LTL1CHKxKNN Serisi LED Lamba Veri Sayfası - T-1 3mm Paket - 2.0-2.4V İleri Gerilim - 30mA Sürekli Akım - Hiper Kırmızıdan Yeşile Renkler - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, LTL1CHKxKNN serisi ışık yayan diyotların (LED) teknik özelliklerini detaylandırmaktadır. Bu ürün ailesi, daha yüksek seviyede ışık şiddeti gerektiren genel amaçlı gösterge uygulamaları için tasarlanmış standart T-1 (3mm) delikten montaj LED lambalardan oluşmaktadır. Cihazlar, kırmızıdan yeşile kadar bir dizi renkte yüksek verimli görünür ışık üretmesiyle bilinen, Galyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde büyütülmüş Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP) malzeme teknolojisi kullanılarak üretilmiştir.

Bu serinin temel avantajları arasında düşük güç tüketimi, yüksek ışık verimliliği ve düşük akım gereksinimleri nedeniyle entegre devre (IC) sürücü seviyeleriyle uyumluluk yer alır. Serideki tüm varyantlar, ışığı dağıtmayan ve net gösterge için daha odaklanmış ve yoğun bir ışın hüzmesi sağlayan su berraklığında bir lense sahiptir.

Bu LED'lerin hedef pazarı, güvenilirlik, görünürlük ve maliyet etkinliğin temel hususlar olduğu durum, panel ışıkları veya basit aydınlatma gerektiren her türlü elektronik cihazı kapsayacak kadar geniştir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Güvenilir çalışma için bu limitler asla aşılmamalıdır, geçici olarak bile.

• Güç Dağılımı (Pd):Serideki tüm cihazlar, 25°C ortam sıcaklığında (T_A) maksimum 75 mW güç dağılımına sahiptir. Bu limitin aşılması aşırı ısınmaya ve felaket arızasına yol açabilir.
• İleri Akım:İki akım değeri belirtilmiştir:
  • Sürekli İleri Akım (I_F):Tüm renkler için sürekli olarak uygulanabilecek maksimum DC akım 30 mA'dır.
  • Tepe İleri Akım:Belirli koşullar altında daha yüksek bir darbe akımına izin verilir. Kırmızı varyantlar (Hiper Kırmızı, Süper Kırmızı, Kırmızı) için tepe akımı, 1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde 90 mA'dır. Turuncu, sarı ve yeşil varyantlar için ise aynı koşullarda tepe akımı 60 mA'dır. Bu parametre, çoklama veya darbe çalışma şemaları için çok önemlidir.
• Termal Derecelendirme:Maksimum sürekli ileri akım, 70°C üzerinde lineer olarak 0.4 mA/°C oranında derecelendirilmelidir. Bu, yüksek sıcaklık ortamları için kritik bir tasarım hususu olan, izin verilen sürekli akımın ortam sıcaklığı arttıkça azaldığı anlamına gelir.
• Ters Gerilim (V_R):100 µA ters akımda (I_R) izin verilen maksimum ters gerilim 5V'dur. Daha yüksek bir ters gerilim uygulamak LED'in PN eklemini bozabilir.
• Sıcaklık Aralıkları:Çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ila +100°C, depolama sıcaklığı aralığı ise -55°C ila +100°C'dir; bu da geniş bir koşul yelpazesinde sağlam performans gösterdiğini belirtir.
• Lehimleme Sıcaklığı:Uçlar, LED gövdesinden en az 1.6mm (0.063") uzakta olmak koşuluyla, maksimum 5 saniye süreyle 260°C'de lehimlenebilir. Bu, epoksi lens ve iç yapıya termal hasarı önlemek içindir.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bu parametreler standart test koşullarında (T_A=25°C) ölçülür ve cihazın tipik performansını tanımlar.

