Техническая спецификация LTST-C150KEKT - SMD светодиод 3.2x2.8x1.9мм - 2.4В - 75мВт - Красный

1. Обзор продукта

LTST-C150KEKT — это высокопроизводительный светодиод для поверхностного монтажа, предназначенный для применений, требующих высокой видимости и надёжности. Он использует чип AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известный своей высокой световой отдачей и отличной чистотой цвета, особенно в красном спектре. Этот светодиод выполнен в стандартном корпусе, совместимом с форматом EIA, что делает его подходящим для автоматизированных сборочных линий, широко используемых в массовом производстве электроники.

Основные области применения этого компонента включают индикаторы состояния, подсветку небольших дисплеев, внутреннее освещение в автомобилях и различную бытовую электронику, где требуется яркая и стабильная красная индикация. Его конструкция ориентирована на совместимость с современными процессами пайки, гарантируя способность выдерживать температурные профили инфракрасной (ИК) и паровой пайки без ухудшения характеристик.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Не рекомендуется непрерывная работа светодиода на этих пределах или вблизи них.

• Рассеиваемая мощность (Pd):75 мВт. Это максимальное количество мощности, которое корпус светодиода может рассеять в виде тепла при температуре окружающей среды (Ta) 25°C. Превышение этого предела грозит перегревом полупроводникового перехода.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Максимальный постоянный ток, который можно непрерывно подавать на светодиод.
• Пиковый прямой ток:80 мА. Допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для кратковременного достижения более высокой светоотдачи без перегрева.
• Коэффициент снижения нагрузки:0.4 мА/°C. Для температур окружающей среды выше 25°C максимально допустимый постоянный прямой ток должен быть линейно уменьшен на этот коэффициент для предотвращения теплового пробоя.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного напряжения выше этого значения может привести к пробою PN-перехода светодиода.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -55°C до +85°C. Такой широкий диапазон указывает на стабильную работу в суровых условиях.
• Допустимая температура пайки:Светодиод выдерживает 260°C в течение 5 секунд (ИК/волновая пайка) или 215°C в течение 3 минут (паровая фаза), что подтверждает его пригодность для бессвинцовых процессов оплавления.

2.2 Электрооптические характеристики

Эти параметры измеряются при Ta=25°C и прямом токе (IF) 20 мА, что является стандартным условием испытаний.

• Сила света (Iv):30.0 - 50.0 мкд (милликандела). Этот параметр определяет воспринимаемую яркость светодиода человеческим глазом (с использованием фильтра, соответствующего стандарту CIE). Типичное значение составляет 50 мкд, что указывает на очень высокую яркость для стандартного индикаторного светодиода.
• Угол обзора (2θ1/2):130 градусов. Это очень широкий угол обзора, означающий, что светодиод излучает свет в широком конусе. Интенсивность на половинном угле (65° от оси) составляет 50% от осевой (центральной) интенсивности.
• Пиковая длина волны излучения (λПик):632 нм (типичное). Это длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна. Она находится в красной области видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λd):624 нм (типичное). Это значение получено из диаграммы цветности CIE и представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом описывает воспринимаемый цвет света. Разница между пиковой и доминирующей длиной волны характерна для спектральной формы светодиода.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм. Этот параметр измеряет спектральную чистоту, указывая диапазон длин волн, излучаемых при 50% от пиковой интенсивности. Значение 20 нм типично для монохроматического светодиода AlInGaP.
• Прямое напряжение (VF):2.0В (мин.) - 2.4В (тип.) при IF=20мА. Это падение напряжения на светодиоде во время работы. Оно имеет решающее значение для проектирования токоограничивающего резистора в схеме управления.
• Обратный ток (IR):100 мкА (макс.) при VR=5В. Это небольшой ток утечки, который протекает при обратном смещении светодиода в пределах его максимального номинала.
• Ёмкость (C):40 пФ (тип.) при VF=0В, f=1МГц. Это ёмкость перехода, которая может быть важна в высокочастотных коммутационных приложениях.

3. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого светодиода включают:

• ВАХ (Зависимость тока от напряжения):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Напряжение отсечки составляет около 2.0В, после чего ток быстро возрастает при небольших приращениях напряжения.
• Зависимость силы света от прямого тока:Демонстрирует, что световой выход приблизительно пропорционален прямому току до определённого предела, после чего эффективность может снижаться из-за нагрева.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода с ростом температуры окружающей среды. Светодиоды AlInGaP, как правило, обладают хорошими высокотемпературными характеристиками по сравнению с другими технологиями.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик на 632 нм и полуширину 20 нм, что подтверждает монохроматическое красное излучение.

4. Механическая информация и упаковка

4.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод поставляется в стандартном корпусе для поверхностного монтажа. Ключевые размеры (в мм) включают размер корпуса и расстояние между выводами, совместимые с автоматизированной сборкой. Линза выполнена из прозрачной эпоксидной смолы, что максимизирует световой выход за счёт минимизации внутреннего поглощения.

4.2 Идентификация полярности и проектирование контактных площадок

Катод обычно маркируется на корпусе. В спецификации приведены рекомендуемые размеры контактных площадок для пайки, чтобы обеспечить надёжное паяное соединение, правильное выравнивание и достаточный теплоотвод во время пайки оплавлением.

4.3 Упаковка в ленте и на катушке

Компоненты поставляются на 8-мм ленте, намотанной на катушки диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 3000 штук. Эта упаковка соответствует стандартам ANSI/EIA 481-1-A-1994, обеспечивая совместимость со стандартными автоматическими питателями. Лента использует верхнюю крышку для герметизации пустых ячеек и сохранения ориентации компонентов.

