Техническая документация на светодиод LTL1NHSJ4D - Корпус диаметром 3.1 мм - Янтарный рассеянный свет - Тип. 2.1В - 20мА

1. Обзор изделия

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоэффективного выводного светодиода. Устройство предназначено для применения в качестве индикаторов общего назначения, требующих высокой световой отдачи при низком энергопотреблении. Ключевые особенности включают компактный корпус диаметром 3.1 мм, совместимость с интегральными схемами благодаря низкому току потребления, а также различные варианты монтажа на печатные платы или панели. В качестве источника света используется технология AlInGaP, обеспечивающая янтарный рассеянный желтый свет.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Предельные параметры

Работа устройства за пределами указанных ниже значений недопустима во избежание необратимых повреждений. Максимальная рассеиваемая мощность составляет 75 мВт. Пиковый прямой ток в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) равен 60 мА. Максимальный постоянный прямой ток — 20 мА. Устройство выдерживает обратное напряжение до 5 В. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +85°C, диапазон температур хранения — от -40°C до +100°C. При пайке выводы могут подвергаться воздействию температуры 260°C не более 5 секунд, измеренной на расстоянии 1.6 мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Все параметры указаны при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Сила света (I_V) имеет типичное значение 700 мкд при прямом токе (I_F) 20 мА, минимальное значение — 240 мкд, максимальное — 1150 мкд. Угол обзора (2θ_1/2) составляет 25 градусов. Пиковая длина волны излучения (λ_P) равна 591 нм. Доминирующая длина волны (λ_d) находится в диапазоне от 586 нм до 594 нм, типичное значение — 590 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) — 15 нм. Прямое напряжение (V_F) типично равно 2.1 В при 20 мА, диапазон — от 1.6 В до 2.6 В. Обратный ток (I_R) не превышает 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Важно отметить, что устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; данное испытательное условие приведено только для характеристики.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе силы света и доминирующей длины волны для обеспечения однородности в приложениях. Группы по силе света: JK (240-400 мкд), LM (400-680 мкд) и NP (680-1150 мкд), каждая с допуском ±15%. Группы по доминирующей длине волны: H16 (586.0-588.0 нм), H17 (588.0-590.0 нм), H18 (590.0-592.0 нм) и H19 (592.0-594.0 нм), каждая с допуском ±1 нм. Конкретный код группы по интенсивности указан на каждом упаковочном пакете.

4. Анализ характеристических кривых

В технической документации приведены типичные электрические и оптические характеристические кривые, измеренные при температуре окружающей среды 25°C. Эти кривые наглядно отображают взаимосвязь ключевых параметров, таких как зависимость прямого тока от прямого напряжения, силы света от прямого тока, а также спектральное распределение излучаемого света. Анализ этих кривых необходим для понимания поведения устройства в различных рабочих условиях, прогнозирования производительности при нестандартных токах и проектирования соответствующих схем управления для достижения желаемых уровней яркости при сохранении эффективности и долговечности.

5. Механическая и упаковочная информация

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет стандартный круглый корпус диаметром 3.1 мм, предназначенный для выводного монтажа. Ключевые размерные допуски составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Смола под фланцем может выступать или быть утоплена максимум на 0.5 мм. Расстояние между выводами измеряется в точке их выхода из корпуса. В технической документации приведены подробные чертежи со всеми критическими размерами для точного размещения на печатной плате и механической интеграции.

5.2 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются в упаковочных пакетах по 1000, 500, 200 или 100 штук. Десять таких пакетов объединяются во внутреннюю коробку, итого 10 000 штук на внутреннюю коробку. Для крупных поставок восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю коробку, что в сумме составляет 80 000 штук на внешнюю коробку. Отмечается, что в пределах партии поставки только последняя упаковка может быть неполной.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для надежности. 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 очистки рекомендуются только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт. При формовке выводов изгибы должны производиться на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода, и операция должна выполняться при комнатной температуре до пайки. При пайке необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм между точкой пайки и основанием линзы. Рекомендуемые условия пайки: температура паяльника макс. 350°C в течение макс. 3 секунд (только один раз) или волновая пайка с предварительным нагревом макс. 100°C в течение макс. 60 секунд и температурой волны припоя макс. 260°C в течение макс. 5 секунд. Инфракрасная (ИК) пайка оплавлением не подходит для данного выводного светодиода.

7. Рекомендации по применению

7.1 Метод управления

Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым отдельным светодиодом. Использование одного резистора для параллельного массива (Схема B в документации) не рекомендуется, так как незначительные различия в характеристиках прямого напряжения (V_F) каждого светодиода могут привести к значительному разбросу токов и, как следствие, к неравномерной силе света.

