T-1 3/4 앰버 옐로우 LED 데이터시트 - 스루홀 램프 - 전압 2.4V - 전력 75mW - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

본 문서는 고성능 스루홀 장착형 LED 램프의 완전한 기술 사양을 제공합니다. 이 장치는 우수한 광 출력과 에너지 효율을 갖춘 신뢰할 수 있는 가시 표시등 조명이 필요한 응용 분야를 위해 설계되었습니다. 주요 기능은 다양한 전자 장비에서 상태 표시등, 백라이트 또는 범용 조명원 역할을 하는 것입니다.

이 부품의 핵심 장점은 밝은 환경에서도 우수한 가시성을 보장하는 높은 광도 출력을 포함합니다. 저전력 소비 특성을 갖추어 배터리 구동 또는 에너지 민감한 응용 분야에 적합합니다. 이 장치는 전기 에너지를 최소의 폐열로 빛으로 변환하는 고효율성을 자랑합니다. 다용도 장착 기능으로 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 패널에 쉽게 설치할 수 있습니다. 또한, 낮은 구동 전류만 필요로 하는 IC 호환성을 갖추어 회로 설계를 단순화합니다. 이 부품은 대중적인 T-1 3/4 패키지 직경을 사용하여 표준 PCB 레이아웃 및 제조 공정과의 광범위한 호환성을 보장합니다.

이 LED의 목표 시장은 내구성 있고 밝고 효율적인 표시등이 필요한 소비자 가전, 산업용 제어 패널, 자동차 실내 조명, 계측기 및 모든 응용 분야를 포함합니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

2.1 절대 최대 정격

절대 최대 정격은 장치에 영구적인 손상이 발생할 수 있는 응력 한계를 정의합니다. 이러한 정격은 주변 온도(T_A) 25°C에서 지정되며 모든 작동 조건에서 초과해서는 안 됩니다.

• 전력 소산(P_D):75 mW. 이는 장치가 열로 소산할 수 있는 최대 전력량입니다. 이 한계를 초과하면 열 폭주 및 고장의 위험이 있습니다.
• 피크 순방향 전류(I_FP):60 mA. 이는 1/10 듀티 사이클과 0.1ms 펄스 폭으로 정의된 펄스 조건 하에서 허용되는 최대 전류입니다. 이는 연속 전류 정격보다 훨씬 높아 짧은 시간 동안 고휘도 신호를 보낼 수 있습니다.
• 연속 순방향 전류(I_F):30 mA. 이는 LED의 성능이나 수명을 저하시키지 않고 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전류입니다.
• 감액 계수:50°C부터 선형적으로 0.4 mA/°C. 주변 온도가 50°C를 초과하는 경우, 허용 가능한 최대 연속 순방향 전류를 감소시켜야 합니다. 예를 들어, 70°C에서 최대 I_F는 30 mA - [0.4 mA/°C * (70°C - 50°C)] = 22 mA가 됩니다.
• 역방향 전압(V_R):5 V. 이 값보다 큰 역방향 전압을 인가하면 LED 접합의 즉각적이고 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +100°C. 장치는 이 주변 온도 범위 내에서 작동이 보장됩니다.
• 보관 온도 범위:-55°C ~ +100°C. 장치는 이 한계 내에서 열화 없이 보관할 수 있습니다.
• 리드 솔더링 온도:LED 본체에서 1.6mm(0.063") 떨어진 지점에서 측정 시 260°C, 5초. 이는 수동 또는 웨이브 솔더링 공정에 허용되는 열 프로파일을 정의합니다.

2.2 전기적 및 광학적 특성

전기적 및 광학적 특성은 T_A=25°C에서 측정되며 정상 작동 조건에서 장치의 일반적인 성능을 정의합니다. 이는 회로 설계 및 성능 기대치에 대한 핵심 파라미터입니다.

