Техническая спецификация светодиода LTL-R42FKFD - Диаметр T-1 - Янтарный рассеянный - 2.05В - 20мА

1. Обзор продукта

LTL-R42FKFD — это светодиодная лампа с выводным монтажом, предназначенная для индикации состояния и сигнализации в различных электронных устройствах. Она относится к семейству корпусов T-1, характеризующемуся цилиндрической формой, что делает её подходящей для стандартного монтажа на печатную плату. Устройство использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для своего оранжевого светоизлучающего чипа, который инкапсулирован в янтарный рассеивающий эпоксидный линзу. Это рассеивание обеспечивает широкий, равномерный угол обзора, делая светодиод легко видимым с нескольких направлений, что является ключевым требованием для индикаторных применений.

Основные преимущества этого светодиода включают конструкцию, предназначенную для простого монтажа на плату, низкое энергопотребление в сочетании с высокой световой отдачей, а также соответствие экологическим стандартам, таким как отсутствие свинца и соответствие директиве RoHS. Его основные целевые рынки охватывают коммуникационное оборудование, компьютерную периферию, потребительскую электронику и бытовую технику, где необходима надежная, долговечная визуальная индикация.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельно допустимые параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению светодиода. Они указаны при температуре окружающей среды (TA) 25°C. Максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт. Постоянный прямой ток в нормальном режиме работы не должен превышать 30 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 60 мА при строгих условиях: скважность 10% или менее и длительность импульса не более 10 миллисекунд. Устройство может работать в диапазоне температур от -30°C до +85°C и храниться при температуре от -40°C до +100°C. Критическим параметром для монтажа является температура пайки выводов, которая составляет 260°C максимум в течение 5 секунд при измерении на расстоянии 2,0 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при TA=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является стандартным условием испытаний. Световая сила (Iv) имеет типичное значение 400 милликандел (мкд), с минимумом 140 мкд и максимумом 680 мкд. Важно отметить, что гарантия на Iv включает допуск на измерение ±30%. Угол обзора (2θ1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет 65 градусов, что указывает на умеренно широкий луч.

Доминирующая длина волны (λd), определяющая воспринимаемый цвет, находится в диапазоне от 597 нм до 612 нм, что прочно помещает его в янтарную/оранжевую область спектра. Пиковая длина волны излучения (λp) обычно составляет 611 нм. Прямое напряжение (VF) обычно измеряется на уровне 2,05 В, с диапазоном от 1,6 В до 2,4 В при 20 мА. Обратный ток (IR) очень низкий, максимум 10 мкА при обратном напряжении (VR) 5 В. Явно указано, что устройство не предназначено для работы в обратном направлении; это условие испытания предназначено только для характеристики.

3. Спецификация таблицы сортировки

Продукт сортируется по двум ключевым параметрам для обеспечения однородности в производственной партии. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с определенными рабочими характеристиками.

3.1 Сортировка по световой силе

Светодиоды классифицируются на три группы интенсивности при IF=20 мА: Группа GH (140-240 мкд), Группа JK (240-400 мкд) и Группа LM (400-680 мкд). Допуск для каждого предела группы составляет ±30%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются по доминирующей длине волны на пять категорий: H22 (597,0-600,0 нм), H23 (600,0-603,0 нм), H24 (603,0-606,5 нм), H25 (606,5-610,0 нм) и H26 (610,0-612,0 нм). Допуск для каждого предела длины волны составляет ±1 нм. Коды групп для интенсивности и длины волны указаны на упаковке продукта, что позволяет точно выбирать светодиоды для применений, критичных к цвету и яркости.

