Dokumen Teknikal LTL816GE3T Lampu LED Hijau - Pakej T-1 - 2.6V - 52mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTL816GE3T ialah lampu diod pemancar cahaya (LED) hijau yang direka untuk pemasangan lubang tembus pada papan litar bercetak (PCB). Ia tergolong dalam keluarga pakej T-1 yang popular, menawarkan faktor bentuk standard yang serasi dengan pelbagai aplikasi yang memerlukan penunjuk status atau pencahayaan.

1.1 Kelebihan Teras

LED ini menawarkan beberapa kelebihan utama untuk pereka. Ia mempunyai penggunaan kuasa rendah dan kecekapan pencahayaan yang tinggi, menjadikannya sesuai untuk aplikasi sensitif tenaga. Peranti ini dibina menggunakan bahan bebas plumbum dan mematuhi sepenuhnya arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) digabungkan dengan kanta lutsinar hijau menghasilkan output cahaya hijau yang jelas dan terang.

1.2 Pasaran Sasaran dan Aplikasi

LTL816GE3T direka untuk fleksibiliti merentasi pelbagai industri. Aplikasi utamanya termasuk penunjuk status dan lampu latar dalam peralatan komunikasi, komputer, elektronik pengguna, perkakas rumah, dan pelbagai sistem kawalan industri. Pakej T-1 standard memastikan integrasi mudah ke dalam reka bentuk dan proses pembuatan sedia ada.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Memahami ciri-ciri elektrik dan optik adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan ramalan prestasi.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia dinyatakan pada suhu ambien (TA) 25°C.

• Pelesapan Kuasa (Pd):Maksimum 52 mW. Ini ialah jumlah kuasa yang boleh diserakkan oleh peranti sebagai haba dengan selamat.
• Arus Hadapan DC (IF):20 mA berterusan. Melebihi arus ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi pantas.
• Arus Hadapan Puncak:Maksimum 60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas ≤ 1/10, lebar denyut ≤ 10 μs). Ini berguna untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Penurunan Nilai:Arus hadapan DC maksimum mesti diturunkan secara linear sebanyak 0.27 mA untuk setiap darjah Celsius melebihi 30°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan adalah jauh lebih rendah daripada 20 mA.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk operasi dalam persekitaran yang keras.
• Suhu Pateri Kaki:260°C untuk maksimum 5 saat, diukur pada jarak 1.6mm (0.063") dari badan LED. Ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau tangan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada TA=25°C dan arus hadapan (IF) 10 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 12.6 mcd ke nilai tipikal 29 mcd, dengan maksimum 110 mcd. Keamatan sebenar dibin (lihat Seksyen 4). Pengukuran menggunakan sensor/penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE. Toleransi ujian ±15% digunakan pada nilai Iv yang dijamin.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):35 darjah (tipikal). Ini ialah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan jatuh kepada separuh daripada nilai paksi (pusat). Ia mentakrifkan penyebaran pancaran LED.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):568 nm (tipikal). Ini ialah panjang gelombang pada titik tertinggi dalam spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 563 nm hingga 573 nm (lihat Jadual Bin). Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili warna cahaya yang dilihat.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):30 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (VF):2.1V (minimum) hingga 2.6V (tipikal) pada 10 mA. Ini ialah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi.
• Arus Songsang (IR):10 μA maksimum pada voltan songsang (VR) 5V.Penting:Peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

3. Spesifikasi Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. LTL816GE3T menggunakan sistem binning dua dimensi.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

LED diklasifikasikan berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada 10 mA. Kod bin dan julatnya adalah seperti berikut (toleransi pada setiap had bin adalah ±15%):

• O1:60.0 - 110 mcd
• N1:40.0 - 60.0 mcd
• N2:29.0 - 40.0 mcd
• N3:19.0 - 29.0 mcd
• N4:12.6 - 19.0 mcd

Kod klasifikasi Iv ditanda pada setiap beg pembungkusan untuk kebolehjejakan.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