• 광도(I_V):최소 180 mcd, I_F= 20 mA에서 일반 700 mcd. 이는 CIE 명시 응답 곡선에 맞춰 필터링된 센서를 사용하여 측정된, 인간의 눈이 인지하는 LED의 밝기 측정값입니다. 넓은 범위는 빈닝 과정을 나타냅니다; 특정 단위의 구체적인 광도는 포장에 표시됩니다.
• 시야각(2θ_1/2):30도. 이는 광도가 축상에서 측정된 값의 절반으로 떨어지는 전체 각도입니다. 30도 각도는 비교적 집중된 빔을 나타내며, 지시등 응용 분야에 적합합니다.
• 피크 발광 파장(λ_P):595 nm. 이는 LED의 스펙트럼 전력 출력이 최대가 되는 파장입니다. 가시 스펙트럼의 앰버-옐로우 영역에 속합니다.
• 주 파장(λ_d):592 nm. CIE 색도도에서 유도된 이 값은 LED 빛의 인지된 색상을 가장 잘 나타내는 단일 파장입니다. 피크 파장에 매우 가까워 순수한 앰버-옐로우 색상을 확인시켜 줍니다.
• 스펙트럼 선 반폭(Δλ):15 nm. 이 파라미터는 방출된 빛의 스펙트럼 순도 또는 대역폭을 나타냅니다. 15 nm 값은 AlInGaP 기반 LED의 전형적인 값이며 포화된 색상을 만듭니다.
• 순방향 전압(V_F):일반 2.4 V, I_F= 20 mA에서 최대 2.4 V. 이는 LED가 작동할 때 LED 양단에 걸리는 전압 강하입니다. LED와 직렬로 연결된 전류 제한 저항 설계에 매우 중요합니다. 데이터시트는 최소 2.05V를 보여주지만, 일반/최대값은 2.4V로 주어져 이 값 주변의 긴밀한 분포를 시사합니다.
• 역방향 전류(I_R):V_R= 5 V에서 최대 100 µA. 이는 LED가 최대 정격 내에서 역방향 바이어스될 때 흐르는 작은 누설 전류입니다.
• 정전 용량(C):V_F= 0V, f = 1 MHz에서 40 pF. 이는 접합 정전 용량으로, 고주파 스위칭 응용 분야와 관련될 수 있습니다.

3. 빈닝 시스템 설명

데이터시트는 주로 광도를 위한 빈닝 시스템 사용을 암시합니다. 주석 3은 다음과 같이 명시합니다: "I_v 분류 코드는 각 포장 봉지에 표시됩니다." 이는 제조된 LED가 측정된 광도에 따라 테스트되고 분류(빈닝)됨을 나타냅니다. 사양은 180 mcd(최소)에서 700 mcd(일반)까지의 범위를 나열합니다. 단위는 특정 광도 빈(예: 180-250 mcd, 250-350 mcd 등)으로 그룹화되며, 빈 코드는 포장에 인쇄됩니다. 이는 설계자가 응용 분야에 일관된 밝기의 LED를 선택할 수 있게 합니다. 이 문서에서 파장이나 순방향 전압에 대해 명시적으로 상세히 설명되지는 않았지만, 이러한 파라미터들도 LED 제조에서 색상과 전기적 일관성을 보장하기 위해 일반적으로 빈닝됩니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트의 마지막 페이지는 "일반 전기/광학 특성 곡선"에 할애되어 있습니다. 구체적인 곡선은 텍스트 내용에 제공되지 않지만, 표준 LED 데이터시트는 일반적으로 다양한 조건에서 장치 동작을 이해하는 데 중요한 다음 그래프들을 포함합니다:

• 상대 광도 대 순방향 전류(I-V 곡선):이 곡선은 구동 전류에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여줍니다. 일반적으로 낮은 전류에서는 선형적이지만, 열 효과와 효율 저하로 인해 높은 전류에서는 포화될 수 있습니다.
• 순방향 전압 대 순방향 전류:이는 지수 관계를 보여주며 다이오드 동작을 확인시켜 줍니다. 전력 소산(V_F* I_F)을 계산하는 데 사용됩니다.
• 상대 광도 대 주변 온도:이 곡선은 광 출력의 열 감액을 보여줍니다. 대부분의 LED에서 광도는 접합 온도가 증가함에 따라 감소합니다.
• 피크 파장 대 주변 온도:이는 온도가 증가함에 따라 방출된 색상이 어떻게 이동하는지(일반적으로 더 긴 파장으로) 보여줍니다.
• 스펙트럼 분포:상대 강도 대 파장의 그래프로, 595 nm에서의 피크와 ~15 nm의 반폭을 보여주며 앰버-옐로우 색상을 정의합니다.

