Техническая спецификация светодиода LTL42EKEKNN - T-1 3мм, красный, AlInGaP, 2.4В, 75мВт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокоэффективного красного светодиода с низким энергопотреблением в популярном корпусе для сквозного монтажа T-1 (диаметром 3 мм). Устройство использует полупроводниковый материал AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) в качестве источника света, инкапсулированный в прозрачную линзу. Оно предназначено для универсального монтажа на печатные платы (ПП) или панели и совместимо с уровнями управления интегральных схем (ИС) благодаря низким требованиям к току. Основные области применения включают индикаторы состояния, подсветку и общее освещение в потребительской электронике, офисном оборудовании и устройствах связи, где требуется надежная и яркая красная индикация.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Устройство рассчитано на работу в строгих пределах окружающей среды и электрических параметров для обеспечения надежности и предотвращения катастрофического отказа. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Постоянный прямой ток не должен превышать 30 мА. Для импульсного режима работы допустим пиковый прямой ток 90 мА при определенных условиях: скважность 1/10 и длительность импульса 0,1 мс. Устройство может выдерживать обратное напряжение до 5 В. Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -40°C до +100°C. При пайке выводы могут подвергаться воздействию температуры 260°C максимум в течение 5 секунд при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 1,6 мм (0,063") от корпуса светодиода. Критический коэффициент снижения номинала 0,4 мА/°C применяется к постоянному прямому току для температур окружающей среды выше 50°C, что означает, что допустимый постоянный ток линейно уменьшается с ростом температуры.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при T_A=25°C и рабочем токе (I_F) 20 мА. Сила света (I_V) имеет типичное значение 880 милликандел (мкд), с минимумом 310 мкд, что указывает на возможное бинирование. Угол обзора (2θ_1/2), определяемый как полный угол, при котором интенсивность падает до половины осевого значения, составляет 22 градуса, что характерно для стандартного светодиода T-1 с узким лучом. Пиковая длина волны излучения (λ_P) составляет 632 нм, в то время как доминирующая длина волны (λ_d), определяющая воспринимаемый цвет, равна 624 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 20 нм. Прямое напряжение (V_F) обычно составляет 2,4 В, с максимумом 2,4 В при 20 мА. Обратный ток (I_R) составляет максимум 100 мкА при обратном смещении 5 В, а емкость перехода (C) равна 40 пФ, измеренной при нулевом смещении и частоте 1 МГц.

3. Объяснение системы бинирования

Продукт классифицируется по двум ключевым параметрам: силе света и доминирующей длине волны. Это бинирование обеспечивает согласованность в пределах производственной партии и позволяет разработчикам выбирать компоненты, соответствующие конкретным требованиям к яркости или цвету.

3.1 Бинирование по силе света

Сила света классифицируется на бины с допуском 15% для каждого предела. Бины, указанные для данного продукта, это KL (310-520 мкд) и MN (520-880 мкд). Более высокие бины, такие как PQ (880-1500 мкд) и RS (1500-2500 мкд), указаны для справки, что демонстрирует возможности технологической платформы, хотя они могут быть недоступны для данного конкретного номера детали. Код бина нанесен на каждую упаковочную пачку для обеспечения прослеживаемости.

3.2 Бинирование по доминирующей длине волны

Доминирующая длина волны, определяющая точный оттенок красного цвета, разбивается на бины с шагом примерно 4 нм и допуском ±1 нм на каждый бин. Указанные бины: H27 (613,5-617,0 нм), H28 (617,0-621,0 нм), H29 (621,0-625,0 нм), H30 (625,0-629,0 нм) и H31 (629,0-633,0 нм). Типичное значение 624 нм попадает в бин H29.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типичные характеристические кривые, которые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных условиях. Обычно они включают зависимость между прямым током (I_F) и прямым напряжением (V_F), которая показывает экспоненциальную ВАХ диода. Другая важная кривая изображает относительную силу света в зависимости от температуры окружающей среды, иллюстрируя отрицательный температурный коэффициент светового потока, характерный для светодиодов — выходная мощность уменьшается с ростом температуры. Третья стандартная кривая показывает относительную силу света в зависимости от прямого тока, демонстрируя, как световой поток увеличивается с током, но может насыщаться или ухудшаться при очень высоких токах. Кривая спектрального распределения покажет интенсивность излучения на разных длинах волн, с центром вокруг пика 632 нм и заявленной полушириной 20 нм.

5. Механическая информация и данные по упаковке

Устройство соответствует стандартным размерам круглого светодиодного корпуса T-1 (3 мм). Ключевые механические примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах (с дюймами в скобках), с общим допуском ±0,25 мм (0,010"), если не указано иное. Смола под фланцем может выступать максимум на 1,0 мм (0,04"). Расстояние между выводами измеряется в точке, где выводы выходят из корпуса, что критично для разводки печатной платы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для предотвращения повреждений. Формовка выводов должна производиться в точке на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода, без использования основания выводной рамки в качестве точки опоры. Формовка должна выполняться при комнатной температуре и до пайки. При сборке на печатной плате следует использовать минимальное усилие загиба. При пайке необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм от основания линзы до точки пайки. Линза никогда не должна погружаться в припой. Рекомендуемые условия: для паяльника — максимальная температура 300°C не более 3 секунд (только один раз); для волновой пайки — предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд, затем волна припоя при максимум 260°C в течение до 10 секунд. Инфракрасная (ИК) пайка оплавлением явно указана как непригодная для данного продукта сквозного монтажа. Чрезмерная температура или время могут деформировать линзу или вызвать отказ.

