LTST-C193TGKT Техническая документация на SMD светодиод - Размеры 3.2x1.6x0.4мм - Напряжение 2.8-3.6В - Цвет Зеленый - Мощность 76мВт

1. Обзор продукта

LTST-C193TGKT — это поверхностно-монтируемый (SMD) чип-светодиод, разработанный для современных электронных приложений с ограниченным пространством. Он относится к семейству сверхтонких светодиодов, отличаясь исключительно малой высотой профиля — всего 0.4 мм. Это делает его идеальным выбором для подсветки индикаторов, сигнальных ламп и декоративной подсветки в тонкой потребительской электронике, автомобильных интерьерах и портативных устройствах, где ограничено вертикальное пространство.

Светодиод излучает зеленый свет с использованием полупроводникового материала InGaN (нитрид индия-галлия), известного своей высокой эффективностью и яркостью. Корпус оснащен прозрачной линзой, которая не рассеивает свет, что обеспечивает более сфокусированный и интенсивный световой поток непосредственно от кристалла. Он соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что классифицирует его как экологичный продукт.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Ключевые оптические параметры измеряются при стандартной температуре окружающей среды (Ta) 25°C и прямом токе (IF) 20мА, который является рекомендуемым рабочим током.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 112.0 милликандел (мкд) до максимум 450.0 мкд. Типичное значение находится в этом диапазоне. Интенсивность измеряется с помощью датчика, отфильтрованного в соответствии с фотопической реакцией человеческого глаза (кривая МКО).
• Угол обзора (2θ_1/2):Этот светодиод имеет очень широкий угол обзора 130 градусов. Угол θ_1/2определяется как угол отклонения от оси, при котором сила света падает до половины значения, измеренного на центральной оси (0°).
• Пиковая длина волны (λ_P):Длина волны, на которой излучаемая оптическая мощность максимальна, для данного устройства обычно составляет 525 нм.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Более релевантная с точки зрения восприятия мера цвета, полученная из диаграммы цветности МКО. Она определяет одну длину волны, которая наилучшим образом представляет воспринимаемый цвет. Для LTST-C193TGKT она находится в диапазоне от 520.0 нм до 535.0 нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Измеряет спектральную чистоту источника света. Это ширина спектра излучения на половине его максимальной мощности. Для этого зеленого светодиода InGaN типичное значение составляет 35 нм.

2.2 Электрические характеристики

• Прямое напряжение (V_F):При токе 20мА падение напряжения на аноде и катоде светодиода составляет от 2.80В (мин.) до 3.60В (макс.). Этот параметр критически важен для проектирования схемы драйвера и расчетов рассеиваемой мощности.
• Обратный ток (I_R):При обратном смещении 5В ток утечки составляет максимум 10 мкА. Важно отметить, что этот светодиод не предназначен для работы при обратном напряжении; данное испытательное условие предназначено только для характеристики.

2.3 Абсолютные максимальные и тепловые характеристики

Эти характеристики определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

• Рассеиваемая мощность (P_d):Максимально допустимая мощность, которую может рассеивать корпус, составляет 76 мВт при температуре окружающей среды 25°C.
• Прямой ток:Максимальный постоянный прямой ток составляет 20 мА. Более высокий пиковый прямой ток 100 мА допустим только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).
• Температурные диапазоны:Устройство может работать при температурах окружающей среды от -20°C до +80°C. Для хранения диапазон шире: от -30°C до +100°C.
• Термический предел при пайке:Светодиод может выдерживать пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение максимум 10 секунд, что соответствует стандартным бессвинцовым (Pb-free) процессам сборки.

3. Объяснение системы бинов

Для обеспечения стабильности в массовом производстве светодиоды сортируются по бинам (категориям) на основе ключевых параметров. LTST-C193TGKT использует трехмерную систему бинов.

3.1 Биннинг по прямому напряжению

Устройства сортируются по прямому напряжению (V_F) при 20мА на четыре бина (D7–D10), каждый с диапазоном 0.2В и допуском ±0.1В. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с более точным соответствием напряжения для приложений, требующих равномерного распределения тока в параллельных конфигурациях.