이러한 곡선들은 설계자가 온도와 구동 전류가 변할 수 있는 실제 조건에서 성능을 예측할 수 있게 합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수

LED는 표준 "T-1 3/4" 레이디얼 스루홀 패키지를 사용합니다. 데이터시트의 주요 치수 정보는 다음과 같습니다:

• 모든 치수는 밀리미터 단위이며, 인치는 괄호 안에 표시됩니다.
• 달리 명시되지 않는 한 ±0.25mm(±0.010")의 표준 공차가 적용됩니다.
• 플랜지 아래의 수지가 최대 1.0mm(0.04")까지 돌출될 수 있습니다.
• 리드 간격은 리드가 패키지 본체에서 나오는 지점에서 측정되며, 이는 PCB 홀 간격에 중요합니다.

구체적인 치수 도면은 본체 직경(T-1 3/4는 약 5mm), 리드 길이, 리드 직경 및 플랜지 위치를 보여줍니다. 더 긴 리드는 일반적으로 애노드(양극 측)를 나타냅니다.

5.2 극성 식별

스루홀 LED의 경우, 극성은 가장 일반적으로 리드 길이(더 긴 리드가 애노드)로 표시되며, 때로는 캐소드 리드 근처의 LED 렌즈나 본체의 평평한 부분으로 표시됩니다. 구체적인 표시는 데이터시트를 참조해야 하지만, 리드 길이 방법은 거의 보편적으로 적용됩니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

제공된 주요 솔더링 파라미터는 리드에 허용되는 최대 온도입니다: 본체에서 1.6mm 떨어진 지점에서 측정 시 260°C, 5초. 이는 내부 와이어 본딩과 에폭시 렌즈에 대한 열 손상을 방지하는 데 중요합니다.

권장 사항:

• 수동 솔더링:온도 제어 납땜 인두를 사용하십시오. LED 본체가 아닌 리드와 PCB 패드에 열을 가하십시오. 3-5초 이내에 솔더 접합을 완료하십시오.
• 웨이브 솔더링:예열 및 솔더 웨이브 프로파일이 LED 리드를 지정된 시간 이상 260°C를 초과하는 온도에 노출시키지 않도록 하십시오. LED 본체는 솔더 웨이브 위에 있어야 합니다.
• 세척:세척이 필요한 경우 에폭시 수지와 호환되는 용매를 사용하십시오. LED 구조를 손상시킬 수 있는 초음파 세척은 피하십시오.
• 리드 구부리기:리드 성형이 필요한 경우, 본체에서 최소 3mm 떨어진 지점에서 리드를 구부려 실링부에 스트레스를 피하십시오. 리드에 흠을 내지 않도록 적절한 도구를 사용하십시오.

보관 조건:지정된 온도 범위인 -55°C ~ +100°C 내의 건조한 정전기 방지 환경에 보관하십시오. 고습도 또는 부식성 가스에 노출되지 않도록 하십시오.

7. 포장 및 주문 정보

이 장치의 부품 번호는LTL2R3KYK입니다. 일반적인 LED 명명 규칙은 다음과 같이 분해될 수 있습니다: "LTL"은 스루홀 램프를 나타낼 수 있고, "2"는 시리즈 또는 색상과 관련될 수 있으며, "R3"은 광도 빈 또는 시야각을 지정할 수 있고, "KYK"는 렌즈/색상(투명 렌즈, AlInGaP 소스의 앰버 옐로우 색상)을 나타낼 가능성이 높습니다.

포장은 일반적으로 정전기 방지 백 또는 테이프 앤 릴(자동 조립용)로 이루어지며, 주석 3에 따라 각 백에 광도 빈 코드가 표시됩니다. 표준 수량은 종종 백 또는 릴당 1000개입니다.

