Светодиодная лампа T1 3мм и T1 3/4 5мм для сквозного монтажа - от гиперкрасного до зеленого - 20мА 2.4В - Техническая спецификация

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описано семейство универсальных светодиодных ламп, доступных в двух стандартных типоразмерах для сквозного монтажа: T1 (3 мм) и T1 3/4 (5 мм). Эти устройства разработаны для обеспечения более высоких уровней силы света по сравнению с базовыми индикаторными светодиодами, что делает их подходящими для применений, требующих повышенной видимости. Основным светоизлучающим материалом является фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP), выращенный на подложке из арсенида галлия. Эта технология известна своей высокой эффективностью и хорошей чистотой цвета в спектре от красного до зеленого.

1.1 Ключевые преимущества

Основные преимущества данной серии светодиодов включают низкое энергопотребление, высокую выходную силу света и высокий КПД. Они предлагаются с различными вариантами оттенка линзы, соответствующими разным исходным цветам, что обеспечивает гибкость проектирования. Стандартный угол обзора 45 градусов гарантирует широкую и равномерную диаграмму направленности излучения.

1.2 Целевые области применения

Эти светодиоды предназначены для универсальных индикаторных ламп и индикаторов состояния в широком спектре потребительской электроники, промышленных панелей управления, автомобильного интерьерного освещения и индикаторов бытовой техники, где требуется надежная и яркая сигнализация.

2. Подробный анализ технических параметров

В следующих разделах представлен детальный объективный анализ ключевых технических параметров, указанных в спецификации.

2.1 Предельно допустимые параметры

Предельно допустимые параметры определяют границы нагрузок, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Для всех цветовых вариантов в этой серии номинальный постоянный прямой ток составляет 30 мА при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Рассеиваемая мощность — 75 мВт. Пиковый прямой ток 90 мА (для красных вариантов) или 60 мА (для янтарных, желтых, зеленых вариантов) допустим в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Максимальное обратное напряжение — 5 В. Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -40°C до +100°C. Коэффициент снижения номинала для прямого тока составляет 0,4 мА/°C линейно от 70°C, что означает, что допустимый постоянный ток уменьшается при повышении температуры выше этой точки для предотвращения перегрева.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Электрические и оптические характеристики измеряются при T_A=25°C со стандартным испытательным током (I_F) 20 мА. Данные представлены отдельно для корпусов 3 мм (серия F, артикулы начинаются с LTL1CHJ) и 5 мм (серия H, артикулы начинаются с LTL2F7J), но значения идентичны для эквивалентных цветов.

2.2.1 Сила света (I_v)

Сила света, являющаяся мерой воспринимаемой яркости, имеет минимальное указанное значение 65 мкд для всех типов цветов. Типичные значения различаются в зависимости от цвета: Гиперкрасный (LTLxCHJDTNN/xF7JDTNN) — 120 мкд, Суперкрасный (LTLxCHJRTNN/xF7JRTNN) — 140 мкд, в то время как варианты Красный, Янтарный, Желтый и Зеленый (LTLxCHJETNN/FTNN/YTNN/STNN/GTNN) имеют типичную интенсивность 180 мкд. Продукты поддерживают двухранговую систему классификации силы света, с указанием конкретного кода ранга на упаковке.

2.2.2 Волновые параметры

Три ключевых волновых параметра определяют цветовой выход:

• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Длина волны, на которой спектральное распределение мощности максимально. Она варьируется от 650 нм (Гиперкрасный) до 575 нм (Зеленый).
• Доминирующая длина волны (λ_d):Определяется из диаграммы цветности CIE и представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом определяет воспринимаемый цвет светодиода. Как правило, она немного короче пиковой длины волны для этих устройств, например, 639 нм для Гиперкрасного, 624 нм для Красного, 605 нм для Янтарного и до 572 нм для Зеленого.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Полная ширина на половине максимума (FWHM) спектра излучения, указывающая на чистоту цвета. Составляет 20 нм для красных вариантов, 17 нм для янтарных и 15 нм для желтых и зеленых вариантов.

2.2.3 Электрические параметры

Прямое напряжение (V_F) при I_F=20 мА имеет максимальное номинальное значение от 2,3 В до 2,4 В в зависимости от цвета, с типичными значениями около 2,0 В до 2,05 В. Обратный ток (I_R) гарантированно не превышает 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5 В. Емкость перехода (C) обычно составляет 40 пФ при измерении при смещении 0 В и частоте 1 МГц.