LED juga disusun mengikut panjang gelombang dominan mereka untuk mengawal warna hijau yang tepat. Kod bin dan julat adalah seperti berikut (toleransi pada setiap had bin adalah ±1 nm):

• YG:571.0 - 573.0 nm
• PG:569.0 - 571.0 nm
• GG:567.0 - 569.0 nm
• GG1:565.0 - 567.0 nm
• GG2:563.0 - 565.0 nm

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Garis Besar

LED mematuhi pakej berkaki radial T-1 (3mm) standard. Nota dimensi utama termasuk:

• Semua dimensi adalah dalam milimeter (inci disediakan dalam lukisan asal).
• Toleransi standard ±0.25mm (.010") terpakai melainkan dinyatakan sebaliknya.
• Resin di bawah flens mungkin menonjol sehingga maksimum 1.0mm (.04").
• Jarak kaki diukur di mana kaki muncul dari badan pakej.
• Kaki anod (positif) biasanya adalah kaki yang lebih panjang, yang merupakan amalan industri biasa untuk pengenalpastian polariti.

4.2 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus untuk pengendalian automatik dan penghantaran pukal:

• Unit Asas:500, 200, atau 100 keping setiap beg pembungkusan anti-statik.
• Karton Dalaman:Mengandungi 10 beg pembungkusan, jumlah 5,000 keping (apabila menggunakan beg 500 keping).
• Karton Luaran:Mengandungi 8 karton dalaman, jumlah 40,000 keping setiap karton luaran.
• Satu nota menyatakan bahawa dalam setiap lot penghantaran, hanya pek akhir yang mungkin bukan pek penuh.

5. Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk mengelakkan kerosakan dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

5.1 Penyimpanan dan Pembersihan

LED harus disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 70% kelembapan relatif. Jika dikeluarkan dari pembungkusan asal, ia harus digunakan dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan lebih lama, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau persekitaran nitrogen. Pembersihan, jika perlu, harus dilakukan dengan pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol.

5.2 Pembentukan Kaki dan Pemasangan PCB

Kaki mesti dibengkokkan pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Pangkal bingkai kaki tidak boleh digunakan sebagai fulkrum. Semua pembentukan mesti dilakukan pada suhu bilik dansebelumpateri. Semasa pemasukan PCB, gunakan daya clinch minimum yang diperlukan untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada pakej.

5.3 Proses Pateri

Jarak minimum 1.6mm mesti dikekalkan dari pangkal kanta ke titik pateri. Mencelup kanta ke dalam pateri mesti dielakkan. Jangan gunakan tekanan pada kaki semasa pateri semasa LED panas.

Keadaan Pateri Disyorkan:

• Besi Pateri:Suhu maksimum 350°C. Masa: maksimum 3 saat (sekali sahaja). Kedudukan: Tidak lebih dekat daripada 1.6mm dari pangkal kanta.
• Pateri Gelombang:Pra-panas: maksimum 100°C untuk maksimum 60 saat. Gelombang Pateri: maksimum 260°C. Masa Pateri: maksimum 5 saat. Kedudukan Pencelupan: Tidak lebih rendah daripada 1.6mm dari pangkal kanta.

Amaran Kritikal:Suhu atau masa yang berlebihan boleh mengubah bentuk kanta atau menyebabkan kegagalan katastrofik. Pateri alir semula inframerah (IR) adalahtidak sesuaiuntuk produk LED jenis lubang tembus ini.

6. Reka Bentuk Aplikasi dan Kaedah Pendorongan

6.1 Reka Bentuk Litar Pendorong

LED ialah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila berbilang LED digunakan secara selari, adalahsangat disyorkanuntuk menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap LED individu (Litar A). Ini mengimbangi variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (Vf) antara LED individu. Menggunakan satu perintang untuk berbilang LED selari (Litar B) tidak disyorkan, kerana perbezaan dalam Vf akan menyebabkan variasi kecerahan yang ketara antara LED.