8. 응용 권장 사항

8.1 일반적인 응용 회로

가장 일반적인 응용은 DC 전압원(예: 3.3V, 5V, 12V)으로 구동되는 상태 표시등입니다. 전류 제한 저항은 필수입니다. 저항 값(R_S)은 옴의 법칙을 사용하여 계산됩니다: R_S= (V_CC- V_F) / I_F.

5V 공급, 목표 I_F= 20mA에 대한 예시:

V_F(일반) = 2.4V

R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω.

가장 가까운 표준 값(120Ω 또는 150Ω)을 사용할 수 있습니다. 저항의 전력 정격은 최소 P = I_F²* R_S= (0.02)²* 130 = 0.052W이어야 하므로, 1/8W(0.125W) 저항으로 충분합니다.

마이크로컨트롤러 GPIO 핀 구동의 경우, 핀이 필요한 20mA를 공급하거나 싱크할 수 있는지 확인하십시오. 많은 현대 MCU는 핀당 더 낮은 한계(예: 8-10mA)를 가지므로 트랜지스터 버퍼가 필요할 수 있습니다.

8.2 설계 고려 사항

• 열 관리:전력 소산이 낮지만(최대 75mW), PCB 상의 LED와 다른 열원 사이에 적절한 간격을 확보하십시오. 주변 온도 50°C 이상에서 전류 감액 곡선을 준수하십시오.
• 전류 제어:항상 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 사용하십시오. 전압원에서 LED를 직접 구동하면 과도한 전류와 빠른 고장을 초래합니다.
• 역방향 전압 보호:역방향 전압이 인가될 가능성이 있는 경우(예: AC 회로 또는 보드 테스트 중), LED와 병렬로(캐소드에서 애노드로) 보호 다이오드를 포함하여 역방향 전압을 약 0.7V로 클램핑하십시오.
• 시야각:30도 시야각은 지시된 빔을 제공합니다. 더 넓은 영역 조명을 위해서는 확산 렌즈를 사용하거나 더 넓은 시야각을 가진 LED를 선택하는 것을 고려하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

이 AlInGaP 기반 앰버-옐로우 LED는 여과된 백열등이나 표준 GaAsP LED와 같은 오래된 기술에 비해 뚜렷한 장점을 제공합니다.

• 백열등 대비:훨씬 낮은 전력 소비(mW 대 와트), 훨씬 긴 수명(수만 시간 대 수백 시간), 더 높은 충격 및 진동 저항성, 더 빠른 스위칭 속도. 색상은 필터가 아닌 반도체 재료에 고유하므로 퇴색하지 않습니다.
• 표준 GaAsP 옐로우 LED 대비:AlInGaP 기술은 상당히 높은 광 효율과 밝기(mcd/mA)를 제공합니다. 또한 시간과 작동 조건에 걸쳐 더 나은 온도 안정성과 색상 일관성을 제공합니다.
• SMD LED 대비:스루홀 설계는 진동이 있는 응용 분야나 LED가 물리적으로 접촉되거나 조작될 수 있는 경우 우수한 기계적 강도를 제공합니다. 또한 프로토타이핑 및 수동 조립이 더 쉽습니다.

10. 자주 묻는 질문(FAQ)

Q1: 12V 회로에 어떤 저항이 필요한가요?

A1: V_F= 2.4V 및 I_F= 20mA 사용: R = (12 - 2.4) / 0.02 = 480 Ω. 표준 470 Ω 저항을 사용하십시오. 전력 소산: P = (0.02)^2 * 470 = 0.188W이므로, 1/4W 저항을 권장합니다.

Q2: 이 LED를 PWM 신호로 구동하여 디밍할 수 있나요?

A2: 예, LED는 PWM 디밍에 이상적입니다. 가시적인 깜빡임을 피하기 위해 PWM 주파수가 충분히 높은지(일반적으로 >100Hz) 확인하십시오. 각 펄스의 피크 전류는 절대 최대 피크 순방향 전류인 60mA를 초과해서는 안 됩니다.

Q3: LED가 예상보다 어두운 이유는 무엇인가요?

