İçindekiler
- 1. Ürün Genel Bakışı
- 1.1 Temel Avantajlar
- 2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi
- 2.1 Mutlak Maksimum Değerler
- 2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
- 3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
- 3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
- 3.2 Dominant Dalga Boyu Sınıflandırması (Sadece Yeşil)
- 4. Performans Eğrisi Analizi
- 4.1 İleri Yön Akım-İleri Yön Gerilim İlişkisi (I-V Eğrisi)
- 4.2 Işık Şiddeti ile İleri Akım Arasındaki İlişki
- 4.3 Sıcaklık Bağımlılığı
- 4.4 Spektral Dağılım
- 5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
- 5.1 Paket Boyutları ve Polarite
- 5.2 Önerilen Lehim Padi Tasarımı
- 6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
- 6.1 Kızılötesi Reflow Kaynak Sıcaklık Profili
- 6.2 El ile Lehimleme
- 6.3 Depolama ve İşleme Koşulları
- 6.4 Temizleme
- 7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
- 7.1 Taşıma Bandı ve Makara Özellikleri
- 8. Uygulama Önerileri
- 8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
- 8.2 Tasarım Hususları
- 9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
- 10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
- 11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri
- 12. Çalışma Prensibi Tanıtımı
- 13. Teknoloji Trendleri
1. Ürün Genel Bakışı
LTST-C295KGKFKT, modern elektronik uygulamalar için kompakt boyut ve güvenilir performans gerektiren durumlarda tasarlanmış, iki renkli bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Ürün, hem yeşil hem de turuncu ışık kaynakları için gelişmiş AlInGaP (alüminyum indiyum galyum fosfit) çip teknolojisini kullanır ve yalnızca 0.55mm yüksekliğinde ultra ince bir muhafaza içinde paketlenmiştir. Ürün, 7 inç çapında bir makaraya sarılmış 8mm taşıma bandı üzerinde tedarik edilir ve yüksek hızlı otomatik yüzey montaj ekipmanlarıyla tam uyumludur. Cihaz yeşil ürün olarak sınıflandırılır, RoHS (Zararlı Maddelerin Kısıtlanması) standartlarına uygundur ve geniş bir tüketici elektroniği ve endüstriyel elektronik ürün yelpazesinde kullanıma uygundur.
1.1 Temel Avantajlar
Bu LED'in temel avantajları, gelişmiş malzemeleri ve minyatürleştirilmiş form faktörünün birleşiminden kaynaklanmaktadır. AlInGaP yarı iletken malzemenin kullanımı, küçük çip alanlarında bile yüksek parlaklık çıktısı sağlayan yüksek ışık yayma verimliliği sunar. İki ayrı tek renkli LED kullanmaya kıyasla, tek bir paket içindeki çift renk işlevi, değerli PCB (baskılı devre kartı) alanından tasarruf sağlar. Ultra ince profili, ultra ince ekranlar, mobil cihazlar ve arka aydınlatma modülleri gibi katı yükseklik kısıtlamaları olan uygulamalar için çok önemlidir. Ayrıca, kızılötesi (IR) reflow lehimleme süreciyle uyumluluğu, standart yüzey montaj teknolojisi (SMT) üretim hatları kullanılarak entegre edilmesine olanak tanır, bu da yüksek üretim verimi ve güvenilirlik sağlar.
2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi
Bu bölüm, veri sayfasında tanımlanan temel elektriksel, optik ve termal parametrelere ilişkin ayrıntılı ve nesnel bir yorum sunarak, bunların tasarım mühendisleri için anlamını açıklar.
2.1 Mutlak Maksimum Değerler
Bu değerler, cihazda kalıcı hasara yol açabilecek stres limitlerini tanımlar. Normal çalışma koşulları için geçerli değildirler.
- Güç Tüketimi (PD):Her renk için 75 mW. Bu, LED'in ısı şeklinde dağıtabileceği maksimum güçtür. Bu değerin aşılması (genellikle aşırı sürme akımı veya yüksek ortam sıcaklığından kaynaklanır) aşırı ısınmaya, yarı iletken malzemenin hızlanmış bozulmasına ve nihayetinde arızaya yol açar.