7. Информация об упаковке и заказе

Стандартная упаковка следующая: светодиоды упакованы в пакеты по 1000, 500 или 250 штук. Десять таких пакетов помещаются во внутреннюю коробку, всего 10 000 штук. Восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку, в результате чего получается 80 000 штук на внешнюю коробку. Отмечается, что в пределах отгрузочной партии только последняя упаковка может содержать неполное количество. Конкретный номер детали — LTL42EKEKNN.

8. Рекомендации по применению

8.1 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 подключать несколько светодиодов параллельно непосредственно от общего источника напряжения с одним общим резистором (Схема B), поскольку незначительные различия в характеристике прямого напряжения (V_F) между отдельными светодиодами вызовут значительные различия в токе и, следовательно, в яркости.

8.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Устройство подвержено повреждению от электростатического разряда. В среде обработки должны быть реализованы профилактические меры: операторы должны использовать заземляющие браслеты или антистатические перчатки; все оборудование, механизмы и рабочие поверхности должны быть правильно заземлены; стеллажи для хранения должны быть проводящими и заземленными. Рекомендуется использовать ионизатор для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе из-за трения при обращении.

8.3 Хранение и очистка

Для хранения окружающая среда не должна превышать 30°C или 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в азотном эксикаторе. Если необходима очистка, следует использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт.

9. Предостережения и ограничения применения

Данный светодиод предназначен для обычного электронного оборудования. Для применений, требующих исключительной надежности, где отказ может угрожать жизни или здоровью — например, в авиации, транспорте, медицинских системах или устройствах безопасности — требуется специальная консультация и одобрение перед использованием. Это подчеркивает классификацию компонента для коммерческих/промышленных, а не критически важных автомобильных или медицинских применений.

10. Техническое сравнение и позиционирование

Этот красный светодиод на основе AlInGaP предлагает преимущества по сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия), в основном с точки зрения более высокой световой отдачи и лучшей производительности при повышенных температурах. Угол обзора 22 градуса является стандартным для нерассеивающего корпуса T-1, обеспечивая направленный луч, подходящий для панельных индикаторов. Прямое напряжение ~2,4 В совместимо с распространенными источниками питания логики 3,3 В и 5 В, требуя для работы только простого последовательного резистора. Его номинальная рассеиваемая мощность 75 мВт типична для устройства такого размера.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод напрямую от источника 5 В?

О: Нет. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор. Например, при питании 5 В, типичном V_F2,4 В и желаемом I_F20 мА, номинал резистора будет R = (5В - 2,4В) / 0,02А = 130 Ом. Подойдет стандартный резистор на 130 или 150 Ом.

В: Почему указана минимальная сила света?

О: Из-за производственных вариаций сила света подвергается бинированию. Минимальное (310 мкд) и типичное (880 мкд) значения указывают диапазон. Разработчикам следует использовать минимальное значение для расчетов яркости в наихудшем случае, чтобы гарантировать достаточную видимость индикатора при любых условиях.

В: Что означает коэффициент снижения номинала 0,4 мА/°C?

О: На каждый градус Цельсия повышения температуры окружающей среды выше 50°C максимально допустимый постоянный прямой ток уменьшается на 0,4 мА. При 75°C снижение составляет (75-50)*0,4 = 10 мА, поэтому максимально допустимый I_Fбудет 30 мА - 10 мА = 20 мА.

12. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование панели индикаторов состояния с 10 равномерно яркими красными светодиодами.Система использует шину питания 5 В. На основе спецификации: 1) Выберите светодиоды из одного бина по силе света (например, MN) для согласованности. 2) Рассчитайте последовательный резистор для каждого светодиода: R = (5В - 2,4В) / 0,02А = 130 Ом. Используйте резистор мощностью 1/8 Вт или 1/4 Вт. 3) При разводке печатной платы убедитесь, что отверстия для выводов светодиодов расположены в соответствии с размером "расстояние между выводами... где выводы выходят из корпуса". 4) Расположите контактные площадки для пайки на расстоянии не менее 2 мм от контура корпуса светодиода. 5) Во время сборки проинструктируйте персонал обращаться со светодиодами с соблюдением мер защиты от ЭСР, формировать выводы (при необходимости) на расстоянии >3 мм от корпуса и следовать указанному профилю волновой пайки.

13. Введение в принцип работы

Свет излучается в процессе, называемом электролюминесценцией. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее потенциал перехода диода (около 2,4 В для этого материала AlInGaP), электроны из полупроводника n-типа и дырки из полупроводника p-типа инжектируются через p-n переход. Эти носители заряда рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав полупроводникового сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае красному цвету примерно 624-632 нм. Прозрачная эпоксидная линза формирует выходной световой луч.

14. Технологические тренды и контекст

Хотя светодиоды для сквозного монтажа, такие как этот корпус T-1, по-прежнему широко используются для прототипирования, ручной сборки и применений, требующих надежного механического крепления, отраслевой тренд сильно сместился в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) (например, типов 0603, 0805, 1206 и PLCC) для автоматизированного массового производства. Технология AlInGaP представляет собой зрелое и эффективное решение для красных, оранжевых и желтых светодиодов, предлагая превосходные характеристики по сравнению со старым GaAsP. Текущая разработка сосредоточена на повышении эффективности (люмен на ватт), улучшении высокотемпературных характеристик и создании все более миниатюрных SMD-корпусов с более высокой светоотдачей. Данное устройство относится к хорошо зарекомендовавшей себя, надежной категории продуктов.