Spesifikasi Teknikal LTL307JGD LED Hijau Tersebar - Pakej T-1 3/4 - Voltan Hadapan 2.4V - Penyerakan Kuasa 75mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk komponen LED hijau tersebar yang direka untuk pemasangan lubang tembus. Peranti ini menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan cahaya hijau. Ia dicirikan oleh diameter pakej T-1 3/4 yang popular, menjadikannya pilihan serba boleh untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan pencahayaan pada papan litar bercetak (PCB) atau panel.

Kelebihan teras komponen ini termasuk output keamatan cahaya yang tinggi, penggunaan kuasa rendah, dan kecekapan tinggi. Ia direka untuk serasi dengan litar bersepadu (IC) kerana keperluan arusnya yang rendah. Tambahan pula, produk ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menunjukkan ia adalah komponen bebas plumbum (Pb).

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Penarafan ini ditentukan pada suhu ambien (T_A) 25°C dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Penyerakan Kuasa (P_D):75 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh diserakkan oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):60 mA. Ini adalah arus hadapan berdenyut maksimum yang dibenarkan, ditentukan di bawah kitar tugas 1/10 dengan lebar denyut 0.1ms.
• Arus Hadapan AT (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang boleh dikendalikan oleh LED.
• Penurunan Nilai:Arus hadapan AT mesti diturunkan nilai secara linear sebanyak 0.4 mA untuk setiap darjah Celsius melebihi suhu ambien 50°C.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan songsang melebihi nilai ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +100°C. Julat suhu ambien di mana peranti direka untuk berfungsi.
• Julat Suhu Penyimpanan:-55°C hingga +100°C.
• Suhu Pateri Kaki:260°C selama 5 saat, diukur 2.0 mm (0.078 inci) dari badan LED.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ciri-ciri elektrik dan optik diukur pada T_A=25°C dan mewakili parameter prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Cahaya (I_V):65 mcd (Min), 110 mcd (Tip) pada arus hadapan (I_F) 20 mA. Jaminan termasuk toleransi ±15%. Parameter ini diukur menggunakan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):50 darjah (Tip). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan cahaya turun kepada separuh daripada nilai paksi (atas-paksi), ciri kanta tersebar yang menyebarkan cahaya.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):575 nm (Tip). Panjang gelombang di mana output kuasa optik adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):572 nm (Tip). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang menentukan warna LED, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):11 nm (Tip). Lebar spektrum cahaya yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimumnya (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum - FWHM).
• Voltan Hadapan (V_F):2.1 V (Min), 2.4 V (Tip) pada I_F= 20 mA.
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maks) pada voltan songsang (V_R) 5 V.
• Kapasitans (C):40 pF (Tip) diukur pada sifar pincang (V_F=0) dan frekuensi 1 MHz.

3. Penjelasan Sistem Pembin

LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter optik utama untuk memastikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran. Dua kriteria pembin utama ditakrifkan.

3.1 Pembin Keamatan Cahaya

LED dikategorikan mengikut keamatan cahaya mereka yang diukur pada 20 mA. Kod bin, toleransi, dan julat adalah seperti berikut:

• Kod D:65 mcd (Min) hingga 85 mcd (Maks)
• Kod E:85 mcd (Min) hingga 110 mcd (Maks)
• Kod F:110 mcd (Min) hingga 140 mcd (Maks)
• Kod G:140 mcd (Min) hingga 180 mcd (Maks)

Nota: Toleransi pada setiap had bin adalah ±15%.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

LED juga dibin mengikut panjang gelombang dominan mereka untuk mengawal konsistensi warna. Bin ditakrifkan dalam langkah 2 nm.

• Kod H06:566.0 nm hingga 568.0 nm
• Kod H07:568.0 nm hingga 570.0 nm
• Kod H08:570.0 nm hingga 572.0 nm
• Kod H09:572.0 nm hingga 574.0 nm
• Kod H10:574.0 nm hingga 576.0 nm
• Kod H11:576.0 nm hingga 578.0 nm

Nota: Toleransi pada setiap had bin adalah ±1 nm.Nombor bahagian spesifik LTL307JGD akan sepadan dengan gabungan spesifik bin keamatan dan panjang gelombang.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet merujuk kepada lengkung ciri elektrik dan optik tipikal. Walaupun graf spesifik tidak diterangkan dalam teks yang disediakan, ia biasanya merangkumi plot penting berikut untuk analisis reka bentuk:

• Keamatan Cahaya Relatif vs. Arus Hadapan (I_Vvs. I_F):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, penting untuk menetapkan arus pemacu untuk kecerahan yang dikehendaki.
• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (V_Fvs. I_F):Lengkung ciri I-V diod, penting untuk mengira nilai perintang siri dan penyerakan kuasa.
• Keamatan Cahaya Relatif vs. Suhu Ambien (I_Vvs. T_A):Menggambarkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat, menekankan kepentingan pengurusan haba.
• Taburan Spektrum:Graf keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~575 nm dan lebar spektrum (FWHM) ~11 nm.
• Corak Sudut Pandangan:Plot kutub yang menunjukkan taburan sudut keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 50 darjah untuk kanta tersebar.

Lengkung ini membolehkan jurutera meramalkan tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan piawai (arus, suhu berbeza) dan penting untuk reka bentuk litar yang teguh.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Peranti menggunakan pakej bulat lubang tembus T-1 3/4 (5mm) piawai industri. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter (inci disediakan dalam kurungan).
• Toleransi umum ±0.25mm (±0.010\") terpakai melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Penonjolan maksimum resin di bawah flen adalah 1.0mm (0.04\").
• Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki muncul dari badan pakej plastik.

Lukisan dimensi spesifik akan memberikan nilai tepat untuk diameter badan, ketinggian kanta, panjang kaki, dan diameter kaki.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Untuk LED lubang tembus, polarity biasanya ditunjukkan oleh dua ciri: panjang kaki dan struktur dalaman. Kaki yang lebih panjang adalah anod (positif), dan kaki yang lebih pendek adalah katod (negatif). Tambahan pula, banyak pakej mempunyai titik rata pada pinggir kanta atau serong pada sisi katod flen. Memerhatikan kedua-dua penunjuk adalah disyorkan untuk orientasi yang betul.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan semasa pemasangan.

6.1 Pembentukan Kaki

• Lenturan mesti dilakukan pada titik sekurang-kurangnya 3 mm dari pangkal kanta LED.
• Pangkal bingkai kaki tidak boleh digunakan sebagai fulkrum.
• Pembentukan kaki mesti dilakukan pada suhu bilik dansebelumproses pateri.
• Semasa pemasukan PCB, gunakan daya cengkaman minimum yang diperlukan untuk mengelakkan tekanan mekanikal berlebihan pada kaki atau pakej.

6.2 Proses Pateri

• Kekalkan jarak minimum 2 mm antara pangkal kanta dan titik pateri. Kanta tidak boleh direndam dalam pateri.
• Elakkan menggunakan sebarang tekanan luaran pada kaki semasa LED berada pada suhu tinggi selepas pateri.
• Keadaan Pateri Disyorkan:
  • Pateri Tangan (Besi):Suhu maksimum 300°C, masa maksimum 3 saat per kaki (pateri satu kali sahaja).
  • Pateri Gelombang:Suhu pra-panas maksimum 100°C sehingga 60 saat. Suhu gelombang pateri maksimum 260°C untuk maksimum 5 saat.

Amaran:Melebihi had suhu atau masa ini boleh menyebabkan ubah bentuk kanta, kegagalan ikatan wayar dalaman, atau degradasi bahan epoksi, membawa kepada kegagalan peranti bencana.

6.3 Pembersihan dan Penyimpanan

• Pembersihan:Jika perlu, bersihkan hanya dengan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol.
• Penyimpanan:Untuk penyimpanan jangka panjang di luar pembungkusan asal, simpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam persekitaran nitrogen. Persekitaran penyimpanan yang disyorkan tidak melebihi 30°C atau 70% kelembapan relatif. Komponen yang dikeluarkan dari pembungkusan asalnya sebaiknya digunakan dalam tempoh tiga bulan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Aliran pembungkusan piawai adalah seperti berikut:

1. Unit Asas:500 keping atau 250 keping per beg pembungkusan anti-statik.
2. Karton Dalam:10 beg pembungkusan diletakkan ke dalam satu karton dalam, jumlah 5,000 keping.
3. Karton Luar (Karton Penghantaran):8 karton dalam dibungkus ke dalam satu karton luar, jumlah 40,000 keping.