7.2 Защита от ЭСР (электростатического разряда)

Данные устройства чувствительны к электростатическому разряду. Для предотвращения повреждений персонал должен использовать токопроводящие браслеты или антистатические перчатки. Все оборудование, рабочие столы и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены. Рекомендуется использовать ионизатор для нейтрализации статических зарядов, которые могут накапливаться на пластиковой линзе во время хранения и обработки.

7.3 Предназначение и предостережения

Данный светодиод предназначен для обычного электронного оборудования в офисных, коммуникационных и бытовых приложениях. Он не предназначен для критически важных для безопасности применений, где отказ может угрожать жизни или здоровью (например, авиация, медицинские приборы, системы управления транспортом), без предварительной консультации и специальной квалификации.

8. Техническое сравнение и соображения при проектировании

По сравнению со старыми технологиями, использование материала AlInGaP обеспечивает более высокую эффективность и более стабильный цветовой выход во времени и при изменении температуры. Корпус 3.1 мм является распространенным отраслевым стандартом, что гарантирует совместимость с существующими посадочными местами на печатных платах и вырезами в панелях. Типичное прямое напряжение 2.1 В при 20 мА делает его подходящим для прямого управления от источников питания логики 3.3 В или 5 В с помощью простого последовательного резистора. Конструкторы должны тщательно учитывать теплоотвод, поскольку превышение предельных параметров по мощности, току или температуре ухудшит производительность и сократит срок службы. Угол обзора 25 градусов указывает на относительно сфокусированный луч, подходящий для индикаторов прямого визуального наблюдения.

9. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Какое сопротивление резистора использовать с источником питания 5В?

О: Используя закон Ома (R = (V_{питания}- V_F) / I_F) и типичное V_F2.1 В при 20 мА, R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ом. Стандартный резистор на 150 Ом является подходящей отправной точкой. Всегда проверяйте фактический ток в цепи.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом на 30 мА для большей яркости?

О: Нет. Максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА. Превышение этого значения грозит необратимым повреждением устройства и нарушает указанные условия эксплуатации.

В: Сила света имеет широкий диапазон (240-1150 мкд). Как обеспечить одинаковую яркость?

О: Используйте систему сортировки. При заказе указывайте требуемую группу по силе света (JK, LM или NP), чтобы получить светодиоды в более узком диапазоне характеристик. Код группы указан на упаковочном пакете.

В: Нужна ли защита от обратного напряжения?

О: Хотя устройство выдерживает обратное напряжение до 5 В, оно не предназначено для работы в обратном режиме. В схемах, где возможно обратное напряжение (например, при емкостной связи, индуктивных нагрузках), рекомендуется внешняя защита, например, параллельный диод (катод к аноду).

10. Практический пример применения

Рассмотрим проектирование панели индикации состояния для сетевого маршрутизатора с десятью одинаковыми янтарными светодиодными индикаторами. Для обеспечения равномерной яркости каждый светодиод LTL1NHSJ4D должен управляться индивидуально от вывода GPIO микроконтроллера с напряжением 3.3 В. Последовательный резистор примерно 62 Ом ((3.3В - 2.1В) / 0.02А = 60 Ом, ближайшее стандартное значение 62 Ом) устанавливается на анодной линии каждого светодиода. Светодиоды монтируются на печатную плату с выводами, согнутыми на расстоянии 4 мм от корпуса, чтобы соответствовать толщине панели. Во время сборки соблюдаются меры предосторожности от ЭСР, а пайка выполняется паяльником с контролем температуры, установленным на 320°C, по 2 секунды на соединение. Указав группу интенсивности LM (400-680 мкд), достигается однородный внешний вид средней яркости для всех десяти индикаторов.

11. Введение в принцип работы

Данный светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом диоде. Активная область состоит из фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP). При приложении прямого напряжения электроны и дырки инжектируются в активную область, где они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны, которая, в свою очередь, определяет доминирующую длину волны излучаемого света, в данном случае янтарного/желтого. Материал рассеивающей линзы рассеивает свет, создавая более широкую и равномерную диаграмму направленности по сравнению с прозрачной линзой.

12. Тенденции развития

Общая тенденция в индикаторных светодиодах продолжает двигаться в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет получить ту же световую отдачу при более низких токах управления, снижая энергопотребление и тепловыделение. Также уделяется внимание улучшению цветовой однородности и стабильности при изменении температуры и в течение срока службы. В то время как выводные корпуса остаются популярными для прототипирования, ручной сборки и некоторых промышленных применений, корпуса для поверхностного монтажа (SMD) становятся все более доминирующими в автоматизированном, крупносерийном производстве благодаря их меньшему размеру и низкому профилю. Лежащая в основе технология материала AlInGaP является зрелой и обеспечивает отличные характеристики для красного, оранжевого и янтарного цветов.