Техническая документация LTL307GC5D - Зеленый светодиод с рассеивателем, корпус T-1 3/4, макс. 2.6В, 75мВт

1. Обзор продукта

LTL307GC5D представляет собой зеленый светодиод с рассеивателем, предназначенный для монтажа в отверстия на печатных платах (PCB) или панелях. В качестве источника света используется полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известный своей способностью создавать эффективный и яркий зеленый свет. Устройство выполнено в популярном и широко совместимом корпусе диаметром T-1 3/4, что делает его подходящим для широкого спектра применений в качестве индикаторов и для подсветки, где требуется рассеянный свет с широким углом обзора.

Ключевые преимущества данного продукта включают высокую силу света при низком энергопотреблении, что обеспечивает отличную эффективность. Благодаря низким требованиям к току, он совместим с интегральными схемами (ИС). Кроме того, продукт производится с учетом экологических требований: не содержит свинца (Pb) и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ). Он также классифицируется как бесгалогенный продукт, с содержанием хлора (Cl) и брома (Br) ниже установленных пределов (Cl<900 ppm, Br<900 ppm, Cl+Br<1500 ppm).

2. Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они указаны для температуры окружающей среды (T_A) 25°C. Не рекомендуется длительная работа на этих пределах или вблизи них, так как это повлияет на надежность.

• Рассеиваемая мощность (P_D):75 мВт. Это максимальная общая мощность, которую устройство может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_F(PEAK)):60 мА. Этот максимальный ток допустим только в импульсном режиме со скважностью 1/10 и длительностью импульса 0,1 мс.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток для надежной работы.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C. Устройство рассчитано на работу в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может храниться в этом диапазоне, когда не используется.
• Температура пайки выводов:265°C в течение 5 секунд. Этот параметр применяется при пайке выводов на расстоянии 2,0 мм (0,078 дюйма) от корпуса светодиода.

3. Электрические и оптические характеристики

Следующие параметры измерены при температуре окружающей среды 25°C и определяют типичные характеристики светодиода. Столбец 'Тип.' представляет ожидаемое значение в стандартных условиях испытаний, а 'Мин.' и 'Макс.' определяют гарантированные пределы.

3.1 Оптические характеристики

• Сила света (I_V):20-85 мкд (Тип. 30 мкд) при I_F= 10 мА. Это мера воспринимаемой мощности излучаемого света. Гарантия включает допуск ±15%. Измерение выполняется с датчиком и фильтром, аппроксимирующим кривую спектральной чувствительности глаза CIE.
• Угол обзора (2θ_1/2):50 градусов (Типичный). Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого (на оси) значения. Рассеивающая линза способствует такому широкому углу обзора.
• Длина волны пикового излучения (λ_P):565 нм (Типичная). Это длина волны, на которой спектральное распределение мощности излучаемого света максимально.
• Доминирующая длина волны (λ_d):572 нм (Типичная) при I_F= 10 мА. Она определяется по диаграмме цветности CIE и представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом определяет воспринимаемый цвет света.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):11 нм (Типичная). Это спектральная ширина полосы, измеренная на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM).

3.2 Электрические характеристики

• Прямое напряжение (V_F):от 1,7 В до 2,6 В (Макс.) при I_F= 20 мА. Это падение напряжения на светодиоде при работе на указанном токе.
• Обратный ток (I_R):100 мкА (Макс.) при V_R= 5 В. Критически важно отметить, что этот параметр предназначен только для испытаний; светодиод не предназначен для работы при обратном смещении. Применение обратного напряжения в схеме может повредить устройство.

4. Спецификации системы сортировки

Для обеспечения единообразия в применениях светодиоды сортируются (биннируются) на основе измеренной силы света. LTL307GC5D использует следующие коды биннинга, определенные при испытательном токе 10 мА. Допуск для каждого предела бина составляет ±15%.

Такая сортировка позволяет разработчикам выбирать светодиоды с определенным диапазоном яркости для своего применения, что помогает достичь единообразного внешнего вида в конструкциях с несколькими светодиодами.

5. Спецификации упаковки

Светодиоды поставляются в стандартной для отрасли упаковке для автоматизированной обработки и управления запасами.

• Первичная упаковка:1000, 500 или 250 штук в антистатическом пакете.
• Внутренняя коробка:8 упаковочных пакетов помещаются в одну внутреннюю коробку, всего 8000 штук.
• Внешняя коробка (транспортная):8 внутренних коробок упаковываются в одну внешнюю коробку, всего 64000 штук.
• Примечание указывает, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.

6. Рекомендации по применению и обращению

6.1 Предназначение и хранение

Данный светодиод предназначен для использования в обычном электронном оборудовании, таком как офисная техника, устройства связи и бытовая техника. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицинские системы), требуется предварительная консультация перед использованием. Для хранения окружающая среда не должна превышать 30°C и 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, желательно использовать в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки рекомендуется хранение в герметичном контейнере с осушителем или в азотной среде.

6.2 Очистка и механический монтаж

Если необходима очистка, следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. При формовке выводов, которую необходимо проводить при комнатной температуре и до пайки, изгиб должен быть выполнен на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры. При сборке печатной платы следует прикладывать минимальное усилие для фиксации, чтобы избежать механического напряжения на корпусе светодиода.