3.2 Биннинг по силе света

Светодиоды сортируются по яркости на три категории (R, S, T) с допуском ±15% для диапазона каждого бина. Бин 'T' представляет группу с наивысшей интенсивностью (280–450 мкд). Эта сортировка необходима для приложений, требующих одинакового уровня яркости для нескольких индикаторов.

3.3 Биннинг по доминирующей длине волны

Цвет (оттенок) контролируется путем сортировки доминирующей длины волны на три группы (AP, AQ, AR), каждая из которых охватывает 5 нм с допуском ±1 нм. Это обеспечивает единообразный зеленый цвет для всех устройств в производственной партии.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в техническом описании приведены ссылки на конкретные графические кривые, их значение является стандартным для светодиодной технологии.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (I-V кривая)

Зависимость экспоненциальная, что типично для диода. Небольшое увеличение напряжения выше порога включения вызывает значительное увеличение тока. Поэтому светодиоды должны управляться источником с ограничением тока, а не источником постоянного напряжения, чтобы предотвратить тепловой разгон и разрушение.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой выход приблизительно пропорционален прямому току вплоть до номинального максимума. Работа выше 20мА может увеличить яркость, но сократит срок службы и надежность из-за повышения температуры перехода.

4.3 Температурная зависимость

Характеристики светодиода чувствительны к температуре. При увеличении температуры перехода:

• Прямое напряжение (V_F):Слегка уменьшается.
• Сила света (Iv):Уменьшается. Эффективность падает с ростом температуры.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Может незначительно смещаться, что потенциально вызывает небольшое изменение цвета.

Правильное тепловое управление на печатной плате (например, с помощью терморельефных площадок) имеет решающее значение для поддержания производительности и долговечности.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод соответствует стандартному корпусу чип-светодиода по стандарту EIA. Ключевые размеры включают размер корпуса приблизительно 3.2мм x 1.6мм, при этом определяющей особенностью является сверхнизкая высота 0.4мм. Предоставлены подробные чертежи размеров с допусками ±0.10мм для разводки печатной платы.

5.2 Расположение контактных площадок и идентификация полярности

Техническое описание включает рекомендуемые размеры контактных площадок для обеспечения надежной пайки и правильного выравнивания. Светодиод поляризован. Анод (+) и катод (-) обычно маркируются на корпусе или указываются на схеме посадочного места. Правильная ориентация необходима для работы схемы.

5.3 Упаковка в ленте и на катушке

Продукт поставляется в стандартной 8-мм несущей ленте на катушках диаметром 7 дюймов (178 мм). Каждая катушка содержит 5000 штук. Упаковка соответствует спецификациям ANSI/EIA 481-1-A-1994, обеспечивая совместимость с автоматическим оборудованием для установки компонентов, что критически важно для крупносерийного производства.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль оплавления при пайке

Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления для бессвинцовых процессов. Ключевые параметры включают:

• Предварительный нагрев:150°C до 200°C максимум 120 секунд для постепенного нагрева платы и компонентов, минимизируя термический удар.
• Пиковая температура:Максимум 260°C.
• Время выше температуры ликвидуса:Время, в течение которого припой находится в расплавленном состоянии, должно контролироваться.
• Критический предел:Температура корпуса компонента не должна превышать 260°C более 10 секунд.

Профиль основан на стандартах JEDEC, что обеспечивает надежность.

6.2 Ручная пайка

Если необходима ручная пайка, используйте паяльник с регулировкой температуры, установленной на максимум 300°C. Время пайки на вывод не должно превышать 3 секунд, и операцию следует выполнять только один раз, чтобы избежать термического повреждения пластикового корпуса и полупроводникового кристалла.

6.3 Очистка

Если требуется очистка после пайки, следует использовать только указанные спиртовые растворители, такие как этиловый или изопропиловый спирт. Светодиод следует погружать при нормальной температуре менее чем на одну минуту. Неуказанные химические очистители могут повредить материал корпуса.

