Техническая спецификация светодиода LTL1KH6FK - Янтарный, 5 мм, прямое напряжение 2.4В, рассеиваемая мощность 75 мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики светодиода диаметром 5 мм для сквозного монтажа. Этот компонент предназначен для индикации состояния и сигнализации в широком спектре электронного оборудования. Он предлагается в янтарном цвете, который достигается с использованием технологии полупроводника AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) в сочетании с прозрачной линзой, что увеличивает световой поток и угол обзора.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают высокую силу света, низкое энергопотребление и высокий КПД. Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS, что делает его пригодным для мировых рынков со строгими экологическими нормами. Его универсальный корпус позволяет легко монтировать его на печатные платы (ПП) или панели. Целевые области применения охватывают множество отраслей, включая коммуникационное оборудование, компьютеры, бытовую электронику, бытовую технику и промышленные системы управления, где требуется надежная и яркая индикация состояния.

2. Подробный анализ технических параметров

Понимание электрических и оптических параметров имеет решающее значение для надежного проектирования схем и достижения стабильных характеристик.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за ними не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт при температуре окружающей среды (TA) 25°C. Это максимальная мощность, которую корпус светодиода может рассеивать в виде тепла.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА непрерывно.
• Пиковый прямой ток:60 мА, допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10 мкс).
• Снижение номинала:Максимальный постоянный прямой ток должен линейно уменьшаться на 0.45 мА за каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 30°C.
• Диапазон рабочих температур:от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:максимум 260°C в течение 5 секунд, измеренная в точке на расстоянии 2.0 мм (0.079 дюйма) от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при TA=25°C и IF=20мА, если не указано иное.

• Сила света (Iv):Диапазон от 240 мкд (минимум) до 880 мкд (максимум), с указанием типичного значения. Этот параметр сортируется (см. Раздел 4). Измерение проводится с использованием датчика/фильтра, аппроксимирующего кривую спектральной чувствительности глаза CIE. Гарантия включает допуск на тестирование ±15%.
• Угол обзора (2θ1/2):75 градусов. Это полный угол, при котором сила света падает до половины своего осевого (центрального) значения.
• Пиковая длина волны излучения (λp):611 нм. Это длина волны в наивысшей точке спектра излучаемого света.
• Доминирующая длина волны (λd):Диапазон от 600 нм до 610 нм. Определяется по диаграмме цветности CIE и представляет собой воспринимаемый цвет светодиода. Этот параметр также сортируется.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):17 нм. Это указывает на спектральную чистоту; меньшее значение означает более монохроматический свет.
• Прямое напряжение (VF):Типично 2.4В при 20мА. Минимальное значение указано как 2.05В.
• Обратный ток (IR):Максимум 100 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5В.Важно:Данное устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; это условие тестирования предназначено только для характеристики.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе ключевых параметров.

3.1 Сортировка по силе света

Iv классифицируется по пяти кодам групп (J0, K0, L0, M0, N0), каждый из которых имеет определенный диапазон минимальной и максимальной интенсивности при IF=20мА. Допуск для каждого предела группы составляет ±15%.

3.2 Сортировка по доминирующей длине волны

λd классифицируется по трем кодам групп (H23, H24, H25), охватывая диапазон от 600.0 нм до 610.0 нм. Допуск для каждого предела группы составляет ±1 нм. Конкретный код группы для интенсивности и длины волны указан на каждой упаковочной сумке, что позволяет осуществлять выборочное согласование в приложениях, требующих единообразия.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для понимания поведения устройства в различных условиях. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, они обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает, как световой выход увеличивается с током, обычно нелинейным образом, подчеркивая важность стабилизации тока.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует вольт-амперную характеристику диода, что крайне важно для расчета значений последовательного резистора.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светового выхода, когда интенсивность уменьшается с ростом температуры перехода.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик на 611нм и полуширину 17нм.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет стандартный круглый корпус диаметром 5 мм с радиальными выводами. Ключевые размерные примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах (с дюймами в скобках), общий допуск ±0.25мм (.010"), максимальный выступ смолы под фланцем 1.0мм (.04"), и расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса. Подробный размерный чертеж приведен в оригинальной спецификации для точной разводки печатной платы.