5. Рекомендации по пайке и сборке

5.1 Условия пайки оплавлением

Светодиод сертифицирован для бессвинцовых процессов пайки. Рекомендуемый профиль имеет пик при 260°C в течение 5 секунд для инфракрасной или волновой пайки и при 215°C в течение 3 минут для паровой пайки. Критически важно соблюдать эти температурные профили, чтобы избежать повреждения эпоксидной линзы или внутренних проводящих соединений из-за чрезмерного термического напряжения.

5.2 Очистка

Если очистка необходима после пайки, следует использовать только указанные растворители. В спецификации рекомендуется погружать светодиод в этиловый или изопропиловый спирт при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Использование неуказанных или агрессивных химикатов может повредить пластиковый корпус, что приведёт к растрескиванию или изменению цвета.

5.3 Условия хранения

Компоненты должны храниться в оригинальных влагозащитных пакетах при температуре от -55°C до +85°C и при низкой влажности, чтобы предотвратить поглощение влаги, которое может вызвать \"вспучивание\" (popcorning) во время пайки оплавлением.

6. Рекомендации по применению и проектные соображения

6.1 Типовые схемы включения

Наиболее распространённый метод управления — простой последовательный резистор. Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте 2.4В для запаса по проектированию), а IF — желаемый прямой ток (например, 20мА). Для питания 5В: R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ом. Подойдёт стандартный резистор на 130 или 150 Ом. Для постоянной яркости в диапазоне напряжений питания или температур рекомендуется использовать источник постоянного тока.

6.2 Тепловой режим

Хотя рассеиваемая мощность мала (макс. 75мВт), правильное тепловое проектирование всё равно важно для долговечности и стабильной работы, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды или вблизи максимального тока. Убедитесь, что на печатной плате есть достаточная площадь меди, соединённая с тепловой площадкой светодиода (если применимо) или выводами, чтобы действовать как радиатор. Следуйте рекомендации по снижению тока на 0.4 мА/°C выше 25°C.

6.3 Оптические соображения

Широкий угол обзора 130 градусов делает этот светодиод идеальным для применений, где индикатор должен быть виден с широкого диапазона позиций. Для более направленного света можно использовать внешние линзы или световоды. Прозрачная линза обеспечивает максимально возможный световой выход, но может выглядеть как яркая точечная подсветка; в других вариантах доступны рассеивающие линзы, если требуется более равномерное свечение.

7. Техническое сравнение и отличительные особенности

Ключевыми отличительными особенностями LTST-C150KEKT являются технология AlInGaP и высокая яркость. По сравнению со старыми красными светодиодами на основе GaAsP (фосфида арсенида галлия), AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что означает больше света при той же электрической мощности. Он также лучше сохраняет свой цвет и интенсивность при повышенных температурах. Широкий угол обзора и совместимость с автоматизированными высокотемпературными процессами пайки делают его современным и экономически эффективным выбором для серийно производимой электроники.

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера на 3.3В?

О: Возможно, но это зависит от способности вывода обеспечивать ток. Прямое напряжение светодиода VF составляет ~2.4В, что оставляет только 0.9В на токоограничивающем резисторе при питании 3.3В. Для достижения 20мА резистор должен быть 45 Ом (0.9В/0.02А). Проверьте, может ли вывод вашего микроконтроллера выдавать 20мА. Буферный транзистор часто является более безопасным и надёжным решением.

В: В чём разница между пиковой и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны — это физический пик излучаемого светового спектра. Доминирующая длина волны — это расчётное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма CIE), которое наилучшим образом соответствует воспринимаемому цвету. Они часто близки, но не идентичны, особенно если спектр не является идеально симметричным.

В: Как интерпретировать значения \"Типичное\" в спецификации?

О: Значения \"Типичное\" представляют наиболее распространённые или ожидаемые характеристики в указанных условиях. Они не гарантируются. Для целей проектирования всегда используйте пределы \"Мин.\" и \"Макс.\", чтобы гарантировать правильную работу вашей схемы при всех возможных вариациях компонентов.

9. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Индикатор состояния на блоке питания:Используйте светодиод с последовательным резистором 150 Ом, подключённым к шине 5В. Его высокая яркость обеспечивает чёткую видимость даже в хорошо освещённых помещениях. Широкий угол обзора позволяет видеть состояние с различных углов в стойке или на стенде.

Пример 2: Подсветка для мембранной клавиатуры:Несколько светодиодов можно расположить за полупрозрачной панелью. Стабильный цвет (доминирующая длина волны 624 нм) и яркость обеспечивают равномерное освещение. Совместимость с пайкой оплавлением позволяет припаять все светодиоды и другие SMD-компоненты за один проход, снижая стоимость сборки.

10. Введение в принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый диод. Когда прямое напряжение прикладывается к его PN-переходу, электроны из N-области рекомбинируют с дырками из P-области в активной зоне. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещённой зоны полупроводникового материала. AlInGaP имеет запрещённую зону, соответствующую красному, оранжевому и жёлтому свету. Прозрачный эпоксидный корпус действует как линза, формируя световой поток и защищая хрупкий полупроводниковый чип.

11. Технологические тренды

Тренд для индикаторных светодиодов, подобных этому, заключается в постоянном повышении эффективности (больше люмен на ватт), что позволяет достичь той же яркости при меньшем токе, экономя энергию и уменьшая нагрев. Также наблюдается стремление к миниатюризации при сохранении или улучшении оптических характеристик. Кроме того, общими целями являются повышение надёжности и расширение квалификации для автомобильных и промышленных температурных диапазонов. Использование таких материалов, как AlInGaP, представляет собой продолжающийся переход от старых, менее эффективных технологий к обеспечению лучших характеристик в стандартных корпусах.