- Tepe ileri akımı (IFP):80 mA (1/10 görev döngüsü, 0.1 ms darbe genişliğinde). Bu değer, çoklama devrelerinde veya kısa süreli yüksek parlaklık elde etmek için yaygın olarak kullanılan darbe işlemi için geçerlidir. Düşük görev döngüsü ve kısa darbe genişliği, darbe sırasında eklem sıcaklığının aşırı yükselmesini önlemek için çok önemlidir.
- Doğru akım ileri akımı (IF):30 mA. Bu, uzun süreli güvenilir çalışma için önerilen maksimum sürekli akımdır. Sürücü devresini bu akımda veya altında çalışacak şekilde tasarlamak, LED'in belirtilen ömrünü sağlamak ve kararlı optik özellikleri korumak için çok önemlidir.
- Ters voltaj (VR):5 V. LED'ler önemli ters öngerilime dayanacak şekilde tasarlanmamıştır. Bu voltajın aşılması, PN ekleminin ani delinmesine ve anında, felaket bir arızaya yol açabilir. Doğru devre tasarımı, LED'in ters voltaja maruz kalmamasını sağlamalıdır; bu genellikle AC veya bipolar sürücü senaryolarında seri bir koruma diyotu kullanılarak yapılır.
- Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:Sırasıyla -30°C ila +85°C ve -40°C ila +85°C'tir. Bu aralıklar, cihazın kullanım sırasında ve güç kesintisi durumunda dayanabileceği çevresel koşulları tanımlar. Üst sıcaklık limitlerine yakın veya üzerinde çalışmak, ışık çıkışını ve ömrü azaltır.
2.2 Elektriksel ve Optik Özellikler
Bu parametreler standart test koşullarında (Ta=25°C) ölçülmüş olup, cihazın tipik performansını temsil eder.
- Işık şiddeti (IV):Yeşil LED için, 20mA'de tipik değer 35.0 mcd, minimum değer 18.0 mcd'dir. Turuncu LED için, 20mA'de tipik değer 90.0 mcd, minimum değer 28.0 mcd'dir. AlInGaP malzeme sisteminde, turuncu ışık yayıcılar doğal olarak daha verimlidir, bu nedenle tipik çıkış daha yüksektir. Minimum değer, uygulamalarında belirli bir parlaklık seviyesini garanti etmek zorunda olan tasarımcılar için kritik öneme sahiptir.
- Görüş açısı (2θ1/2):130 derece (iki renk tipik değeri). Bu geniş görüş açısı, Lambert veya yakın Lambert ışınım modeline sahip olduğunu gösterir; ışık şiddeti geniş bir alanda nispeten eşittir. Bu, odaklanmış ışık için kullanılan dar huzmeli LED'lerden farklı olarak, birden fazla açıdan görülebilmesi gereken genel gösterge ışıkları ve arka aydınlatma uygulamaları için idealdir.
- Tepe ve baskın dalga boyu (λP, λd):Yeşil LED'in tipik tepe dalga boyu 574 nm, baskın dalga boyu ise 571 nm'dir. Turuncu LED'in tipik tepe dalga boyu 611 nm, baskın dalga boyu ise 605 nm'dir. Baskın dalga boyu, insan gözünün algıladığı tek dalga boyudur ve renk spesifikasyonu için kilit bir parametredir. Tepe dalga boyu ile baskın dalga boyu arasındaki küçük fark, emisyon spektrumunun şeklinden kaynaklanmaktadır.
- Spektral çizgi yarı genişliği (Δλ):Yeşil için yaklaşık 15 nm, turuncu için yaklaşık 17 nm. Bu parametre aynı zamanda yarı yükseklikte tam genişlik (FWHM) olarak da adlandırılır ve ışığın spektral saflığını tanımlar. Daha dar bir genişlik, daha monokromatik (saf) bir rengi gösterir. Bu değerler, iyi bir renk doygunluğu sağlayan AlInGaP LED'ler için tipik değerlerdir.