• Işık Şiddeti (I_v):Bu temel bir optik parametredir. Tüm cihazlar, 20mA ileri akımda (I_F) minimum 140 mcd (milikandela) ışık şiddetine sahiptir. Tipik değerler, spesifik renk varyantına bağlı olarak 210 mcd ile 320 mcd arasında değişir. Şiddet, fotopik (insan gözü) tepki eğrisine (CIE) yaklaşan bir sensör ve filtre kombinasyonu kullanılarak ölçülür. Veri sayfası, ürünlerin iki ışık şiddeti sınıfına ayrıldığını ve sınıf kodunun paketleme üzerinde işaretlendiğini belirtir.
• Görüş Açısı (2θ_1/2):Seri, 45 derecelik dar bir görüş açısına sahiptir. Bu, ışık şiddetinin merkez eksende (0°) ölçülen değerinin yarısına düştüğü tam açı olarak tanımlanır. Bu karakteristik, daha yönlü bir ışık hüzmesi ile sonuçlanır.
• Dalga Boyu Özellikleri:Üç temel dalga boyu metriği sağlanmıştır:
  • Tepe Dalga Boyu (λ_P):Optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. 575 nm (Yeşil) ile 650 nm (Hiper Kırmızı) arasında değişir.
  • Baskın Dalga Boyu (λ_d):Işığın algılanan rengini en iyi temsil eden, CIE renklilik diyagramından türetilen tek bir dalga boyudur. Renk tanımı için genellikle tepe dalga boyundan daha alakalıdır. Değerler 572 nm (Yeşil) ile 639 nm (Hiper Kırmızı) arasındadır.
  • Spektral Çizgi Yarı Genişliği (Δλ):Maksimum gücünün yarısında emisyon spektrumunun genişliğidir (Yarı Yükseklikte Tam Genişlik - FWHM). Renk saflığını gösterir. Kırmızı LED'ler daha geniş bir spektruma (20 nm) sahipken, sarı ve yeşil LED'ler daha dar bir spektruma (15-17 nm) sahiptir.
• İleri Gerilim (V_F):LED 20mA ile sürüldüğünde üzerindeki gerilim düşümüdür. Minimum V_F2.0V ile 2.05V arasındadır ve tipik V_Frenge bağlı olarak 2.3V ile 2.4V arasındadır. Bu parametre, LED ile seri bağlı akım sınırlama direncinin tasarımı için esastır.
• Ters Akım (I_R):5V ters gerilim uygulandığında oluşan kaçak akımdır. Tipik olarak 100 µA veya daha azdır.
• Kapasitans (C):0V öngerilim ve 1 MHz frekansta ölçüldüğünde eklem kapasitansı tipik olarak 40 pF'dir. Bu, yüksek hızlı anahtarlama uygulamalarında bir faktör olabilir.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, öncelikle ışık şiddeti için bir sınıflandırma (binning) sistemi kullanıldığını belirtir. Ürünler iki şiddet sınıfına (bin) ayrılır. Belirli bir LED için spesifik sınıf kodu, bireysel paketleme torbasında işaretlenir. Bu, tasarımcıların uygulamaları için tutarlı parlaklık seviyelerine sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır. Bu belgede dalga boyu veya ileri gerilim için açıkça detaylandırılmamış olsa da, bu tür parametreler genellikle etkili bir şekilde örtülü sınıfları tanımlayan tolerans aralıklarına (Min./Tipik/Maks.) sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Veri sayfası, "Tipik Elektriksel / Optik Karakteristik Eğrileri" için ayrılmış bir sayfaya atıfta bulunur. Metinde spesifik grafikler sağlanmamış olsa da, standart LED veri sayfalarına dayanarak bunlar genellikle şunları içerir:

• Bağıl Işık Şiddeti - İleri Akım (I-V Eğrisi):Işık çıkışının akımla nasıl arttığını gösterir, genellikle çalışma aralığında neredeyse lineer bir ilişki içindedir.
• İleri Gerilim - İleri Akım:Diyodun üstel V-I karakteristiğini gösterir.
• Bağıl Işık Şiddeti - Ortam Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışındaki azalmayı gösterir, termal yönetimin önemini vurgular.
• Spektral Dağılım:Farklı dalga boylarında yayılan bağıl gücü gösteren, tepe dalga boyunu ve spektral yarı genişliği görsel olarak temsil eden bir grafik.
• Görüş Açısı Deseni:LED etrafındaki ışık şiddetinin uzaysal dağılımını gösteren bir kutupsal grafik.

Bu eğriler, cihazın standart olmayan koşullar altındaki davranışını anlamak ve hassas devre tasarımı için paha biçilmezdir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, standart T-1 (3mm) radyal delikten montaj paketi kullanır. Temel boyutsal notlar şunları içerir:

• Tüm boyutlar milimetre cinsindendir, parantez içinde inç değerleri verilmiştir.
• Aksi belirtilmedikçe ±0.25mm (±0.010") standart tolerans uygulanır.
• Flanş altındaki reçine maksimum 1.0mm (0.04") kadar çıkıntı yapabilir.
• Uç aralığı, uçların paket gövdesinden çıktığı noktada ölçülür; bu PCB delik yerleşimi için kritiktir.
• Paket çizimi (LTL1CHx Serisi olarak referans verilir) genellikle toplam uzunluğu, lens çapını, uç uzunluğunu ve çapını ve flanş üzerindeki düz noktanın veya diğer polarite göstergesinin konumunu gösterir.