6.4 Хранение и обращение

• Чувствительность к ЭСР (электростатическому разряду):Светодиоды подвержены повреждению от статического электричества. При обращении обязательны меры предосторожности от ЭСР (браслеты, заземленные рабочие места, проводящая пена).
• Чувствительность к влаге:Как поверхностно-монтируемое устройство, оно имеет уровень чувствительности к влаге (подразумевается). Если оригинальный герметичный влагозащитный пакет вскрыт, светодиоды должны быть использованы в течение 672 часов (28 дней) или просушены перед оплавлением, чтобы предотвратить "вспучивание" (popcorning) во время пайки.
• Условия хранения:Для длительного хранения во вскрытой упаковке используйте герметичный контейнер с осушителем или азотной атмосферой.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

• Индикаторы состояния:Индикаторы включения, зарядки аккумулятора, сетевой активности в смартфонах, планшетах, ноутбуках и носимых устройствах.
• Подсветка:Подсветка мембранных переключателей, небольших ЖК-дисплеев или логотипов в тонких потребительских товарах.
• Декоративное освещение:Акцентная подсветка в автомобильных панелях приборов, интерьерной отделке или бытовой технике.
• Панельные индикаторы:На промышленных панелях управления, медицинских устройствах и коммуникационном оборудовании, где пространство ограничено.

7.2 Соображения при проектировании

• Управление током:Всегда используйте последовательный токоограничивающий резистор или специализированную микросхему драйвера светодиодов с постоянным током. Рассчитайте значение резистора по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F, используя максимальное значение V_Fиз технического описания, чтобы гарантировать, что ток не превысит 20мА в наихудших условиях.
• Тепловое управление:Несмотря на малые размеры, рассеиваемая мощность (до 72мВт при 20мА, 3.6В) генерирует тепло. Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточную площадь меди вокруг контактных площадок для отвода тепла, особенно если используется несколько светодиодов или высокая температура окружающей среды.
• Оптическое проектирование:Прозрачная линза создает узкий интенсивный луч. Для более широкого или рассеянного освещения могут потребоваться внешние линзы или световоды.
• Выбор бинов:Для приложений, требующих единообразия цвета или яркости, указывайте требуемые коды бинов (V_F, I_v, λ_d) при заказе.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличительным фактором LTST-C193TGKT является егосверхтонкий профиль 0.4мм. По сравнению со стандартными чип-светодиодами, высота которых часто составляет 0.6мм или 0.8мм, это сокращение высоты на 33–50% является значительным для современных ультратонких конструкций устройств. Его широкий угол обзора 130 градусов также является преимуществом по сравнению со светодиодами с узким углом, когда важна видимость под углом. Сочетание технологии InGaN (для зеленого свечения), соответствия RoHS и совместимости со стандартными бессвинцовыми процессами оплавления делает его универсальным и перспективным компонентом для глобального производства электроники.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

9.1 Можно ли питать этот светодиод от источника 3.3В без резистора?

Нет, это не рекомендуется и, скорее всего, приведет к разрушению светодиода.Прямое напряжение варьируется от 2.8В до 3.6В. Если вы подключите источник 3.3В напрямую к светодиоду с V_F2.9В, разность напряжений (0.4В) вызовет протекание очень высокого, неконтролируемого тока, значительно превышающего максимум 20мА. Для простого управления постоянным током всегда требуется последовательный резистор.

9.2 Почему существует пиковый ток (100мА), превышающий номинальный постоянный ток (20мА)?

Полупроводниковый переход может выдерживать короткие импульсы высокого тока без перегрева, поскольку тепловая постоянная времени крошечного кристалла очень мала. Номинальный ток 100мА при скважности 1/10 позволяет использовать кратковременные импульсы более высокой яркости (например, в мультиплексных дисплеях или для сигнализации), сохраняя при этомсреднююмощность и температуру в безопасных пределах. Непрерывная работа не должна превышать 20мА.