- İleri yönlü voltaj (VF):Her iki rengin tipik değeri 20mA'de 2.0 V, maksimum değeri ise 2.4 V'dur. Bu düşük ileri yönlü voltaj, güç tüketimini ve termal yükü azaltmaya yardımcı olur. Sürücü devresi (genellikle sabit akım kaynağı veya akım sınırlama direnci), maksimum V'ye uyum sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.F, tüm koşullar altında (cihazlar arası varyasyonlar ve sıcaklık etkileri dahil) gerekli akımın sağlanabilmesini garanti etmek için.
- Ters yönlü akım (IR):5V'de maksimum 10 µA'dir. Bu, cihazın maksimum derecelendirmeleri dahilinde ters öngerilim uygulandığında akan küçük bir sızıntı akımıdır. Bu değerden önemli ölçüde yüksek bir akım, bağlantının hasar gördüğünü gösterebilir.
3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması
Veri sayfası, ışık şiddeti ve baskın dalga boyu için sınıflandırma kodlarını içerir; bu, renk veya parlaklık tutarlılığı gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.
3.1 Işık Şiddeti Sınıflandırması
LED'ler üretim sonrasında ölçülen ışık çıkışlarına göre sınıflandırılır (binleme). Yeşil LED'ler için bölme aralığı "M" (18.0-28.0 mcd) ile "Q" (71.0-112.0 mcd) arasındadır. Turuncu LED'ler için bölme aralığı "N" (28.0-45.0 mcd) ile "R" (112.0-180.0 mcd) arasındadır. Her bir bölmenin toleransı +/-%15'tir. Sipariş verirken, daha dar bir bölme aralığı belirtmek (örneğin, sadece "P" ve "Q"), bir montajdaki birden fazla birim arasında parlaklık açısından daha fazla düzgünlük sağlar; bu da çoklu LED ekranlar veya arka aydınlatma dizileri için çok önemlidir. En iyi görsel tutarlılık için aynı bölmedeki LED'lerin kullanılması önerilir.
3.2 Dominant Dalga Boyu Sınıflandırması (Sadece Yeşil)
Yeşil LED'ler ayrıca dominant dalga boyuna göre "C" (567.5-570.5 nm), "D" (570.5-573.5 nm) ve "E" (573.5-576.5 nm) kodlarıyla sınıflandırılır; her bir bölmenin toleransı +/-1 nm'dir. Bu, tasarımcıların çok özel bir yeşil tonuna sahip LED'leri seçmesine olanak tanır; bu da renk kodlu göstergeler veya belirli kurumsal veya ürün renk şemalarıyla eşleştirme için çok önemlidir. Turuncu LED'lerin dalga boyu sadece tipik bir değer olarak belirtilir; bu, bu parametre için daha az varyasyon olduğunu veya bölme sağlanmadığını gösterir.
4. Performans Eğrisi Analizi
Veri sayfasında belirli grafiksel eğrilere (örneğin, Şekil 1, Şekil 6) atıfta bulunulsa da, bunların anlamı LED teknolojisi için standarttır.
4.1 İleri Yön Akım-İleri Yön Gerilim İlişkisi (I-V Eğrisi)
LED'in I-V karakteristiği üstel bir yapıya sahiptir. "Açılma" noktasını aşan ileri yönlü gerilimdeki küçük bir artış, akımda büyük bir artışa neden olur. Bu nedenle LED'ler sabit akım kaynağı ile sürülmeli veya seri bir akım sınırlama direnci ile kullanılmalıdır; sabit gerilim beslemesi termal kaçak ve hasara yol açar. 20mA'de tipik VFBu tasarım için çalışma noktasını sağladı.
4.2 Işık Şiddeti ile İleri Akım Arasındaki İlişki
Normal çalışma aralığında, ışık şiddeti yaklaşık olarak ileri akımla doğru orantılıdır. Ancak, çok yüksek akımlarda, ısı artışı ve diğer radyasyon yaymayan yeniden birleşme süreçleri nedeniyle verimlilik (lümen başına watt) genellikle düşer. Önerilen 20mA DC akım veya altında çalışmak, en iyi verimlilik ve ömrü sağlar.