5.2 Polarite Tanımlama

Delikten montaj LED'ler için, daha uzun uç evrensel olarak anot (pozitif), daha kısa uç ise katot (negatif) olarak kabul edilir. Ek olarak, çoğu paketin flanş kenarında, genellikle katot tarafında bulunan bir düz noktası vardır. Ters öngerilim hasarını önlemek için lehimlemeden önce polariteyi her zaman doğrulayın.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Sağlanan temel kılavuz, el veya dalga lehimlemesi içindir: lehimleme demir ucu, LED'in plastik gövdesinden en az 1.6mm uzakta olmalı ve sıcaklık 5 saniyeden fazla 260°C'yi aşmamalıdır. Uzun süreli ısı, epoksi lensi karbonlaştırabilir, iç katman ayrılmasına neden olabilir veya tel bağlantılarını hasar verebilir.

Genel Montaj Notları:

• Uçlara gövde yakınında mekanik stres uygulamaktan kaçının.
• Kavitasyon iç yapıya zarar verebileceğinden, LED'i ultrasonik temizleyicilerle temizlemeyin.
• LED'ler genellikle bazı IC'lerden daha dayanıklı olsa da, montaj sırasında yarıiletken yapıyı elektrostatik deşarjdan (ESD) korumak için uygun anti-statik işlem prosedürlerini kullanın.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Seri için parça numaralandırma şeması LTL1CHKxKNN'dir; burada "x" renk kodunu belirtir:

• D:Hiper Kırmızı (AlInGaP)
• R:Süper Kırmızı (AlInGaP)
• E:Kırmızı (AlInGaP)
• F:Sarı Turuncu (AlInGaP)
• Y:Kehribar Sarı (AlInGaP)
• S:Sarı (AlInGaP)
• G:Yeşil (AlInGaP)

Tüm varyantlar su berraklığında lens ve aynı temel paketi paylaşır. Spesifik paketleme tipi (örn., dökme, şerit ve makara) sağlanan içerikte belirtilmemiştir ancak tedarikçi tarafından tanımlanır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Genel amaçlı gösterge lambaları olarak, bu LED'ler şunlar için uygundur:

• Tüketici elektroniği, ev aletleri ve endüstriyel kontrol panellerinde açma/durum göstergeleri.
• Anahtarlar, düğmeler ve yazılar için arka aydınlatma.
• Basit dekoratif aydınlatma.
• Temel opto-izolatör veya sensör uygulamaları (LED'i ışık kaynağı olarak kullanarak).

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Harici bir akım sınırlama direnci zorunludur. Direnç değerini Ohm Kanunu kullanarak hesaplayın: R = (V_besleme- V_F) / I_F. Muhafazakar bir tasarım için, akımın istenen seviyeyi aşmamasını sağlamak amacıyla veri sayfasındaki maksimum V_Fdeğerini her zaman kullanın.
• Termal Yönetim:Maksimum akım değerine yakın sürekli çalışma veya yüksek ortam sıcaklıklarında, derecelendirme eğrisini dikkate alın. Sınırlı bir alanda birden fazla LED kullanılıyorsa yeterli hava akışı sağlayın.
• Görüş Açısı:45° görüş açısı, daha odaklanmış bir sıcak nokta oluşturur. Daha geniş alan aydınlatması için, dağınık lensli bir LED veya harici bir difüzör daha uygun olacaktır.
• Sürücü Devreleri:LED'ler doğrudan mikrodenetleyici GPIO pinlerinden (genellikle 20-25mA'ye kadar kaynak/kuyruk) veya daha yüksek akım veya çoklu LED'leri çoklamak için transistör sürücüleri aracılığıyla sürülebilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

LTL1CHKxKNN serisinin temel farklılaştırıcısı, kırmızıdan sarı/yeşile kadar renkler için AlInGaP teknolojisini kullanmasıdır. GaAsP (Galyum Arsenür Fosfür) gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP önemli ölçüde daha yüksek ışık verimliliği sunar; bu da aynı miktarda elektrik akımı için daha parlak ışık çıkışı anlamına gelir. Su berraklığında lens, ışığın dağınık bir renk tonu tarafından dağıtılmadığı veya emilmediği için paketten mümkün olan en yüksek ışık çıkışını sağlar. Dar 45° görüş açısı, geniş, ortam parıltısı yerine yönlendirilmiş bir ışın hüzmesi gerektiren uygulamalar için spesifik bir tercihtir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i bir direnç olmadan doğrudan 5V beslemeden sürebilir miyim?

A:No.Akım sınırlama direnci olmadan, LED aşırı akım çekmeye çalışacak, hızla maksimum değerlerini aşacak ve anında arızaya yol açacaktır. Sabit gerilim sürücüsü için her zaman seri bir direnç gereklidir.