5.2 Определение полярности

Светодиоды для сквозного монтажа обычно имеют более длинный анодный (+) вывод и плоское место или выемку на ободке линзы возле катодного (-) вывода. Всегда обращайтесь к диаграмме в спецификации для определения конкретной маркировки полярности этого компонента.

5.3 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы в антистатические пакеты. Стандартные количества в пакете: 1000, 500, 200 или 100 штук. Десять пакетов помещаются во внутреннюю коробку (например, всего 10 000 шт. для пакетов по 1000 шт.). Восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку (например, всего 80 000 шт.). Последняя упаковка в партии может быть неполной.

6. Рекомендации по пайке, монтажу и обращению

Правильное обращение имеет решающее значение для предотвращения повреждений и обеспечения долгосрочной надежности.

6.1 Хранение

Для длительного 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 длительного хранения вне оригинальной упаковки используйте герметичный контейнер с осушителем или азотный эксикатор.

6.2 Очистка

При необходимости очищайте только спиртосодержащими растворителями, такими как изопропиловый спирт. Избегайте агрессивных или абразивных чистящих средств.

6.3 Формовка выводов и монтаж

Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Не используйте основание линзы в качестве точки опоры. Формовка должна производиться при комнатной температуре и до пайки. При установке на ПП используйте минимальное усилие зажима, чтобы избежать механического напряжения на эпоксидном корпусе.

6.4 Процесс пайки

Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм между точкой пайки и основанием линзы. Никогда не погружайте линзу в припой.

• Паяльник:Максимальная температура 350°C. Максимальное время пайки 3 секунды на вывод (только один раз).
• Волновая пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C до 60 секунд. Максимальная температура волны припоя 260°C до 5 секунд. Положение погружения должно быть не ниже 2 мм от основания эпоксидной колбы.
• Критическое замечание:Пайка оплавлением инфракрасным (ИК) излучением НЕ подходит для данного светодиода для сквозного монтажа. Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать катастрофический отказ.

6.5 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиоды чувствительны к статическому электричеству. Профилактические меры включают: использование заземленных браслетов или антистатических перчаток; обеспечение правильного заземления всего оборудования, рабочих столов и стеллажей для хранения; использование ионизатора для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе. Рекомендуется использовать контрольный список для обучения и рабочего места для поддержания среды, безопасной от ЭСР.

7. Рекомендации по проектированию приложений

7.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды - это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном включении нескольких светодиодовнастоятельно рекомендуетсяиспользовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Прямое параллельное подключение светодиодов к источнику напряжения (Схема B) не рекомендуется, так как небольшие различия в характеристике прямого напряжения (VF) между отдельными светодиодами приведут к значительным различиям в токе и, следовательно, яркости.

7.2 Расчет последовательного резистора

Значение токоограничивающего резистора (R_s) рассчитывается по закону Ома: R_s= (V_{питания}- V_F) / I_F. Например, при питании 5В, типичном V_F2.4В и желаемом I_F20мА: R_s= (5В - 2.4В) / 0.020А = 130 Ом. Номинальная мощность резистора должна быть не менее P = I_F²* R_s= (0.020)²* 130 = 0.052Вт, поэтому стандартного резистора 1/8Вт (0.125Вт) достаточно.

7.3 Вопросы теплового режима

Хотя рассеиваемая мощность мала, кривую снижения номинала необходимо соблюдать в приложениях с высокой температурой окружающей среды. Превышение максимальной температуры перехода ускорит снижение светового потока и сократит срок службы. Обеспечьте достаточный поток воздуха, если светодиод работает на максимальном токе или близко к нему в ограниченном пространстве.

8. Техническое сравнение и отличия

Этот янтарный светодиод на основе AlInGaP предлагает явные преимущества по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия). AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу и лучшую температурную стабильность, что приводит к более яркому и стабильному световому потоку в широком диапазоне температур. Прозрачная линза, в отличие от рассеивающей или тонированной, максимизирует световой выход и создает четкий, резкий световой пучок с указанным углом обзора 75 градусов, что делает его идеальным для панельных индикаторов, где направленный свет является преимуществом.