4.3 Sıcaklık Bağımlılığı
LED performansı sıcaklığa büyük ölçüde bağlıdır. Kavşak sıcaklığı arttıkça: İleri yönlü voltaj (VF) hafifçe düşer. Işık şiddeti belirgin şekilde azalır. AlInGaP LED'ler için, optik çıkış, kavşak sıcaklığındaki her 1°C'lik artış başına yaklaşık %0.5-1.0 oranında düşebilir. Ana dalga boyunda hafif bir kayma meydana gelebilir (AlInGaP için genellikle daha uzun dalga boylarına doğru). PCB üzerinde etkili termal yönetim (örneğin termal viyalar veya bakır doldurma kullanarak), özellikle yüksek güç veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamalarında kararlı optik performansı korumak için çok önemlidir.
4.4 Spektral Dağılım
Referans alınan spektrum grafikleri, her bir renk için AlInGaP malzemesinin karakteristiği olan nispeten dar bir tek tepe noktası gösterecektir. İkincil tepe noktalarının veya geniş spektrumun olmaması, cihazın renk saflığını doğrular; bu da doygun renkler gerektiren uygulamalar için idealdir.
5. Mekanik ve Paketleme Bilgileri
5.1 Paket Boyutları ve Polarite
Bu cihaz, EIA standart paket şekline uygundur. Kritik mekanik özelliği 0.55 mm yüksekliğidir. Bacak ataması açıkça tanımlanmıştır: Bacak 1 ve 3 yeşil LED için, Bacak 2 ve 4 turuncu LED içindir. Bu dört pad tasarımı, iki rengin bağımsız kontrolüne izin verir. Polarite, bacak numarası ile gösterilir; tipik olarak, anot sürücü devresi üzerinden pozitif güç kaynağına, katot ise toprağa veya akım çekme ucuna bağlanır.
5.2 Önerilen Lehim Padi Tasarımı
Veri sayfası, önerilen pad boyutlarını sağlar. Bu önerilere uymak, reflow lehimleme sürecinde güvenilir lehim bağlantıları elde etmek için çok önemlidir. Pad tasarımı, lehim fileto şeklini etkiler, bu da mekanik mukavemeti ve LED'den ısı iletimini etkiler. İyi tasarlanmış bir pad, reflow sırasında doğru kendiliğinden hizalamayı sağlar ve tombstoning (bileşenin bir ucunun paddan kalkması) olayını önler.
6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu
6.1 Kızılötesi Reflow Kaynak Sıcaklık Profili
Bu cihaz, SMT montajının standartı olan kızılötesi (IR) veya konveksiyon reflow lehimleme işlemleriyle tamamen uyumludur. Veri sayfası, JEDEC kurşunsuz lehim standardına uygun önerilen sıcaklık profilini sağlar. Temel parametreler şunlardır: Ön ısıtma bölgesi (150-200°C) yavaş ısınma ve flux aktivasyonu için. Tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmemelidir. Likidüs üzeri süre (SnAgCu lehimi için tipik olarak 217°C) en fazla 10 saniye. Plastik paket ve yarı iletken çip üzerindeki termal stresi en aza indirmek için oda sıcaklığından tepe noktaya ve geri dönüş toplam süresi kontrol edilmelidir.
6.2 El ile Lehimleme
Onarım veya prototip oluşturma için el ile lehimleme gerekliyse, aşırı dikkat gösterilmelidir. Maksimum 300°C sıcaklığa sahip bir lehim demiri kullanılması ve her ped ile temas süresinin 3 saniye ile sınırlandırılması önerilir. Aşırı ısıtma veya uzun temas süreleri, plastik lensi eritebilir, paket içindeki bağ tellerine zarar verebilir veya çip yapıştırma malzemesinin tabakalanmasına neden olabilir.