2.2.4 Угол обзора

Угол обзора, определяемый как 2θ_1/2(удвоенный половинный угол), составляет 45 градусов. θ_1/2— это угол отклонения от оси, при котором сила света падает до половины своего осевого (центрального) значения. Это создает пучок средней ширины, подходящий для общего индикатора.

3. Объяснение системы бининга

В спецификации указано использование системы бининга в основном для силы света. Продукты классифицируются по двум рангам интенсивности. Конкретный код ранга (код классификации Iv) указан на каждом индивидуальном упаковочном пакете. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с согласованными уровнями яркости для своих применений. Хотя в этом документе не указаны явные детали для длины волны или прямого напряжения, типичные производственные процессы для таких светодиодов часто включают бины для доминирующей длины волны и V_Fдля обеспечения цветовой и электрической согласованности.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены ссылки на типичные кривые электрических/оптических характеристик на последней странице. Хотя конкретные графики не предоставлены в текстовом содержании, стандартные кривые для таких светодиодов обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (I-V кривая):Показывает экспоненциальную зависимость, что критически важно для проектирования схем ограничения тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как яркость увеличивается с током, вплоть до максимальных номинальных пределов.
• Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода при увеличении рабочей температуры.
• Спектральное распределение мощности:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик и форму спектра излучения для каждого цвета.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Предоставлены подробные чертежи с размерами как для корпусов T1 (серия LTL1CHx), так и для T1 3/4 (серия LTL2F7x). Ключевые размеры включают диаметр корпуса (приблизительно 3 мм и 5 мм соответственно), общую высоту и расстояние между выводами. Выводы измеряются в месте их выхода из корпуса. Отмечен максимальный выступ смолы под фланцем в 1,0 мм. Все размеры указаны в миллиметрах со стандартным допуском ±0,25 мм, если не указано иное.

5.2 Идентификация полярности

Для светодиодов для сквозного монтажа полярность обычно указывается двумя признаками: более длинный вывод обозначает анод (плюс), а плоская сторона на ободе линзы светодиода или выемка на пластиковом фланце часто обозначает сторону катода (минус). Конкретную маркировку следует проверять на чертеже корпуса.

6. Рекомендации по пайке и сборке

В спецификации указана температура пайки выводов 260°C в течение максимальной продолжительности 5 секунд, измеренная на расстоянии 1,6 мм (0,063") от корпуса светодиода. Это критический параметр для предотвращения термического повреждения внутреннего полупроводникового кристалла и эпоксидной линзы. При использовании волновой или ручной пайки необходимо соблюдать этот временной и температурный профиль. Рекомендуется использовать теплоотвод (например, пинцет) на выводе между точкой пайки и корпусом светодиода, если ожидается продолжительное воздействие тепла.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Правила нумерации деталей

Артикул следует структуре: LTL [Код серии] [Код цвета/интенсивности] TNN.

• LTL:Префикс семейства продуктов.
• Код серии:1CHJ для 3 мм (серия F), 2F7J для 5 мм (серия H).
• Код цвета:Буква перед "TNN" указывает цвет и тип (например, D для Гиперкрасного, R для Суперкрасного, E для Красного, F для Янтарного, Y для Янтарно-желтого, S для Желтого, G для Зеленого).
• TNN:Общий суффикс для этой серии.

7.2 Спецификация упаковки

Код ранга силы света (классификация Iv) указан на каждом упаковочном пакете. Стандартная упаковка для таких компонентов обычно представляет собой ленту и катушку или насыпные пакеты, хотя конкретные количества не указаны в данном отрывке.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Эти светодиоды требуют последовательного токоограничивающего резистора при подключении к источнику напряжения. Значение резистора можно рассчитать по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Использование максимального значения V_Fиз спецификации в этом расчете гарантирует, что ток не превысит желаемое значение даже при разбросе параметров от устройства к устройству. Для источника питания 5 В и типичного красного светодиода (V_F~2,4 В макс.) при 20 мА резистор будет R = (5 - 2,4) / 0,02 = 130 Ом. Подойдет стандартный резистор 130 Ом или 150 Ом.