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

9.1 Можно ли управлять этим светодиодом без последовательного резистора?

No.Работа светодиода напрямую от источника напряжения крайне не рекомендуется и, скорее всего, приведет к разрушению устройства из-за неконтролируемого тока. Прямое напряжение - это не фиксированный порог, а характеристическая кривая. Небольшое увеличение напряжения сверх типичного VF может вызвать большое, разрушительное увеличение тока.

9.2 В чем разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

Пиковая длина волны (λp)- это физическая длина волны в точке наивысшей интенсивности на кривой спектрального выхода.Доминирующая длина волны (λd)- это расчетное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету. Для монохроматических источников, таких как этот янтарный светодиод, они часто близки, но λd является более релевантным параметром для спецификации цвета.

9.3 Можно ли использовать этот светодиод для уличных применений?

В спецификации указано, что он подходит для внутренних и наружных вывесок. Однако для суровых уличных условий с длительным воздействием УФ-излучения, влаги и экстремальных температур необходимы дополнительные конструктивные соображения, такие как нанесение защитного покрытия на ПП и обеспечение того, чтобы рабочая температура оставалась в пределах спецификации.

9.4 Зачем нужна система сортировки?

Производственные вариации вызывают небольшие различия в характеристиках между отдельными светодиодами. Сортировка распределяет их по группам с жестко контролируемыми параметрами (интенсивность, цвет). Это позволяет разработчикам выбирать группы, соответствующие их конкретным требованиям к единообразию, что особенно важно в многодиодных массивах или дисплеях.

10. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование панели управления с 10 однородными янтарными индикаторами состояния, питаемыми от шины 12В.

Шаги проектирования:

1. Выбор тока:Выберите ток управления. 20мА - это стандартное условие тестирования и обеспечивает хорошую яркость.
2. Расчет резистора:Для питания 12В и типичного VF 2.4В: R_s= (12В - 2.4В) / 0.020А = 480 Ом. Ближайшее стандартное значение - 470 Ом. Пересчет фактического тока: I_F= (12В - 2.4В) / 470Ом ≈ 20.4 мА (допустимо).
3. Номинальная мощность: P_{резистора}= (0.0204А)²* 470Ом ≈ 0.195Вт. Используйте резистор 1/4Вт (0.25Вт) для запаса по мощности.
4. Сортировка для единообразия:При заказе укажите одну узкую группу по интенсивности (например, M0: 520-680 мкд) и одну группу по длине волны (например, H24: 603.0-606.5 нм), чтобы все 10 индикаторов выглядели одинаково.
5. Разводка платы:Разместите резисторы на макете ПП, соблюдая минимальное расстояние 2 мм от точки пайки до корпуса. Убедитесь, что полярность каждого светодиода правильно ориентирована.

11. Принцип работы

Этот светодиод представляет собой полупроводниковый диод на основе материалов AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее его характерное прямое напряжение (VF), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав слоев AlInGaP определяет длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае янтарный (~610 нм). Прозрачная эпоксидная линза инкапсулирует полупроводниковый кристалл, обеспечивает механическую защиту и формирует излучаемый свет в указанный угол обзора.

12. Технологические тренды

Хотя светодиоды для поверхностного монтажа (SMD) доминируют в современной высокоплотной электронике, светодиоды для сквозного монтажа, подобные этому, остаются актуальными для применений, требующих надежности, простоты ручной сборки, ремонта или высокой индивидуальной яркости от точечного источника. Технологический тренд в области светодиодов для сквозного монтажа продолжает фокусироваться на увеличении световой отдачи (больше света на ватт), улучшении постоянства цвета за счет продвинутой сортировки и повышении надежности за счет лучших материалов корпуса. Переход к более эффективным полупроводниковым материалам, таким как AlInGaP, по сравнению со старыми технологиями, является ярким примером этого прогресса.