도와 더 명확한 빔 패턴(좁은 시야각 변형에서 볼 수 있음)을 제공합니다. 확산(우유빛) 렌즈처럼 빛을 산란시키지 않습니다.

8. 실용적인 설계 사례

시나리오:직사광선에서도 보여야 하는 야외 장비용 고가시성, 배터리 구동 \"ON\" 표시기 설계. 표시기 색상은 빨강이어야 합니다.

설계 선택:

1. LED 선택:선택:LTL2F3VEKNT(빨강, 8° 시야각, F 시리즈). 좁은 8° 빔은 발광 강도(일반적으로 1900-3100 mcd)를 조밀한 지점에 집중시켜 정면에 있는 관찰자에 대한 인지된 밝기를 극대화합니다. 빨강색은 \"전원 켜짐\" 표시기의 표준입니다.
2. 구동 회로:장치는 5V 레일로 구동됩니다. 일반적인 V_F2.4V 및 목표 I_F20mA를 사용하여: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. 표준 130Ω 또는 150Ω 1/4W 저항이 직렬로 사용됩니다.
3. 레이아웃:스루홀 LED는 전면 패널에 배치됩니다. 전류 제한 저항은 메인 PCB에 배치할 수 있습니다. 조립 시 LED의 극성이 올바르게 배향되었는지 확인하십시오.
4. 결과:매우 밝고 집중된 빨강 점 표시기로, 전력 소비는 20mA * 2.4V = 48mW에 불과하여 장치의 120mW 정격 내에 있어 장기적인 신뢰성을 보장합니다.

9. 기술 원리 소개

이 LED는알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP)반도체 재료를 갈륨 비소(GaAs) 기판 위에 성장시킨 것을 기반으로 합니다. 작동 원리는 전계 발광입니다.

1. p-n 접합에 순방향 전압이 가해지면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다.
2. 활성 AlInGaP 층 내에서 전자와 정공이 재결합합니다. 이 재결합 동안 방출되는 에너지는 광자(빛)의 형태로 방출됩니다.
3. 빛의 특정 색상(파장)은 AlInGaP 합금의 밴드갭 에너지에 의해 결정되며, 이는 결정 성장 중 알루미늄, 인듐, 갈륨 및 인의 정확한 비율에 의해 제어됩니다. 알루미늄과 인듐을 더 많이 추가하면 밴드갭이 증가하여 방출되는 빛이 빨강에서 노랑/초록쪽으로 이동합니다.
4. \"투명\" 에폭시 패키지는 렌즈 역할을 하여 광 출력을 형성하고 섬세한 반도체 칩에 대한 기계적 및 환경적 보호를 제공합니다.

10. 발전 동향

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

• 효율 증가:지속적인 재료 과학 및 제조 공정 개선으로 인해 더 높은 발광 효율(와트당 더 많은 루멘)이 가능해져 동일한 전류에서 더 밝은 출력 또는 더 낮은 전력 소비로 동일한 밝기를 얻을 수 있습니다.
• 색상 일관성 및 빈닝:에피택셜 성장 및 공정 제어의 발전으로 파장 및 발광 강도 분포가 더욱 엄격해져 광범위한 빈닝 필요성이 줄어들고 장치 간 더 일관된 성능을 제공합니다.
• 패키징 혁신:T-13/4 패키지는 스루홀 응용 분야에서 여전히 표준이지만, 대부분의 새로운 설계에서는 더 작은 크기와 자동화 조립 적합성으로 인해 표면 실장 장치(SMD) 패키지로의 일반적인 산업 전환이 있습니다. 그러나 스루홀 LED는 프로토타이핑, 교육용 키트 및 높은 신뢰성 또는 수동 조립이 필요한 응용 분야에서 여전히 중요성을 유지합니다.
• 확장된 색상 범위:새로운 반도체 재료(예: 청록/백색용 InGaN)의 개발은 AlInGaP를 보완하여 풀 컬러 디스플레이를 가능하게 했습니다. 단색 표시기의 경우, AlInGaP는 고휘도 빨강, 주황 및 호박색 LED를 위한 지배적인 기술로 남아 있습니다.