6.3 Depolama ve İşleme Koşulları
LED'ler nem hassas cihazlardır (MSD). Plastik paket, havadaki nemi emer ve bu nem, yüksek sıcaklıktaki reflow işlemi sırasında buhara dönüşerek iç çatlamalara veya "patlamış mısır" etkisine neden olabilir. Veri sayfası, vakumlu paketin ≤30°C ve ≤%90 RH koşullarında saklanmasını ve bir yıl içinde kullanılmasını şart koşar. Açıldıktan sonra, LED'ler ≤30°C ve ≤%60 RH koşullarında saklanmalıdır. Ortam havasına bir haftadan fazla maruz kalan bileşenler, lehimlemeden önce nemi gidermek için en az 20 saat 60°C'de tavlanmalıdır. Doğru işleme, elektrostatik deşarj (ESD) önlemlerini de içerir. Bazı IC'ler kadar hassas olmasa da, LED'ler de ESD tarafından hasar görebilir. Topraklanmış bileklik, antistatik paspas ve uygun şekilde topraklanmış ekipman kullanılması önerilir.
6.4 Temizleme
Kaynak sonrası temizleme (gerekirse) yalnızca belirtilen çözücüler kullanılarak yapılmalıdır. Şartname, oda sıcaklığında bir dakikayı geçmeyecek şekilde etanol veya izopropil alkol kullanılmasını önerir. Tahriş edici veya belirtilmemiş kimyasallar, plastik lens malzemesini aşındırarak buğulanma, çatlama veya renk değişikliğine neden olabilir ve bu da optik performansı ciddi şekilde düşürebilir.
7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri
7.1 Taşıma Bandı ve Makara Özellikleri
Bu cihaz, koruyucu kapak bandına sahip gofretli taşıma bandı formunda tedarik edilir ve 7 inç (178 mm) çapındaki makaralara sarılır. Standart makara miktarı 4000 adettir. Kalan makaralar için 500 adet minimum sipariş miktarı belirlenmiştir. Taşıma bandı boyutları ve yuva aralıkları, standart SMT besleyicileriyle uyumluluğu sağlamak için ANSI/EIA-481 spesifikasyonuna uygundur. Taşıma bandı tasarımı, hassas mekanik beslemeyi sağlamak için konumlandırma özelliklerini ve dişli deliklerini içerir.
8. Uygulama Önerileri
8.1 Tipik Uygulama Senaryoları
Çift renk işlevi ve ince form faktörü, bu LED'i çok sayıda uygulama için uygun kılar: Durum göstergeleri: Tek bir bileşen iki durumu gösterebilir (örneğin, yeşil "açık/hazır", turuncu "bekleme/uyarı" anlamına gelir). Klavye ve anahtar arka aydınlatması: Geniş görüş açısı ve parlaklığı, kontrol panelindeki sembolleri aydınlatmak için idealdir. Tüketici elektroniği: Akıllı telefonlar, tabletler, giyilebilir cihazlar ve uzaktan kumandalar gibi alanın değerli olduğu cihazlarda kullanım. Araç iç aydınlatması: Gösterge paneli göstergeleri veya ortam aydınlatması için (belirli otomotiv sınıfı sertifikasyonlarına uygun olmalıdır). Taşınabilir cihazlar: Pil ile çalışan cihazlar, güç tüketimini en aza indiren düşük ileri voltajından faydalanır.
8.2 Tasarım Hususları
Akım sınırlama: LED'i sürerken daima sabit akım sürücüsü kullanın veya güç kaynağı voltajı ve LED'in maksimum VFhesaplanan seri direnci. Termal yönetim: Özellikle maksimum akıma yakın sürüldüğünde, PCB düzeninin yeterli ısıl yol sağladığından emin olun. LED jonksiyonundan ortam sıcaklığına olan termal direnci göz önünde bulundurun. ESD koruması: LED'i süren sinyal hatları kullanıcı arayüzüne maruz kalıyorsa, ESD koruma diyotları eklenmelidir. Optik tasarım: Belirli bir ışın deseni gerekiyorsa, geniş görüş açısı ışık kılavuzu veya difüzör gerektirebilir. Renk karışımı için (eğer iki LED aynı anda sürülüyorsa), insan gözünün karışık renkleri (örneğin, yeşil + turuncunun oluşturduğu sarımsı ton) algılamasının doğrusal olmadığını anlamak önemlidir.