4. Анализ рабочих кривых

В спецификации приведены типичные кривые, иллюстрирующие взаимосвязь ключевых параметров. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, их значение является стандартным. Обычно они включают кривую Относительной световой силы в зависимости от Прямого тока, которая показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно почти линейно, пока эффективность не падает при более высоких токах. Кривая Прямого напряжения в зависимости от Прямого тока демонстрирует экспоненциальную ВАХ диода. Кривая Относительной световой силы в зависимости от Температуры окружающей среды критически важна, показывая уменьшение светового выхода при повышении температуры перехода. Для светодиодов AlInGaP это снижение значительное. График Спектрального распределения показал бы концентрацию излучаемого света вокруг пика 611 нм с полушириной спектра 17 нм.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет стандартный корпус диаметром T-1 (3 мм). Ключевые примечания по размерам 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 1,0 мм, а расстояние между выводами измеряется в месте выхода выводов из корпуса. Физический чертеж покажет цилиндрическую линзу, фланец для посадки на печатную плату и два аксиальных вывода.

5.2 Идентификация полярности

Для выводных светодиодов полярность обычно указывается длиной вывода (более длинный вывод — это анод, или положительная сторона), а иногда — плоским участком на фланце линзы рядом с катодом (отрицательная сторона). Правильная ориентация необходима, так как обратное напряжение выше 5 В может повредить устройство.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Формовка выводов

Если выводы необходимо согнуть для монтажа на печатную плату, изгиб должен быть выполнен на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры. Формовка должна выполняться при комнатной температуре и до процесса пайки, чтобы избежать напряжения нагретого корпуса.

6.2 Параметры пайки

Рассмотрены два метода пайки. Для ручной пайки паяльником: температура не должна превышать 350°C, время пайки на один вывод должно быть максимум 3 секунды (только один раз), и точка пайки должна находиться не ближе 2 мм от основания эпоксидной линзы. Для волновой пайки: температура предварительного нагрева должна быть максимум 120°C до 100 секунд, температура волны припоя должна быть максимум 260°C, время контакта должно быть максимум 5 секунд, и точка погружения должна быть не ниже 2 мм от основания линзы. Критически важно, что пайка оплавлением IR указана как непригодная для этого выводного типа продукта. Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.

6.3 Хранение и обращение

Для хранения окружающая среда не должна превышать 30°C или относительную влажность 70%. Светодиоды, извлеченные из оригинальной влагозащитной упаковки, рекомендуется использовать в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинального пакета их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотной среде. Для очистки при необходимости рекомендуется изопропиловый спирт.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартная спецификация упаковки ступенчатая: 1000, 500, 200 или 100 штук в антистатическом влагозащитном пакете. Десять таких пакетов упаковываются во внутренний картонный ящик, всего 10 000 штук. Затем восемь внутренних ящиков упаковываются в основной внешний транспортный ящик, в результате чего получается всего 80 000 штук на внешний ящик. В спецификации отмечается, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной. Номер детали — LTL-R42FKFD.

8. Примечания по применению и соображения по проектированию

8.1 Проектирование цепи управления

Подчеркивается фундаментальный принцип: светодиоды — это устройства, управляемые током. Чтобы обеспечить равномерную яркость при параллельном подключении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Прямое параллельное подключение светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема B) не рекомендуется, потому что небольшие различия в характеристике прямого напряжения (VF) каждого светодиода вызовут значительные различия в распределении тока и, следовательно, яркости. Значение резистора рассчитывается по закону Ома: R = (V_питания - VF_светодиода) / I_целевой, где VF_светодиода — типичное или максимальное прямое напряжение из спецификации, а I_целевой — целевой прямой ток (например, 20 мА).

8.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиод подвержен повреждению от электростатического разряда или скачков напряжения. Профилактические меры включают: операторы должны носить токопроводящий браслет или антистатические перчатки, все оборудование и рабочие поверхности должны быть правильно заземлены, а также следует использовать ионизатор для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе во время обращения.

