Dokumen Teknikal LTL-6201KY - Bar LED Kuning Amber Segi Empat Teknologi AlInGaP

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTL-6201KY ialah sumber cahaya keadaan pepejal yang direka sebagai paparan bar segi empat tepat. Fungsi utamanya adalah untuk menyediakan kawasan pancaran yang besar, terang dan seragam untuk aplikasi yang memerlukan penunjuk visual yang jelas. Peranti ini dibina menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju, yang dikonfigurasikan khusus untuk menghasilkan keluaran cahaya kuning amber. Teknologi ini, yang ditumbuhkan pada substrat GaAs (Gallium Arsenida) lutsinar, menyumbang kepada kecekapannya dan ketulenan warnanya. Produk ini dibungkus dalam pakej dual-in-line (DIP) standard, menjadikannya serasi dengan pelbagai teknik pemasangan, termasuk pemasangan panel dan legenda, yang meluaskan kebolehgunaannya dalam pelbagai pemasangan elektronik dan antara muka pengguna.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Peranti ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi industri, komersial dan pengguna. Kawasan pemancar cahayanya yang besar dan terang memastikan keterlihatan tinggi, yang amat penting untuk penunjuk status, lampu latar untuk legenda dan panel, serta pencahayaan umum di ruang terkurung. Keperluan kuasa rendah selaras dengan prinsip reka bentuk cekap tenaga moden, manakala nisbah kontras hidup-mati yang sangat baik memastikan penunjuk itu jelas boleh dibezakan antara keadaan aktif dan tidak aktifnya. Sudut pandangan yang luas adalah manfaat penting untuk aplikasi di mana penunjuk mungkin dilihat dari pelbagai kedudukan, bukan hanya dari hadapan. Kebolehpercayaan keadaan pepejal semula jadi teknologi LED bermakna peranti ini menawarkan jangka hayat operasi yang panjang, rintangan terhadap kejutan dan getaran, serta prestasi yang konsisten dari semasa ke semasa. Pasaran sasaran utama termasuk panel kawalan industri, instrumentasi, elektronik pengguna, pencahayaan dalaman automotif, dan sebarang aplikasi yang memerlukan lampu penunjuk yang teguh, boleh dipercayai dan terang.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang spesifikasi peranti adalah penting untuk integrasi yang betul ke dalam reka bentuk litar. Parameter-parameter ini menentukan batasan operasi dan prestasi yang dijangkakan di bawah keadaan tertentu.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi biasa.

• Pelesapan Kuasa per Cip:75 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan sebagai haba oleh setiap cip LED individu dalam pakej tanpa menyebabkan degradasi.
• Arus Hadapan Puncak per Cip:100 mA. Ini adalah arus hadapan serta-merta maksimum yang dibenarkan, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Melebihi ini, walaupun seketika, boleh menyebabkan kegagalan bencana.
• Arus Hadapan Berterusan per Cip:25 mA pada 25°C. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi DC berterusan. Faktor penyahkadaratan 0.33 mA/°C digunakan untuk suhu ambien (Ta) melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 50°C, arus berterusan maksimum akan menjadi lebih kurang 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Voltan Songsang per Cip:5 V. Menggunakan voltan pincang songsang yang melebihi nilai ini boleh merosakkan simpang PN LED.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti boleh berfungsi dan disimpan dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm (1/16 inci) di bawah satah dudukan. Ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau reflow untuk mengelakkan kerosakan pakej.

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik (pada Ta=25°C)

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian yang ditentukan, memberikan tingkah laku yang dijangkakan semasa operasi biasa.

• Keamatan Bercahaya Purata (Iv):Minimum 43 mcd, Tipikal 109 mcd pada arus hadapan (IF) 10 mA. Parameter ini terkategori, bermakna peranti dikelompokkan atau disusun berdasarkan keluaran cahaya yang diukur. Ia diukur menggunakan sensor dan penapis yang meniru tindak balas fotopik mata manusia (lengkung CIE).
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):595 nm (nanometer) pada IF=20 mA. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa optik berada pada tahap maksimum.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm pada IF=20 mA. Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau penyebaran panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Nilai yang lebih kecil menunjukkan cahaya yang lebih monokromatik (warna tulen).
• Panjang Gelombang Dominan (λd):592 nm pada IF=20 mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna cahaya yang dilihat oleh mata manusia, yang untuk peranti ini berada dalam kawasan kuning amber.
• Voltan Hadapan (VF):Minimum 2.05 V, Tipikal 2.6 V pada IF=20 mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus yang ditentukan. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 100 µA pada voltan songsang (VR) 5 V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila peranti dipincang songsang pada penarafan maksimumnya.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan

Datasheet dengan jelas menyatakan bahawa keamatan bercahaya adalah "terkategori." Ini merujuk kepada amalan industri biasa yang dikenali sebagai pengelompokan. Semasa pembuatan, terdapat variasi semula jadi dalam prestasi peranti semikonduktor. Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, LED diuji selepas pengeluaran dan disusun ke dalam kumpulan yang berbeza, atau "bin," berdasarkan parameter utama. Untuk LTL-6201KY, parameter terkumpul utama adalahKeamatan Bercahaya (Iv). Datasheet menyediakan julat (43-109 mcd pada 10mA), tetapi dalam pengeluaran, peranti akan dikumpulkan ke dalam sub-julat yang lebih ketat (contohnya, 43-55 mcd, 56-70 mcd, dll.). Ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan tahap kecerahan yang diketahui dan konsisten untuk aplikasi mereka, yang penting untuk produk yang memerlukan penampilan seragam merentasi pelbagai penunjuk. Walaupun tidak diterangkan secara terperinci dalam datasheet ringkas ini, parameter pengelompokan biasa lain untuk LED berwarna boleh termasuk voltan hadapan (VF) dan panjang gelombang dominan (λd) untuk memastikan konsistensi warna.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun petikan datasheet yang disediakan menyebut "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal," graf khusus tidak disertakan dalam teks. Biasanya, lengkung sedemikian untuk LED seperti LTL-6201KY akan termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Lengkung tak linear ini menunjukkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu, kerana perubahan kecil dalam voltan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Graf ini menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan peningkatan arus pemacu. Ia biasanya linear dalam julat tertentu tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi, dan arus berlebihan membawa kepada penurunan kecekapan dan penuaan dipercepatkan.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Lengkung ini menunjukkan penyahkadaratan keluaran cahaya apabila suhu simpang LED meningkat. Suhu yang lebih tinggi secara amnya mengurangkan keluaran cahaya dan boleh mengalihkan panjang gelombang sedikit.
• Taburan Spektrum:Plot yang menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi spektrum panjang gelombang, berpusat pada panjang gelombang puncak 595nm dengan separuh lebar yang ditakrifkan.

Pereka mesti merujuk datasheet penuh dengan graf ini untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard (arus, suhu yang berbeza) dan untuk mengoptimumkan prestasi dan kebolehpercayaan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Lukisan

Peranti menggunakan pakej dual-in-line segi empat tepat. Lukisan dimensi memberikan ukuran kritikal untuk susun atur PCB (Papan Litar Bercetak), termasuk panjang, lebar dan ketinggian keseluruhan pakej, jarak antara pin (pic), diameter pin, dan kedudukan tingkap pemancar cahaya. Nota tersebut menyatakan bahawa semua dimensi adalah dalam milimeter, dengan toleransi standard ±0.25 mm (0.01 inci) melainkan dinyatakan sebaliknya. Pematuhan tepat kepada dimensi ini adalah perlu untuk pemasangan yang betul dalam potongan panel dan pada PCB.

