Техническая спецификация светодиода LTL-R42FSFAD - Диаметр T-1 - Рассеивающая линза янтарного цвета - Тип. 2.0В - 52мВт

1. Обзор продукта

LTL-R42FSFAD — это светодиодная лампа для монтажа в отверстия, предназначенная для индикации состояния и сигнализации в широком спектре электронного оборудования. Она относится к категории дискретных индикаторных светодиодов с радиальными выводами, обычно используемых там, где требуется прямой монтаж на печатную плату и высокая видимость.

1.1 Ключевые преимущества и позиционирование продукта

Это устройство разработано для простой интеграции в сборки печатных плат. Его основные преимущества включают низкое энергопотребление в сочетании с высокой световой отдачей, что делает его подходящим как для устройств с питанием от батарей, так и от сети. Продукт изготовлен как бессвинцовый компонент и полностью соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что согласуется с современными экологическими и нормативными стандартами электронного производства.

1.2 Целевой рынок и область применения

Светодиод предназначен для применений, требующих надежных визуальных индикаторов с длительным сроком службы. Его конструктивная гибкость, обеспечиваемая различными спецификациями интенсивности и угла обзора, делает его применимым в нескольких ключевых секторах:

• Коммуникационное оборудование:Индикаторы состояния на маршрутизаторах, модемах, коммутаторах и другом сетевом оборудовании.
• Компьютерные периферийные устройства:Индикаторы питания, активности и режима на внешних накопителях, концентраторах и устройствах ввода.
• Потребительская электроника:Индикаторные лампы на аудио/видео оборудовании, бытовой технике и персональных гаджетах.
• Бытовая техника:Индикаторы рабочего состояния на крупной бытовой технике и других домашних устройствах.

2. Подробный анализ технических параметров

Полное понимание электрических и оптических параметров имеет решающее значение для надежного проектирования схем и обеспечения стабильной работы.

2.1 Абсолютные максимальные значения

Эти значения определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или около них не гарантируется, и её следует избегать для обеспечения надежной долгосрочной работы.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 52 мВт. Это общая мощность, которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла.
• Постоянный прямой ток (IF):Максимальный постоянный ток 20 мА.
• Пиковый прямой ток:60 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Тепловое снижение номинала:Постоянный прямой ток должен быть линейно снижен выше температуры окружающей среды 30°C со скоростью 0,27 мА/°C.
• Диапазон рабочих температур (TA):от -30°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеряется на расстоянии 2,0 мм (0,079\") от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики при TA=25°C

Это типичные и гарантированные параметры производительности в стандартных условиях испытаний.

• Сила света (Iv):Диапазон от 38 мкд (мин.) до 180 мкд (макс.), с типичным значением 85 мкд при прямом токе (IF) 10 мА. К пределам бинов применяется допуск испытаний ±30%.
• Угол обзора (2θ1/2):100 градусов. Этот широкий угол обзора, характерный для рассеивающей линзы, обеспечивает видимость светодиода с широкого внеосевого положения.
• Доминирующая длина волны (λd):Указывается в диапазоне от 580 нм до 589 нм, с типичным значением 586 нм при IF=10мА. Это помещает излучаемый цвет в оранжево-желтую область видимого спектра.
• Пиковая длина волны излучения (λP):588 нм, что указывает на точку максимальной спектральной мощности.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):15 нм, описывает спектральную чистоту или ширину полосы излучаемого света.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от 1,6В до 2,5В, с типичным значением 2,0В при IF=10 мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В. Критически важно отметить, что это устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это условие испытания предназначено только для характеристики.

3. Система спецификации бинов

Продукт сортируется по бинам производительности для обеспечения однородности в пределах производственной партии. Конструкторы могут указывать бины для удовлетворения более строгих требований применения.

3.1 Биннинг по силе света

Светодиоды классифицируются на основе измеренной силы света при 10 мА.

• Бин BC:от 38 мкд (Мин.) до 65 мкд (Макс.)
• Бин DE:от 65 мкд (Мин.) до 110 мкд (Макс.)
• Бин FG:от 110 мкд (Мин.) до 180 мкд (Макс.)
• Примечание:Допуск на каждый предел бина составляет ±30%.

3.2 Биннинг по доминирующей длине волны

Светодиоды также сортируются по доминирующей длине волны для контроля цветовой однородности.

• Бин H17:от 580 нм (Мин.) до 584 нм (Макс.)
• Бин H18:от 584 нм (Мин.) до 589 нм (Макс.)
• Примечание:Допуск на каждый предел бина составляет ±1 нм.