S: Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu arasındaki fark nedir?

A: Tepe Dalga Boyu, en fazla optik gücün yayıldığı dalga boyudur. Baskın Dalga Boyu, renk koordinatlarından hesaplanır ve insan gözü tarafından algılanan renkle en iyi eşleşir. Tek renkli LED'ler için genellikle birbirine yakındırlar, ancak renk belirtmek için standart Baskın Dalga Boyu'dur.

S: LED çalışma sırasında ısınıyor. Bu normal mi?

A: Evet, bir LED'in ısı üretmesi normaldir. Verimlilik %100 değildir; bazı elektriksel güç eklemde ısıya dönüşür. Bu nedenle uzun vadeli güvenilirlik için derecelendirme şartnamesi ve termal hususlar önemlidir.

S: Bu LED'i karartmak için PWM (Darbe Genişlik Modülasyonu) kullanabilir miyim?

A: Evet, bu LED'ler PWM ile karartmaya çok uygundur. LED'i karartacak ortalama bir akım elde etmek için, düşük bir görev döngüsünde tepe ileri akımı (renge bağlı olarak 60mA veya 90mA) ile sürebilirsiniz. Görünür titremeyi önlemek için PWM frekansının yeterince yüksek (genellikle >100Hz) olduğundan emin olun.

11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri

Örnek 1: Mikrodenetleyici Durum Göstergesi

Yaygın bir kullanım, güç göstergesi olarak kullanmaktır. Kırmızı bir LED'in (LTL1CHKEKNN) anodunu bir direnç üzerinden 3.3V mikrodenetleyici hattına bağlayın. Direnci hesaplayın: V_F= 2.4V ve istenen I_F= 10mA (daha düşük güç için) varsayarak, R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω. Standart bir 100Ω direnç yaklaşık 9mA sağlar, bu güvenli ve yeterince parlaktır.

Örnek 2: 12V Panel Göstergesi

12V otomotiv veya endüstriyel panel için, seri direnç daha fazla güç dağıtacaktır. 20mA'de yeşil bir LED (LTL1CHKGKNN) için: R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480Ω. Dirençteki güç P = I²R = (0.02)²* 480 = 0.192W'dır. Standart 1/4W (0.25W) direnç yeterlidir ancak ılık çalışacaktır. 1/2W direnç kullanmak daha iyi bir güvenlik marjı sağlar.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED'ler, aktif ışık yayan katman olarak Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP) kullanan çift heteroeklem yapısına dayanır. İleri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla N-tipi ve P-tipi yarıiletken katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. Radyatif olarak yeniden birleşirler ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakırlar. AlInGaP alaşımının spesifik bileşimi, malzemenin bant aralığı enerjisini belirler, bu da doğrudan yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Daha geniş bir bant aralığı daha kısa dalga boyları (yeşil/sarı) üretirken, daha dar bir bant aralığı daha uzun dalga boyları (kırmızı) üretir. Su berraklığındaki epoksi lens, yarıiletken yapıyı korur, kubbe geometrisi aracılığıyla ışın hüzmesini şekillendirir ve yüksek indeksli yarıiletken malzemeden verimli ışık çıkışı için bir ortam sağlar.

13. Teknoloji Gelişim Trendleri

Bu veri sayfası olgun ve yaygın olarak kullanılan bir ürünü temsil etse de, LED teknolojisi gelişmeye devam etmektedir. Bu sınıf cihazla ilgili trendler şunları içerir:

• Artırılmış Verimlilik:Devam eden malzeme bilimi ve epitaksiyel büyüme iyileştirmeleri, watt başına daha yüksek lümenlere (lm/W) yol açar; bu da aynı parlaklık için daha parlak ışık veya daha düşük güç tüketimi anlamına gelir.
• Renk Tutarlılığı:Dalga boyu ve ışık şiddeti için daha sıkı sınıflandırma toleransları standart hale gelmektedir, bu da çoklu LED uygulamalarında daha düzgün bir görünüm sağlar.
• Paketleme:Delikten montaj prototipleme ve belirli uygulamalar için popüler kalmaya devam ederken, yüzey montaj cihazı (SMD) paketleri (0603, 0805 gibi), daha küçük boyutları ve otomatik montaja uygunlukları nedeniyle büyük ölçüde yüksek hacimli üretim için endüstri standardı haline gelmiştir.
• Genişleyen Uygulamalar:Bunun gibi LED'lerin temel güvenilirliği ve verimliliği, basit göstergelerin ötesinde, düşük seviyeli genel aydınlatma, tabelalar ve otomotiv iç aydınlatması gibi yeni alanlara benimsenmelerini sürdürmektedir.