8.3 Пригодность для применения

Этот светодиод подходит как для внутренней, так и для наружной вывески, а также для обычного электронного оборудования. Его янтарный цвет хорошо виден и часто используется для предупреждения, индикации состояния или указания.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTL-R42FKFD, основанный на технологии AlInGaP, предлагает преимущества по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия). Светодиоды AlInGaP обычно обеспечивают более высокую световую отдачу, лучшую температурную стабильность и более насыщенную чистоту цвета, особенно в красной, оранжевой и янтарной областях. По сравнению с некоторыми современными мощными светодиодами, это устройство является индикаторным типом малой мощности, отдающим приоритет надежности, простоте использования и экономической эффективности для индикации состояния, а не высокому световому потоку для освещения. Его выводная конструкция обеспечивает механическую прочность и простоту для прототипирования и производства по сравнению с устройствами для поверхностного монтажа (SMD) в некоторых применениях.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

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

О: Хотя абсолютный максимальный постоянный прямой ток составляет 30 мА, стандартное условие испытаний и типичная рабочая точка — 20 мА. Работа при 30 мА может сократить срок службы и увеличить температуру перехода. Всегда обращайтесь к кривой снижения мощности и убедитесь, что рассеиваемая мощность (Vf * If) не превышает 75 мВт, учитывая фактическое Vf при вашем рабочем токе.

В: Почему существует допуск ±30% на пределы групп световой силы?

О: Это учитывает изменчивость измерений при производственных испытаниях. Это означает, что светодиод, помеченный как принадлежащий группе 240-400 мкд (JK), при тестировании может фактически измеряться в диапазоне от 168 мкд до 520 мкд. Разработчики должны учитывать этот разброс в своем оптическом дизайне.

В: Выводы слишком длинные для моей печатной платы. Могу ли я обрезать их перед пайкой?

О: Да, выводы можно обрезать. Однако, если вам нужно согнуть их после этого, убедитесь, что точка изгиба остается на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы в соответствии с рекомендациями по формовке выводов.

В: Требуется ли радиатор?

О: Для нормальной работы при 20 мА на открытом воздухе радиатор обычно не требуется для одного индикаторного светодиода. Однако, если несколько светодиодов установлены плотно или работают в условиях высокой температуры окружающей среды, следует рассмотреть вопросы теплового управления.

11. Практические примеры применения

Пример 1: Индикатор питания на бытовом приборе:Один светодиод LTL-R42FKFD подключен последовательно с подходящим резистором к шине 5 В. Резистор рассчитывается как (5В - 2,05В) / 0,020А = 147,5 Ом. Стандартный резистор 150 Ом приведет к току ~19,7 мА, что полностью соответствует спецификации. Широкий угол обзора обеспечивает видимость состояния питания с различных углов в комнате.

Пример 2: Многосветодиодная индикаторная панель на промышленном оборудовании:Пять светодиодов используются для индикации уровней состояния системы (например, Выкл., Ожидание, Активен, Предупреждение, Неисправность). Чтобы обеспечить равномерную яркость, каждый светодиод имеет свой собственный токоограничивающий резистор, подключенный к общему драйверу или выводу микроконтроллера. Используя информацию о сортировке, разработчик может указать узкую группу по длине волны (например, H24) для обеспечения цветовой согласованности по всей панели.

12. Принцип работы

Светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение включения диода (примерно 1,6 В для этого устройства AlInGaP), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются через переход. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав кристалла полупроводника AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае янтарный/оранжевый. Рассеивающая эпоксидная линза защищает полупроводниковый чип и рассеивает свет, создавая широкий угол обзора.

13. Технологические тренды

Хотя выводные светодиоды, такие как LTL-R42FKFD, остаются жизненно важными для многих применений благодаря своей прочности и простоте ручного монтажа, общая тенденция в отрасли смещается в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, более высокой плотности и часто лучших тепловых характеристик. Однако выводные компоненты сохраняют прочные позиции в прототипировании, образовательных наборах, условиях высокой вибрации и применениях, требующих прочных механических связей. Что касается материалов, технология AlInGaP является зрелой и высоко оптимизированной для красно-янтарного спектра. Текущая разработка сосредоточена на улучшении эффективности (люмен на ватт), долговечности и цветовой согласованности, а также на расширении новых форматов корпусов, которые заполняют разрыв между традиционными выводными и передовыми SMD-конструкциями.