Satu nota menyatakan bahawa dalam mana-mana lot penghantaran yang diberikan, hanya pek akhir mungkin mengandungi kuantiti tidak penuh. Nombor bahagian LTL307JGD mengikuti sistem pengekodan khusus pengeluar di mana "LTL" mungkin menandakan keluarga produk, "307" mungkin menunjukkan warna dan pakej, dan "JGD" menentukan kod bin prestasi untuk keamatan cahaya dan panjang gelombang dominan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED hijau tersebar ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan penunjuk yang jelas dan kelihatan, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Penunjuk status kuasa pada elektronik pengguna, perkakas, dan peralatan industri.
• Penunjuk isyarat dan mod pada peranti komunikasi, peralatan audio/video, dan panel kawalan.
• Pencahayaan belakang untuk suis, legenda, dan panel kecil.
• Lampu penunjuk tujuan umum dalam interior automotif, instrumentasi, dan projek hobi.

Datasheet menyatakan dengan jelas bahawa LED ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa (peralatan pejabat, peralatan komunikasi, aplikasi isi rumah). Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, peranti perubatan, sistem keselamatan), perundingan dengan pengeluar diperlukan sebelum digunakan.

8.2 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti yang didorong oleh arus. Peraturan reka bentuk kritikal adalah sentiasa menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan LED.

• Litar Disyorkan (Litar A):Setiap LED mempunyai perintang siri khususnya sendiri. Ini memastikan kecerahan seragam dengan mengimbangi variasi semula jadi dalam voltan hadapan (V_F) dari satu LED ke yang lain, walaupun mereka adalah jenis dan bin yang sama.
• Litar Tidak Disyorkan (Litar B):Menyambungkan berbilang LED secara selari dengan satu perintang pembatas arus kongsi. Perbezaan kecil dalam ciri-ciri I-V setiap LED akan menyebabkan arus terbahagi tidak sekata, membawa kepada perbezaan ketara dalam kecerahan antara peranti.

Nilai perintang siri (R_S) dikira menggunakan Hukum Ohm: R_S= (V_Bekalan- V_F) / I_F. Menggunakan V_Ftipikal 2.4V dan I_Fyang dikehendaki 20 mA dengan bekalan 5V: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Perintang piawai 130 Ω atau 150 Ω akan sesuai, juga memastikan penarafan kuasa mencukupi (P = I²R ≈ 0.052W).

8.3 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED terdedah kepada kerosakan daripada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga wajib termasuk:

• Kakitangan mesti memakai gelang pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik semasa mengendalikan LED.
• Semua peralatan, meja kerja, dan rak penyimpanan mesti dibumikan dengan betul.
• Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang boleh terkumpul pada permukaan kanta plastik disebabkan geseran semasa pengendalian.
• Kekalkan stesen kerja selamat statik dengan bahan yang disahkan dan pantau latihan/pensijilan untuk semua kakitangan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Dalam kategori LED hijau lubang tembus 5mm, peranti berasaskan AlInGaP ini menawarkan kelebihan berbeza:

• vs. LED Hijau GaP Tradisional:Teknologi AlInGaP biasanya menawarkan kecekapan dan keamatan cahaya yang jauh lebih tinggi berbanding LED hijau Gallium Fosfida (GaP) lama, menghasilkan output yang lebih terang pada arus pemacu yang sama.
• vs. LED Tidak Tersebar (Jernih Air):Kanta tersebar menyediakan sudut pandangan yang lebih lebar dan seragam (50° berbanding pancaran sempit untuk kanta jernih), menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penunjuk perlu kelihatan dari pelbagai sudut.
• vs. LED Super-Terang:Peranti ini menduduki segmen prestasi pertengahan. Ia menawarkan kecerahan yang baik (bin 65-180 mcd) sesuai untuk kebanyakan tujuan penunjuk tanpa keperluan arus pemacu melampau atau kos LED kecerahan ultra-tinggi, mengimbangi prestasi dan penggunaan kuasa dengan berkesan.
• Pematuhan RoHS:Sebagai produk bebas plumbum, ia memenuhi peraturan alam sekitar moden untuk pembuatan elektronik, yang merupakan pembeza utama dari komponen warisan tidak patuh.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

1. S: Apakah perintang yang patut saya gunakan dengan bekalan 5V?
   
   J: Untuk arus hadapan tipikal 20 mA dan V_F2.4V, gunakan perintang 130 Ω. Sentiasa kira berdasarkan voltan bekalan spesifik dan arus yang dikehendaki.
2. S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal?
   
   J: Ya, tetapi anda masih mesti menggunakan perintang pembatas arus siri. Pin mikropengawal bertindak sebagai sumber voltan. Pastikan pin boleh membekal atau menyerap arus 20 mA yang diperlukan.
3. S: Mengapa terdapat toleransi ±15% pada keamatan cahaya walaupun dalam bin?
   