6.3 Процесс пайки

Между основанием линзы и точкой пайки необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм. Линза никогда не должна погружаться в припой. Не следует прикладывать внешнее усилие к выводам, пока светодиод горячий после пайки. Рекомендуемые условия пайки:

• Паяльник:Максимальная температура 350°C, максимальное время 3 секунды (только один раз).
• Волновая пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C до 60 секунд, затем волна припоя при максимальной температуре 265°C до 5 секунд. Превышение этих температурных или временных ограничений может вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ.

6.4 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым отдельным светодиодом (Схема A). Не рекомендуется управлять несколькими светодиодами, подключенными параллельно, непосредственно от одного источника тока (Схема B), поскольку незначительные различия в характеристиках прямого напряжения (V_F) между отдельными светодиодами вызовут значительные различия в распределении тока и, следовательно, в яркости.

6.5 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиоды подвержены повреждению от электростатического разряда. Для предотвращения повреждения ESD при обращении и сборке предлагаются следующие меры: операторы должны носить токопроводящие браслеты или антистатические перчатки; все оборудование, механизмы и рабочие поверхности должны быть правильно заземлены; и можно использовать ионизатор для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе. Также подразумевается контрольный список для поддержания рабочего места, безопасного от статического электричества, включая проверку сертификации ESD для персонала и наличие соответствующих знаков в рабочих зонах.

7. Анализ характеристических кривых

В техническом описании приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для детального анализа конструкции. Хотя конкретные графики не предоставлены в текстовом отрывке, они обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с увеличением тока управления, часто становясь сублинейным при более высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует ВАХ диода, что имеет решающее значение для выбора соответствующего значения последовательного резистора.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует уменьшение светового выхода при повышении температуры перехода, что является ключевым фактором для управления температурным режимом.
• Спектральное распределение мощности:График, показывающий интенсивность излучаемого света на разных длинах волн, с центром на пиковой длине волны 565 нм и типичной полушириной 11 нм.

Разработчикам следует обращаться к этим кривым, чтобы понять поведение устройства в нестандартных условиях (разные токи, температуры) и оптимизировать свое применение для эффективности и долговечности.

8. Механическая информация и информация о корпусе

Светодиод использует стандартный радиальный выводной корпус T-1 3/4 (5мм). Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах (с эквивалентами в дюймах); стандартный допуск составляет ±0,25 мм, если не указано иное; максимальный выступ смолы под фланцем составляет 0,6 мм; и расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса. Точный размерный чертеж предоставит критические размеры для проектирования посадочного места на печатной плате, включая диаметр выводов, диаметр и высоту линзы, а также детали опорной плоскости.

9. Техническое сравнение и сценарии применения

Основными отличительными особенностями LTL307GC5D являются его технология AlInGaP (обеспечивающая высокую эффективность для зеленого света), рассеивающая линза для широкого угла обзора и соответствие современным экологическим стандартам (RoHS, бесгалогенный). По сравнению со старыми технологиями, такими как GaP, AlInGaP обеспечивает более высокую яркость и эффективность. Типичные сценарии применения включают индикаторы состояния на потребительской электронике, панельные индикаторы на промышленном оборудовании, подсветку надписей на переключателях или панелях и общее сигнальное освещение, где требуется мягкий, не слепящий зеленый свет. Его конструкция для монтажа в отверстия делает его подходящим как для автоматизированных, так и для ручных процессов сборки.

10. Вопросы проектирования и часто задаваемые вопросы

В: Какое значение резистора следует использовать с источником питания 5В?

A: Используя типичное прямое напряжение (V_F) ~2,1В при 10мА (для бина 3Z), значение резистора R = (V_{питания}- V_F) / I_F= (5 - 2,1) / 0,01 = 290 Ом. Стандартный резистор 300 Ом будет подходящим. Всегда рассчитывайте на основе фактического напряжения питания и желаемого тока.

В: Могу ли я питать этот светодиод током 20мА непрерывно?

A: Да, 20мА — это максимальный рекомендуемый постоянный прямой ток. Однако работа на максимальном токе будет генерировать больше тепла и может сократить срок службы. Для оптимальной долговечности и эффективности часто предпочтительнее питание током 10-15мА.

В: Как температура влияет на производительность?

A: При повышении температуры окружающей среды сила света будет уменьшаться, а прямое напряжение, как правило, немного снизится. Для поддержания постоянной яркости в условиях высоких температур может потребоваться управление тепловым режимом или компенсация тока.

В: Почему последовательный резистор обязателен?

A: Зависимость тока от напряжения у светодиода экспоненциальная. Небольшое увеличение напряжения вызывает большое увеличение тока. Последовательный резистор обеспечивает отрицательную обратную связь, стабилизируя ток против колебаний напряжения питания и собственного прямого напряжения светодиода, которое может варьироваться от образца к образцу и с температурой.

11. Принципы работы и тенденции

LTL307GC5D работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область (слой AlInGaP), где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае зеленого. Рассеивающая эпоксидная линза рассеивает свет, создавая более широкий и равномерный угол обзора по сравнению с прозрачной линзой. Тенденцией в технологии светодиодов является постоянное улучшение световой отдачи (люмен на ватт), обусловленное достижениями в эпитаксиальном росте, конструкции кристалла и эффективности корпуса. Также наблюдается сильное отраслевое стремление к повышению надежности, ужесточению допусков на параметры и полному соответствию экологическим нормам.