9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma
Geleneksel GaP (galyum fosfür) veya GaAsP (galyum arsenür fosfür) gibi LED teknolojileriyle karşılaştırıldığında, AlInGaP çipleri önemli ölçüde daha yüksek ışık yayma verimliliği sağlar ve aynı sürücü akımı altında daha parlak bir ışık çıktısı üretebilir. Mavi çip artı fosfor bazlı bazı beyaz LED'lere kıyasla, bu tek renkli LED'ler kendi özel renk bantları içinde daha üstün renk saflığı ve genellikle daha yüksek ışık verimi sunar. Bu özel modelin temel farklılaştırıcı özelliği, iki farklı ve verimli rengi, tam reflü montajı destekleyen endüstri standardı ultra ince bir paketleme içinde birleştirmesidir. İki ayrı LED kullanmaya kıyasla, bu entegrasyon bileşen sayısını, montaj süresini ve devre kartı alanını azaltır.
10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)
S: Yeşil ve turuncu LED'leri aynı anda sürebilir miyim?
C: Evet, elektriksel olarak bağımsızdırlar. Ancak, toplam güç tüketiminin (her LED'in IF* VFHerhangi bir sürücü kaybı da dahil olmak üzere, PCB'nin termal kapasitesini ve cihazın kendi sınırlarını aşmamalıdır. Ayrıca, her ikisini de tam 20mA ile sürmek yaklaşık 80mW güç harcar, bu her renk için 75mW olan anma değerini aşar; ancak düşük görev döngüsü veya çok iyi termal yönetim durumunda kabul edilebilir olabilir. Lütfen kendi özel düzeninize göre termal hesaplamalar yapın.
Soru: "Tepe dalga boyu" ile "baskın dalga boyu" arasındaki fark nedir?
Cevap: Tepe dalga boyu (λP), spektral güç dağılımının maksimum değerine ulaştığı dalga boyudur. Baskın dalga boyu (λd) standart insan gözlemcisine aynı renkte görünen tek renkli ışığın dalga boyudur.λdCIE kromatiklik koordinatlarından hesaplanır ve algılanan rengi belirlemek için daha ilgili bir parametredir.
S: Sipariş verirken sınıflandırma kodları nasıl anlaşılmalıdır?
C: Tutarlılık sağlamak için, gerekli ışık şiddeti sınıflandırmasını (örneğin "P") belirtin; yeşil LED'ler için ayrıca baskın dalga boyu sınıflandırmasını (örneğin "D") belirtin. Bu, üreticiye belirli performans aralıklarındaki parçaları tedarik etmesini söyler. Sınıflandırma belirtilmemesi, herhangi bir üretim sınıfından parçalar almanıza ve nihai üründe varyasyonlara yol açabilir.
Soru: Soğutucu gerekiyor mu?
Cevap: Tipik bir iç ortamda (25°C) maksimum sürekli akımda (20mA) çalışırken, PCB'de LED termal pedine bağlı uygun bakır alanı varsa genellikle özel bir soğutucu gerekmez. Ancak, yüksek ortam sıcaklıklarında, kapalı alanlarda veya DC derecelendirmesini aşan darbe sürüşü kullanıldığında termal analiz yapılması gerekir. Maksimum ışık çıkışı ve ömür için bağlantı sıcaklığının mümkün olduğunca düşük tutulması şarttır.
11. Pratik Tasarım ve Kullanım Örnekleri
Örnek 1: Çift Durumlu Güç Göstergesi LED'i:Güç adaptöründe, bu LED bağlanabilir; cihaz tamamen şarj olduğunda ve minimum akım tükettiğinde yeşil (şarj IC'si tarafından kontrol edilir), cihaz şarj olurken turuncu yanar. Basit bir mikrodenetleyici veya mantık devresi, sürücü pin çiftleri (1,3) ve (2,4) arasında geçiş yapabilir.