5.2 Sambungan Pin dan Pengenalpastian Polarity

LTL-6201KY mempunyai 8 pin. Susunan pin adalah seperti berikut: 1-Katod A, 2-Anod A, 3-Anod B, 4-Katod B, 5-Katod D, 6-Anod D, 7-Anod C, 8-Katod C. Konfigurasi ini mencadangkan bar segi empat tepat mengandungi berbilang cip LED (mungkin empat, dilabel A, B, C, D) yang disusun dalam litar tertentu. Gambarajah litar dalaman, walaupun tidak terperinci di sini, akan menunjukkan bagaimana anod dan katod ini disambungkan secara dalaman. Polarity yang betul adalah paling penting; menyambungkan LED dalam pincang songsang akan menghalangnya daripada menyala dan, jika penarafan voltan songsang dilebihi, boleh memusnahkan peranti. Pakej itu mungkin mempunyai penanda fizikal (takuk, titik, atau tepi serong) untuk mengenal pasti Pin 1.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Bahagian penarafan maksimum mutlak menyediakan parameter utama untuk pateri: suhu badan tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat. Ini adalah penarafan standard untuk banyak komponen melalui lubang. Untuk pateri gelombang, kelajuan penghantar dan suhu pemanasan awal mesti dikawal untuk memenuhi had ini. Untuk pateri manual, besi terkawal suhu harus digunakan, dan masa sentuhan dengan pin harus diminimumkan. Adalah disyorkan untuk memateri tidak lebih dekat daripada 1.6mm dari badan plastik untuk mengelakkan kerosakan haba. Selepas pateri, peranti harus dibiarkan sejuk secara semula jadi. Prosedur pengendalian ESD (Nyahcas Elektrostatik) yang betul harus diikuti semasa semua peringkat pemasangan untuk mengelakkan kerosakan pada simpang semikonduktor sensitif.

7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Panel Kawalan Perindustrian:Penunjuk status untuk jentera, hidup/mati kuasa, penggera kerosakan, dan pemilihan mod.
• Instrumentasi:Lampu latar untuk suis, skala, dan dail pada peralatan ujian.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk kuasa, lampu status fungsi (contohnya, rakam, main, senyap) pada peralatan audio/video.
• Dalaman Automotif:Pencahayaan untuk suis papan pemuka, penunjuk gear, atau pencahayaan kabin umum (di mana warna dan kecerahan sesuai).
• Legenda dan Panel:Lampu latar untuk label terukir atau tercetak pada panel hadapan, memberikan penampilan profesional dan bercahaya sekata.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

• Penghad Arus:LED ialah peranti berkuasa arus. Perintang penghad arus bersiri adalah wajib apabila memacu dari sumber voltan untuk menetapkan titik operasi (contohnya, 10mA atau 20mA mengikut datasheet) dan mencegah pelarian haba. Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_sumber - VF_LED) / I_dikehendaki.
• Pengurusan Haba:Walaupun berkuasa rendah, lengkung penyahkadaratan untuk arus berterusan mesti dihormati. Dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau ruang tertutup, arus berkesan mesti dikurangkan untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang, yang menjejaskan keluaran cahaya dan jangka hayat.
• Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat tetapi mesti dipertimbangkan dalam reka bentuk mekanikal. Cahaya mungkin tumpah ke kawasan bersebelahan, yang mungkin diingini atau memerlukan pandu cahaya/penghalang untuk mengawal.
• Pengelompokan untuk Konsistensi:Untuk aplikasi dengan berbilang penunjuk, adalah disyorkan untuk menentukan kelompok keamatan bercahaya yang ketat dari pembekal untuk memastikan kecerahan seragam merentasi produk.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LTL-6201KY ialah penggunaannya terhadapAlInGaPteknologi untuk cahaya kuning amber. Berbanding dengan teknologi lama seperti LED GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide) standard, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, bermakna lebih banyak keluaran cahaya untuk kuasa input elektrik yang sama. Ia juga memberikan kestabilan warna yang lebih baik merentasi suhu dan jangka hayat, dan warna yang lebih tepu dan tulen kerana separuh lebar spektrumnya yang lebih sempit. Bentuk bar segi empat tepat dengan kawasan pancaran besar dan pembungkusan DIP menjadikannya berbeza dari LED sumber titik yang lebih kecil (seperti LED bulat 3mm atau 5mm) dan alternatif peranti permukaan-pasang (SMD), menawarkan pengendalian yang lebih mudah untuk pemasangan melalui lubang dan kemungkinan penyebaran haba yang lebih baik melalui pendawaiannya yang lebih panjang.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA untuk kecerahan lebih?

J: Penarafan arus berterusan maksimum ialah 25mA pada 25°C. Beroperasi pada 30mA melebihi penarafan ini, yang akan meningkatkan suhu simpang, mengurangkan kecekapan, dan memendekkan jangka hayat peranti dengan ketara. Ia tidak disyorkan.