6.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

Elektrik statik boleh merosakkan simpang semikonduktor. Untuk mengelakkan kerosakan ESD:

• Operator harus menggunakan gelang pergelangan tangan konduktif atau sarung tangan anti-statik.
• Semua peralatan, meja kerja, dan rak penyimpanan mesti dibumikan dengan betul.
• Gunakan penghembus ion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada permukaan kanta plastik akibat geseran.
• Pastikan kakitangan yang bekerja di kawasan selamat statik dilatih dengan betul dan diperakui ESD.

7. Lengkung Prestasi dan Analisis

Datasheet merujuk kepada lengkung ciri tipikal yang penting untuk analisis reka bentuk terperinci. Lengkung ini secara grafik mewakili hubungan antara parameter utama di bawah pelbagai keadaan.

7.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung ini menunjukkan hubungan tidak linear antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Ia adalah penting untuk memilih nilai perintang siri yang sesuai untuk mencapai arus operasi yang dikehendaki daripada voltan bekalan yang diberikan. Lengkung akan menunjukkan voltan "lutut" tipikal sekitar 2V, selepas itu arus meningkat dengan pantas dengan peningkatan kecil dalam voltan.

7.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pendorong. Ia umumnya linear dalam julat tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan haba dan penurunan kecekapan. Ini membantu pereka mengimbangi keperluan kecerahan terhadap penggunaan kuasa dan penjanaan haba.

7.3 Taburan Spektrum

Plot taburan spektrum menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk LED hijau AlInGaP ini, ia biasanya akan menunjukkan puncak sempit berpusat sekitar 568 nm (panjang gelombang puncak) dengan separuh lebar ciri kira-kira 30 nm, mentakrifkan ketulenan warna.

8. Perbandingan Teknikal dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Perbezaan daripada Teknologi Lain

Penggunaan teknologi AlInGaP untuk cahaya hijau menawarkan kelebihan berbanding teknologi lama seperti Gallium Fosfida (GaP). LED AlInGaP umumnya memberikan kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik, menghasilkan output cahaya yang lebih terang dan lebih konsisten merentasi julat suhu operasi.

8.2 Pertimbangan Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (maksimum 52mW), spesifikasi penurunan nilai adalah kritikal. Dalam aplikasi suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus berterusan maksimum, had arus berkesan berkurangan. Pereka mesti mengira suhu simpang sebenar berdasarkan suhu ambien, arus hadapan, dan laluan rintangan haba melalui kaki ke PCB untuk memastikan operasi yang boleh dipercayai.

8.3 Reka Bentuk Optik dalam Aplikasi

Sudut pandangan 35 darjah memberikan pancaran yang agak luas, sesuai untuk penunjuk status yang perlu kelihatan dari pelbagai sudut. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran yang lebih fokus atau tersebar, optik sekunder (kanta atau paip cahaya) boleh digunakan bersama dengan LED. Kanta lutsinar hijau menawarkan ketepuan warna yang baik.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Bolehkah saya mendorong LED ini tanpa perintang siri?

No.Voltan hadapan mempunyai julat (2.1V hingga 2.6V) dan bergantung pada suhu. Menyambungkannya terus ke sumber voltan walaupun sedikit di atas Vf boleh menyebabkan lonjakan arus yang tidak terkawal, melebihi penarafan maksimum mutlak dan memusnahkan peranti. Perintang siri adalah wajib untuk pengawalan arus.

9.2 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λP)ialah panjang gelombang fizikal pada titik tertinggi spektrum pancaran.Panjang Gelombang Dominan (λd)ialah nilai yang dikira dari kolorimetri yang mewakili warna yang dilihat. Untuk sumber monokromatik seperti LED hijau ini, ia sering hampir, tetapi λd adalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi.

9.3 Mengapa terdapat toleransi ±15% pada keamatan pencahayaan?

Toleransi ini mengambil kira variasi sistem pengukuran dan variasi pengeluaran kecil. Sistem binning (N1, N2, dll.) digunakan untuk menyediakan julat keamatan minimum dan maksimum yang dijamin untuk konsistensi pengeluaran. Pereka harus menggunakan nilai minimum dari bin yang dipilih untuk pengiraan kecerahan kes terburuk.