Конкретные коды бинов для интенсивности и длины волны указаны на каждой упаковочной сумке, что позволяет отслеживать и выборочно использовать их в производстве.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графические данные приведены в спецификации, типичные зависимости описаны ниже на основе стандартной физики светодиодов и предоставленных параметров.

4.1 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Светодиод демонстрирует нелинейную ВАХ, типичную для диода. Прямое напряжение (VF) имеет указанный диапазон от 1,6В до 2,5В при 10 мА. Эта кривая необходима для проектирования схемы ограничения тока. Напряжение будет незначительно увеличиваться с ростом тока и уменьшаться с повышением температуры перехода для заданного тока.

4.2 Сила света в зависимости от прямого тока

Сила света (Iv) приблизительно пропорциональна прямому току (IF) в значительном рабочем диапазоне. Указанные значения Iv приведены при IF=10мА. Работа при максимальном постоянном токе 20 мА даст более высокую светоотдачу, но конструкторы должны убедиться, что предел рассеиваемой мощности (Pd) не превышен, учитывая результирующее прямое напряжение.

4.3 Зависимость от температуры

Работа светодиода чувствительна к температуре. Сила света обычно уменьшается с увеличением температуры перехода. В спецификации указан коэффициент снижения номинала для тока (0,27 мА/°C выше 30°C) для управления тепловыми эффектами. Прямое напряжение также имеет отрицательный температурный коэффициент.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры

Светодиод соответствует стандарту корпуса диаметром T-1 (3 мм). Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (дюймы приведены для справки).
• Стандартный допуск составляет ±0,25 мм (0,010\"), если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1,0 мм (0,04\").
• Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса.

5.2 Идентификация полярности

Светодиоды для монтажа в отверстия обычно используют длину выводов или плоское место на фланце линзы для указания полярности. Более длинный вывод обычно является анодом (плюсом), а более короткий — катодом (минусом). Плоское место на фланце часто находится рядом с катодом. Конструкторы должны обратиться к физическому образцу или подробному чертежу для определения конкретного маркера, используемого на этом компоненте.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для предотвращения повреждений в процессе сборки.

6.1 Формовка выводов

Если выводы необходимо согнуть, изгиб должен быть выполнен на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры. Вся формовка должна быть завершена до процесса пайки и при нормальной температуре окружающей среды.

6.2 Процесс пайки

Между основанием линзы и точкой пайки должно сохраняться минимальное расстояние 2 мм. Необходимо избегать погружения линзы в припой.

• Паяльник:Максимальная температура 350°C максимум в течение 3 секунд (только один раз).
• Волновая пайка:Предварительный нагрев до максимум 120°C в течение до 100 секунд. Температура волны припоя максимум 260°C в течение максимум 5 секунд.
• Критическое примечание:Инфракрасная (ИК) пайка оплавлением явно указана как НЕ подходящий процесс для этого светодиода типа монтажа в отверстия. Чрезмерная температура или время могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ.

6.3 Хранение и очистка

Для хранения температура окружающей среды не должна превышать 30°C, а относительная влажность — 70%. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для очистки, при необходимости, следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации упаковки

Светодиоды упакованы в больших количествах:

• Первичная упаковка: 1000, 500, 200 или 100 штук в антистатическом пакете.
• Вторичная упаковка: 10 упаковочных пакетов помещаются во внутреннюю коробку (всего 10 000 шт. на внутреннюю коробку, при условии пакетов по 1000 шт.).
• Третичная упаковка: 8 внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку (всего 80 000 шт. на внешнюю коробку). Последняя упаковка в отгрузочной партии может быть неполной.

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при управлении несколькими светодиодами обязателен последовательный токоограничивающий резистор для каждого светодиода или каждой параллельной цепочки. Рекомендуемая схема (Схема A) использует резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Избегайте прямого параллельного подключения нескольких светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема B), так как небольшие различия в прямом напряжении (VF) могут вызвать значительный дисбаланс тока и неравномерную яркость.

Значение последовательного резистора (R) можно рассчитать по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте максимальное значение для надежности), а IF — желаемый прямой ток.

8.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиод может быть поврежден электростатическим разрядом. Необходимо принимать меры предосторожности во время обращения и сборки:

• Используйте заземленный браслет или антистатические перчатки.
• Убедитесь, что все оборудование, рабочие места и стеллажи для хранения правильно заземлены.
• Используйте ионизатор для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе.