S: Voltan hadapan disenaraikan sebagai "2.05V min, 2.6V tip." Nilai mana yang patut saya gunakan untuk pengiraan litar saya?

J: Untuk reka bentuk yang teguh, gunakan nilai tipikal maksimum (2.6V) untuk memastikan ruang kepala voltan yang mencukupi. Jika anda menggunakan minimum (2.05V) dan mendapat peranti dengan VF yang lebih tinggi, litar anda mungkin tidak menyediakan arus yang mencukupi untuk mencapai kecerahan yang dikehendaki.

S: Apakah maksud "terkategori untuk keluaran cahaya" untuk pesanan saya?

J: Ia bermakna anda boleh meminta peranti dari julat kecerahan tertentu (bin). Jika aplikasi anda memerlukan kecerahan konsisten merentasi berbilang unit, anda harus merujuk dokumen pengelompokan terperinci pembekal dan menentukan kod bin Iv yang dikehendaki semasa membuat pesanan.

S: Bolehkah saya menyambungkan empat cip LED dalaman secara bersiri?

J: Gambarajah litar dalaman diperlukan untuk mengesahkan. Susunan pin yang diberikan mencadangkan anod dan katod bebas untuk cip A, B, C, D. Ini biasanya membenarkan kawalan individu atau pendawaian dalam pelbagai gabungan bersiri/selari, tetapi konfigurasi mesti disahkan terhadap gambarajah untuk mengelakkan litar pintas.

10. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel status untuk penghala rangkaian dengan empat lampu penunjuk (Kuasa, Internet, Wi-Fi, Ethernet).

LTL-6201KY dipilih untuk cahaya kuning ambernya yang terang dan seragam serta sudut pandangan luas. Bekalan 5V tersedia pada PCB. Mensasarkan arus hadapan 15mA (kompromi antara kecerahan dan penggunaan kuasa), dan menggunakan VF tipikal 2.4V, nilai perintang penghad arus dikira: R = (5V - 2.4V) / 0.015A = 173.3 Ohm. Perintang standard 180 Ohm dipilih. Empat litar yang sama dibina, satu untuk setiap LED. LED dipasang di belakang panel hadapan dengan legenda terukir laser. Kerana LED dikelompokkan untuk keamatan konsisten, keempat-empat penunjuk kelihatan sama terang kepada pengguna. Sudut pandangan yang luas memastikan status kelihatan walaupun penghala diletakkan di rak rendah.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang PN bahan semikonduktor (dalam kes ini, AlInGaP), elektron dari rantau jenis-N bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-P dalam zon susutan. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. AlInGaP mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan cahaya dalam bahagian merah, oren, amber dan kuning spektrum boleh lihat. Penggunaan substrat GaAs lutsinar membolehkan lebih banyak cahaya yang dijana keluar dari cip, meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya keseluruhan berbanding substrat penyerap.

12. Trend Pembangunan Teknologi

Trend dalam teknologi LED penunjuk terus ke arah kecekapan lebih tinggi, kebolehpercayaan lebih besar, dan pembungkusan lebih padat. Walaupun pakej DIP melalui lubang seperti LTL-6201KY kekal relevan untuk aplikasi tertentu yang memerlukan pengendalian kuasa tinggi atau kemudahan pemasangan manual, industri sebahagian besarnya telah beralih kepada pakej Peranti Permukaan-Pasang (SMD) (contohnya, 0603, 0805, PLCC) untuk pemasangan PCB automatik, menjimatkan ruang dan kos. Untuk LED berwarna, teknologi AlInGaP untuk merah-amber-kuning dan InGaN (Indium Gallium Nitrida) untuk biru-hijau-putih telah menjadi dominan kerana prestasi unggul mereka. Pembangunan masa depan mungkin memberi tumpuan kepada kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), pembiakan warna yang lebih baik untuk LED putih, dan integrasi elektronik kawalan (seperti pemacu arus malar) dalam pakej LED itu sendiri ("LED pintar"). Walau bagaimanapun, prinsip asas kebolehpercayaan, spesifikasi datasheet yang jelas, dan reka bentuk haba dan elektrik yang betul kekal malar dan kritikal untuk pelaksanaan yang berjaya.