9.4 Bolehkah saya menggunakan LED ini untuk aplikasi luar?

Datasheet menyatakan ia sesuai untuk tanda dalaman dan luar. Julat suhu operasi -40°C hingga +85°C menyokong penggunaan luar. Walau bagaimanapun, untuk pendedahan luar jangka panjang, pertimbangan reka bentuk tambahan diperlukan, seperti perlindungan daripada sinaran UV (yang boleh merosakkan kanta epoksi dari masa ke masa) dan kemasukan lembapan, yang tidak diliputi dalam datasheet peringkat komponen ini.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

10.1 Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status

Pertimbangkan panel kawalan yang memerlukan sepuluh penunjuk status hijau. Bekalan kuasa sistem ialah 5V DC. Matlamatnya adalah untuk mencapai penunjuk yang terang dan seragam.

1. Pemilihan Arus:Pilih arus pendorong 10 mA, yang berada dalam had maksimum 20 mA dan memberikan kecerahan yang baik (tip. 29 mcd).
2. Pengiraan Perintang:Menggunakan Vf tipikal 2.6V pada 10 mA. Nilai perintang R = (Vsupply - Vf) / If = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Gunakan nilai standard terdekat (240 Ω atau 220 Ω). Penarafan kuasa: P = I^2 * R = (0.01)^2 * 240 = 0.024W, jadi perintang 1/8W atau 1/10W standard adalah mencukupi.
3. Topologi Litar:LaksanakanLitar Adaripada datasheet: satu perintang pembatas arus bebas untuk setiap sepuluh LED, semua disambungkan secara selari ke rel 5V. Ini memastikan kecerahan seragam walaupun Vf LED individu berbeza dalam bin.
4. Susun Atur PCB:Kekalkan jarak pateri 1.6mm. Pastikan anod (kaki lebih panjang) berorientasi dengan betul pada skrin sut PCB. Sediakan tuangan kuprum yang mencukupi untuk penyebaran haba jika beroperasi dalam suhu ambien tinggi.
5. Binning:Nyatakan bin keamatan ketat (contohnya, N2 atau N1) dan bin panjang gelombang dominan tertentu (contohnya, PG) dalam pesanan pembelian untuk memastikan konsistensi visual merentasi semua sepuluh penunjuk pada panel.

11. Prinsip Operasi

LTL816GE3T beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dari lapisan semikonduktor AlInGaP jenis-n disuntik merentasi simpang ke dalam lapisan jenis-p, dan lubang disuntik dalam arah bertentangan. Pembawa cas ini bergabung semula di kawasan aktif berhampiran simpang. Sebahagian tenaga yang dibebaskan semasa proses penggabungan semula ini dipancarkan sebagai foton (cahaya). Komposisi khusus aloi semikonduktor AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, hijau. Kanta epoksi lutsinar berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya, dan meningkatkan kecekapan pengekstrakan cahaya.

12. Trend Teknologi

LED lubang tembus seperti pakej T-1 kekal digunakan secara meluas kerana kesederhanaan, ketahanan, dan kemudahan pemasangan atau pembaikan manual. Walau bagaimanapun, trend industri yang lebih luas adalah ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, ketumpatan lebih tinggi, dan prestasi haba yang lebih baik. Untuk aplikasi penunjuk, pakej SMD yang lebih kecil (contohnya, 0603, 0402) semakin biasa. Dari segi bahan, teknologi AlInGaP untuk LED merah, oren, dan kuning/hijau adalah matang dan menawarkan kecekapan tinggi. Untuk hijau sejati dan biru, InGaN (Indium Gallium Nitrida) adalah teknologi dominan. Pembangunan masa depan dalam LED penunjuk lubang tembus mungkin memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan (lumen per watt) dan peningkatan konsistensi warna dan kestabilan merentasi suhu dan jangka hayat, walaupun peralihan seni bina utama lebih berkemungkinan dalam pakej SMD berkuasa tinggi dan gred pencahayaan.