A3: 첫째, 직렬 저항 양단의 전압 강하를 측정하여 순방향 전류가 실제로 20mA인지 확인하십시오. 둘째, 주변 온도를 확인하십시오; 광 출력은 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 셋째, 포장에서 LED의 광도 빈을 확인하십시오; 빈 범위의 하위 끝에 있는 단위를 가지고 있을 수 있습니다.

Q4: 방열판이 필요한가요?

A4: 20mA 및 실온에서 연속 작동의 경우, 낮은 전력 소산(약 48mW)으로 인해 일반적으로 방열판이 필요하지 않습니다. 그러나 최대 연속 전류(30mA)에서 또는 고주변 온도 환경(>50°C)에서 작동하는 경우, 리드 주변에 충분한 PCB 구리 면적을 확보하는 것이 열 방산에 도움이 될 수 있습니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 사례

사례: 산업용 제어 패널 상태 표시등

산업용 기계는 여러 상태 LED가 있는 중앙 제어 패널을 사용합니다. 녹색 LED는 "전원 켜짐"을 나타내고, 빨간색 LED는 "고장"을 나타내며, 이 앰버-옐로우 LED는 "대기" 또는 "경고"를 나타내는 데 사용됩니다.

구현:LED는 전면 패널에 장착됩니다. 산업 환경에서 일반적인 24V DC 공급 레일로 구동됩니다. 기계의 PLC 출력에 의해 제어되는 트랜지스터 스위치가 LED를 켜고 끕니다. 직렬 저항은 20mA에 대해 계산됩니다: R = (24V - 2.4V) / 0.02A = 1080 Ω (1.1kΩ 사용). 저항 전력 정격은 P = (24-2.4)*0.02 = 0.432W이어야 하므로, 0.5W 저항이 선택됩니다. 30도 시야각은 경고등이 패널 정면의 작업자에게 명확하게 보이도록 보장하며, 넓은 각도에서 과도한 눈부심을 일으키지 않습니다. 높은 광도(최대 700 mcd)는 밝은 공장 환경에서도 가시성을 보장합니다.

12. 작동 원리 소개

이 LED는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드(AlInGaP) 반도체 재료를 기반으로 합니다. 다이오드의 접합 전위(AlInGaP의 경우 약 2.0-2.4V)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, n형 영역의 전자와 p형 영역의 정공이 활성 영역으로 주입됩니다. 이 전하 캐리어(전자와 정공)가 재결합할 때, 광자(빛) 형태로 에너지를 방출합니다. 방출된 빛의 특정 파장(앰버-옐로우, 592-595 nm)은 활성층에 사용된 AlInGaP 합금 조성의 밴드갭 에너지에 의해 결정됩니다. "투명" 렌즈는 방출된 파장에 투명한 에폭시 수지로 만들어져 빛이 효율적으로 빠져나갈 수 있게 하면서도 기계적 보호를 제공하고 빔 패턴(30도 시야각)을 형성합니다.

13. 기술 동향 및 발전

스루홀 LED는 견고성과 수동 조립 용이성이 필요한 특정 응용 분야에서 여전히 중요하지만, 전체 산업 동향은 표면 실장 장치(SMD) 패키지로 크게 이동했습니다. SMD LED는 자동화 조립, 더 작은 공간 점유, 더 낮은 프로파일, 그리고 종종 PCB에 대한 더 나은 열 관리 측면에서 장점을 제공합니다. AlInGaP 기술 자체에 대해서는, 지속적인 개발은 광 효율(루멘/와트) 증가, 고온 성능 개선, 그리고 풀컬러 디스플레이 및 자동차 조명과 같은 정밀한 색상 일치가 필요한 응용 분야를 위해 더욱 긴밀한 색상 및 광도 빈닝을 달성하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 또한, 앰버/옐로우 빛을 생성하기 위해 형광체를 여기시키는 파란색 또는 보라색 칩을 사용하는 형광체 변환 LED의 개발은 잠재적으로 더 높은 효율이나 색 재현 특성을 가진 특정 색상점을 달성하기 위한 대체 경로를 제공합니다.