8.2 Соображения по проектированию

• Управление током:Всегда управляйте светодиодами с помощью контролируемого тока, а не фиксированного напряжения. Используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока.
• Тепловой режим:Хотя рассеиваемая мощность мала, работа при высоких температурах окружающей среды (около 100°C) требует снижения номинального прямого тока в соответствии с рекомендацией 0,4 мА/°C выше 70°C.
• Защита от обратного напряжения:Максимальное обратное напряжение составляет всего 5 В. Если в цепи существует вероятность обратного смещения (например, в цепях переменного тока или мультиплексированных приложениях), следует использовать внешний защитный диод.
• Угол обзора:Угол обзора 45 градусов обеспечивает широкий пучок. Для более направленного света могут потребоваться вторичная оптика.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со светодиодами старой технологии, такими как фосфид галлия (GaP), эти светодиоды на основе AlInGaP предлагают значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более яркому выходу при том же токе. Разнообразие точных цветов в красно-оранжево-желто-зеленом спектре, каждый с определенной длиной волны и чистотой, позволяет осуществлять точную цветовую сигнализацию и отображение. Наличие в двух распространенных типоразмерах корпусов (3 мм и 5 мм) обеспечивает прямую совместимость с огромным количеством существующих посадочных мест на печатных платах и вырезов на панелях.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чем разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны — это физический пик излучаемого света. Доминирующая длина волны — это воспринимаемая точка цвета на диаграмме CIE. Для светодиодов, особенно с широким спектром, они могут различаться. Доминирующая длина волна более актуальна для подбора цвета.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30 мА непрерывно?

О: Да, 30 мА — это максимальный номинальный постоянный ток при 25°C. Однако, если температура окружающей среды превышает 70°C, ток должен быть уменьшен в соответствии с коэффициентом снижения номинала (0,4 мА/°C), чтобы избежать превышения максимальной температуры перехода.

В: Линза описана как "Прозрачная". Почему тогда существуют разные цвета?

О: Материал линзы сам по себе представляет собой прозрачную эпоксидную смолу. Цвет определяется полупроводниковым материалом (AlInGaP), который излучает цветной свет, а иногда и дополнительными легирующими веществами или конверсионными материалами в корпусе. Опция "цветная линза" относится к цвету излучаемого света, а не к цветному фильтру.

В: Как определить анод и катод?

О: Более длинный вывод — это анод (+). Визуально, если смотреть на светодиод сверху, плоская сторона на ободе линзы или фланца обычно соответствует катоду (-). Всегда обращайтесь к чертежу корпуса для определения окончательной маркировки.

11. Практический пример использования

Сценарий: Проектирование многостатусной индикаторной панели для промышленного контроллера.Панель требует четких, ярких цветов для индикаторов "Питание включено" (Зеленый), "Ожидание" (Янтарный), "Неисправность" (Красный) и "Связь активна" (Мигающий Желтый). Данная серия светодиодов идеально подходит. Разработчик выберет LTLxCHJGTNN (Зеленый), LTLxCHJFTNN (Янтарный), LTLxCHJETNN (Красный) и LTLxCHJSTNN (Желтый). Использование общего тока управления 20 мА упрощает проектирование схемы драйвера (микроконтроллер с токоограничивающими резисторами). Угол обзора 45 градусов обеспечивает видимость индикаторов с широкого диапазона позиций оператора. Высокая сила света (65-180 мкд) гарантирует видимость даже в хорошо освещенных промышленных условиях.

12. Введение в принцип технологии

Эти светодиоды основаны на полупроводниковом материале фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP), выращенном эпитаксиально на подложке из арсенида галлия (GaAs). Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная ширина запрещенной зоны сплава AlInGaP, которую можно настраивать, изменяя соотношения алюминия, индия, галлия и фосфора, определяет длину волны (цвет) излучаемого света. Эта материальная система особенно эффективна для получения высокояркого света в красной, оранжевой, янтарной и желто-зеленой частях видимого спектра.

13. Тенденции развития технологии

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), увеличение надежности и снижение стоимости. Для светодиодов для сквозного монтажа, подобных этим, разработка часто сосредоточена на совершенствовании процесса эпитаксиального роста для получения еще более высокой силы света с того же размера кристалла и тока, а также на улучшении материалов пластикового корпуса для лучшей термической стабильности и цветовой согласованности в течение длительного срока службы. Хотя корпуса для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых конструкциях для миниатюризации, светодиоды для сквозного монтажа остаются жизненно важными для прототипирования, ремонта, устаревших систем и применений, требующих надежного механического крепления или более высокой яркости одной точки от дискретного компонента.