9.3 Что означает "прозрачная" линза для светового потока?

"Прозрачная" или нерассеивающая линза означает, что эпоксидный компаунд прозрачен. Это обеспечивает максимально возможный световой поток из корпуса, поскольку свет не рассеивается диффузионными частицами. Картина луча будет более четко определяться формой кристалла светодиода и отражателем, часто представляясь ярким маленьким пятном при прямом взгляде.

9.4 Как интерпретировать коды бинов при заказе?

Для получения стабильных результатов в вашем приложении вы должны указать желаемые коды бинов для напряжения (V_F), силы света (I_v) и доминирующей длины волны (λ_d). Например, запрос бинов D8 (3.0–3.2В), S (180–280 мкд) и AQ (525–530 нм) даст вам светодиоды со средним напряжением, средней-высокой яркостью и определенным оттенком зеленого. Если не указано, вы получите смесь из производства.

10. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикатора состояния для тонкой Bluetooth-колонки

Разработчик создает компактную Bluetooth-колонку с алюминиевым корпусом толщиной всего 5мм. Необходим многоцветный светодиодный индикатор для отображения питания, сопряжения и уровня заряда батареи. Пространство за передней решеткой крайне ограничено.

Решение:Выбран LTST-C193TGKT (зеленый) вместе с аналогичными красными и синими сверхтонкими светодиодами. Их высота 0.4мм позволяет идеально разместить их в ограниченном внутреннем пространстве. Разработчик:

1. Размещает светодиоды на основной плате рядом с решеткой.
2. Использует вывод GPIO микроконтроллера для каждого цвета с последовательным резистором 100 Ом, рассчитанным для системы 3.3В (предполагая макс. V_F3.6В, что дает безопасный ток ~10мА).
3. Указывает одинаковый бин интенсивности (например, 'S') для всех трех цветов, чтобы обеспечить сбалансированную яркость.
4. Добавляет небольшую медную площадку под контактными площадками светодиода на плате для незначительного отвода тепла.
5. Следует рекомендованному профилю оплавления во время сборки для обеспечения надежности.

В результате получается яркий, равномерный индикатор состояния, который соответствует элегантному промышленному дизайну без механических компромиссов.

11. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный цвет (длина волны) света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. LTST-C193TGKT используетнитрид индия-галлия (InGaN)— сложный полупроводник, спроектированный так, чтобы иметь запрещенную зону, соответствующую зеленому свету (приблизительно 520–535 нм). Прозрачный эпоксидный компаунд защищает полупроводниковый кристалл, действует как линза и может содержать люминофоры (хотя в данном случае с прозрачной линзой их нет) для изменения выходного излучения.

12. Тенденции развития

Тенденции в области индикаторных и подсветочных светодиодов для потребительской электроники сильно соответствуют особенностям этого компонента:

• Миниатюризация и уменьшение профиля:Постоянный спрос на более тонкие устройства стимулирует разработку светодиодов со все меньшими размерами и высотой, как этот компонент 0.4мм.
• Повышение эффективности:Улучшения в эпитаксиальном росте и конструкции кристалла дают больше люмен на ватт, позволяя получить более яркий выход при том же токе или ту же яркость при меньшем энергопотреблении и нагреве.
• Улучшение цветовой стабильности:Передовые методы бинов и более жесткий контроль процессов позволяют производителям предлагать светодиоды с очень узкими допусками по длине волны и интенсивности, что критически важно для таких приложений, как полноцветные дисплеи и окружающее освещение.
• Повышенная надежность для жестких условий:Хотя этот светодиод предназначен для стандартных применений, отрасль также разрабатывает версии с более высокими температурными рейтингами и повышенной надежностью для автомобильной и промышленной сфер.
• Интеграция:Тенденции включают интеграцию нескольких светодиодных кристаллов (RGB) в один корпус или объединение светодиодов с драйверами или датчиками.

LTST-C193TGKT представляет собой решение текущего поколения, отвечающее ключевым потребностям в миниатюризации и производительности для основной электроники.