8.3 Соображения по тепловому управлению

Хотя рассеиваемая мощность мала, правильная разводка печатной платы может помочь. Обеспечьте достаточное расстояние от других теплообразующих компонентов. Соблюдение кривой снижения номинала тока выше температуры окружающей среды 30°C необходимо для поддержания надежности, особенно в закрытых или высокотемпературных средах.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTL-R42FSFAD выделяется на рынке индикаторных светодиодов для монтажа в отверстия благодаря нескольким ключевым атрибутам. Использование полупроводникового материала AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для оранжевого чипа 586 нм обеспечивает более высокую эффективность и лучшую температурную стабильность по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP. Рассеивающая линза обеспечивает очень широкий угол обзора 100 градусов, что делает её превосходной для применений, где точка наблюдения не зафиксирована прямо перед светодиодом. Его сочетание типично низкого прямого напряжения (2,0В) и четкой структуры бинов как для интенсивности, так и для длины волны предоставляет конструкторам предсказуемую производительность и возможность спецификации для критичных к цвету или яркости применений.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Могу ли я питать этот светодиод током 20 мА непрерывно?

Да, 20 мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Однако вы должны убедиться, что рассеиваемая мощность (Pd = VF * IF) не превышает 52 мВт. При 20 мА и максимальном VF 2,5В мощность составит 50 мВт, что находится в пределах нормы. Всегда учитывайте температуру окружающей среды и применяйте снижение номинала, если она выше 30°C.

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

Пиковая длина волны (λP) — это единственная длина волны, на которой спектральная мощность излучения является наивысшей. Доминирующая длина волны (λd) — это расчетное значение, полученное из цветовых координат на диаграмме цветности CIE; оно представляет собой единственную длину волны чистого монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода. Для целей проектирования, связанных с цветом, доминирующая длина волны обычно является более релевантным параметром.

10.3 Почему последовательный резистор необходим, даже если мой источник питания ограничен по току?

Выделенный последовательный резистор обеспечивает локальное, точное регулирование тока для каждого светодиода. Он также обеспечивает защиту от переходных скачков напряжения и помогает балансировать ток в параллельных конфигурациях. Опора исключительно на глобальный источник питания с ограничением тока может не предотвратить дисбаланс тока между светодиодами из-за вариаций VF.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели состояния с пятью однородными оранжевыми индикаторами, питаемыми от шины постоянного тока 5В в среде с максимальной температурой окружающей среды 40°C.

Шаги проектирования:

1. Выбор тока:Целевой прямой ток (IF) 10 мА для баланса яркости и долговечности.
2. Тепловое снижение номинала:При 40°C (на 10°C выше начала снижения) уменьшите максимальный ток: 20 мА - (10°C * 0,27 мА/°C) = 17,3 мА. Наша цель в 10 мА безопасна.
3. Расчет резистора:Используйте максимальное VF (2,5В) для надежности. R = (5В - 2,5В) / 0,01А = 250 Ом. Можно использовать ближайшее стандартное значение (например, 240 Ом или 270 Ом), пересчитав фактический ток.
4. Схема расположения:Используйте рекомендуемую Схему A: один резистор 240 Ом последовательно с каждым из пяти светодиодов, все подключены между шиной 5В и землей.
5. Спецификация бина:Для однородного внешнего вида укажите один бин силы света (например, DE) и один бин доминирующей длины волны (например, H18) при заказе.
6. Разводка печатной платы:Размещайте светодиоды с радиусом изгиба выводов не менее 3 мм, обеспечивайте зазор 2 мм от линзы до контактной площадки и следуйте правилам сборки, безопасным от ESD.

12. Введение в принцип работы

LTL-R42FSFAD работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее порог включения диода, электроны из n-типа полупроводника AlInGaP рекомбинируют с дырками из p-области. Это событие рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае оранжевый при приблизительно 586 нм. Рассеивающая эпоксидная линза, окружающая чип, служит для рассеивания света, расширяя угол обзора и смягчая внешний вид крошечного источника света.

13. Технологические тренды и контекст

Светодиоды для монтажа в отверстия, такие как LTL-R42FSFAD, представляют собой зрелую и высоконадежную технологию. В то время как светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в новых разработках благодаря их меньшему занимаемому месту и пригодности для автоматизированной сборки, светодиоды для монтажа в отверстия сохраняют значительную актуальность. Их преимущества включают превосходную механическую прочность соединения, более простое ручное прототипирование и ремонт, часто более высокую силу света в одной точке и лучшее рассеивание тепла через выводы. Тренд в этом сегменте направлен на использование более эффективных материалов (таких как AlInGaP, используемый здесь), более строгий бининг производительности для однородности цвета и интенсивности, а также неукоснительное соответствие глобальным экологическим стандартам, таким как RoHS. Они продолжают оставаться предпочтительным выбором для применений, требующих исключительной долговечности, высокой видимости в суровых условиях или где монтаж в отверстия предписан конструкцией или устаревшими стандартами.