   J: Pembuatan semikonduktor mempunyai variasi proses semula jadi. Pembin mengumpulkan LED dengan prestasi serupa, tetapi julat toleransi mengambil kira ketepatan pengukuran dan penyebaran prestasi kecil dalam kumpulan untuk menjamin tahap prestasi minimum.
4. S: Apa yang berlaku jika saya melebihi arus hadapan AT maksimum mutlak 30 mA?
   
   J: Melebihi penarafan ini meningkatkan suhu simpang melebihi had selamat, yang boleh mempercepatkan degradasi output cahaya (susut nilai lumen) dan memendekkan jangka hayat operasi dengan ketara, berpotensi menyebabkan kegagalan bencana serta-merta.
5. S: Betapa kritikalnya jarak pateri 2mm dari kanta?
   
   J: Sangat kritikal. Haba pateri yang dijalankan ke atas kaki boleh melembutkan atau mencairkan kanta epoksi, menyebabkan ubah bentuk atau membenarkan kemasukan kelembapan, yang akan merosakkan LED.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Panel Status Multi-LED

Seorang jurutera mereka bentuk panel kawalan dengan empat penunjuk status hijau. Menggunakan rel 5V biasa, mereka memerlukan kecerahan yang konsisten.

Penyelesaian:Laksanakan Litar A yang disyorkan. Gunakan empat perintang pembatas arus yang sama, satu secara bersiri dengan setiap LED LTL307JGD. Walaupun LED datang dari bin berbeza atau mempunyai variasi V_Fkecil, perintang individu akan mengawal arus melalui setiap satu secara bebas, memastikan keempat-empat penunjuk mempunyai kecerahan yang sepadan dan seragam. Sudut pandangan 50° kanta tersebar memastikan status kelihatan jelas kepada pengendali yang berdiri di hadapan atau sedikit ke sisi panel. Pereka bentuk mesti memastikan susun atur PCB mengekalkan jarak pad pateri minimum 2mm dari badan LED dan menyediakan jarak yang mencukupi untuk penyerakan haba, terutamanya jika LED akan didorong secara berterusan pada atau berhampiran arus maksimum.

12. Pengenalan Prinsip

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam diod semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada lapisan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup diod (~2.1V) digunakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif masing-masing dari lapisan semikonduktor jenis-N dan jenis-P. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi spesifik aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur semikonduktor, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, hijau pada panjang gelombang dominan ~572 nm. Kanta epoksi tersebar mengandungi zarah penyerakan yang merawak arah foton yang dipancarkan, melebarkan pancaran kepada sudut pandangan yang luas berbanding kanta jernih yang akan menghasilkan pancaran yang lebih fokus.

13. Trend Pembangunan

Evolusi LED penunjuk seperti ini mengikut beberapa trend industri utama:

• Peningkatan Kecekapan:Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan pertumbuhan epitaksial terus mendorong keberkesanan cahaya (lumen per watt) teknologi AlInGaP dan LED lain lebih tinggi, membolehkan output yang lebih terang pada arus lebih rendah atau penggunaan kuasa berkurangan untuk kecerahan yang sama.
• Pengecilan:Walaupun pakej T-1 3/4 kekal popular untuk aplikasi lubang tembus, terdapat peralihan pasaran yang kuat ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) (cth., 0603, 0402) untuk pemasangan PCB ketumpatan lebih tinggi. Komponen lubang tembus sering dikekalkan untuk prototaip, penggunaan hobi, atau aplikasi yang memerlukan keteguhan mekanikal lebih tinggi.
• Konsistensi Warna dan Pembin:Proses pembuatan menjadi lebih tepat, membawa kepada taburan pembin yang lebih ketat. Sesetengah aplikasi volum tinggi mungkin memerlukan LED "pra-dibin" atau "sepadan" dengan toleransi panjang gelombang dan keamatan yang sangat sempit.
• Integrasi:Terdapat trend ke arah mengintegrasikan perintang pembatas arus, diod perlindungan ESD, atau malah IC kawalan terus ke dalam pakej LED, mencipta komponen LED "pintar" atau "pemacu-mudah" yang memudahkan reka bentuk litar.
• Kelestarian:Dorongan untuk pematuhan RoHS dan bahan bebas halogen kini menjadi piawai. Trend masa depan mungkin termasuk peningkatan penggunaan bahan boleh kitar semula dalam pembungkusan dan pengurangan lanjut bahan berbahaya lain.