Örnek 2: Animasyonlu Arka Aydınlatma:Oyun çevre birimlerinde, birden fazla LTST-C295KGKFKT LED'i bir dizi halinde düzenlemek mümkündür. Her LED'in yeşil ve turuncu kanallarına bağımsız darbe genişlik modülasyonu (PWM) uygulayarak, mikrodenetleyici dinamik renk değiştirme ve soluk ışık efektleri oluşturabilir; tüm bunlar çok ince bir form faktörü sınırı içinde gerçekleştirilir.
Örnek 3: Sinyal Gücü Göstergesi:Kablosuz modüllerde, yeşil LED güçlü sinyali (tam akımla sürülerek), turuncu LED zayıf sinyali (tam akımla sürülerek) gösterebilir; aynı anda her iki LED'i düşürülmüş akımla sürmek, orta sinyal gücünü belirtmek için ara bir sarı renk üreterek tek bir bileşenle üç farklı durum sağlar.
12. Çalışma Prensibi Tanıtımı
Işık Yayan Diyot (LED), elektrolüminesans adı verilen bir süreçle ışık yayan bir yarı iletken cihazdır. Yarı iletken malzemenin (burada AlInGaP) PN eklemine ileri yönde bir voltaj uygulandığında, N-tipi bölgeden elektronlar ve P-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları (elektronlar ve delikler) yeniden birleştiğinde enerji açığa çıkarır. AlInGaP gibi doğrudan bant aralıklı yarı iletkenlerde bu enerji çoğunlukla foton (ışık) olarak salınır. Yayılan ışığın belirli dalga boyu (rengi), yarı iletken malzemenin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir ve bu, kristal büyütme sürecinde tasarlanır. Bu cihazdaki yeşil ve turuncu renkler, her bir çipte alüminyum, indiyum, galyum ve fosfor atomlarının bileşiminin hafifçe değiştirilmesiyle elde edilir; bu, bant aralığı enerjisini ve dolayısıyla yayılan ışığın rengini değiştirir.
13. Teknoloji Trendleri
SMD LED teknolojisinin genel eğilimi, daha yüksek verimlilik (watt başına daha fazla lümen), daha yüksek güç yoğunluğu ve daha da ileri miniaturizasyon yönünde ilerlemeye devam etmektedir. Aydınlatma uygulamaları için, renksel geriverim ve renk tutarlılığını iyileştirmeye yönelik güçlü bir itici güç de bulunmaktadır. Gösterge ve arka aydınlatma LED'leri için eğilimler, paketleme içine daha fazla işlevin entegre edilmesini içermektedir; örneğin dahili akım sınırlama direnci, adreslenebilirlik için IC sürücüleri (WS2812 tarzı "akıllı LED"ler gibi) ve hatta çift renkliyi aşan çoklu renkler (örneğin RGB). Ultra ince ve esnek ekranlara olan talep, daha ince paketleme form faktörlerini ve esnek substratlar üzerindeki LED'lerin gelişimini de teşvik etmektedir. GaN-on-Si (Silisyum üzerine Galyum Nitrür) ve Micro-LED teknolojisi gibi gelişmiş malzemelerin kullanımı, geleceğin yüksek parlaklıklı, miniaturize ekranlarının ön saflarını temsil etmektedir.
LED Özellik Terminolojisi Detaylı Açıklaması
LED Teknoloji Terimleri Tam Açıklaması
I. Optoelektronik Performans Temel Göstergeleri
| Terimler | Birim/Gösterim | Basit Açıklama | Neden Önemli |
|---|---|---|---|
| Işık Etkinliği (Luminous Efficacy) | lm/W (lümen/vat) | Watt başına üretilen ışık akısı, ne kadar yüksekse o kadar enerji tasarruflu olur. | Aydınlatma armatürünün enerji verimliliği sınıfını ve elektrik maliyetini doğrudan belirler. |
| Işık Akısı (Luminous Flux) | lm (lümen) | Bir ışık kaynağı tarafından yayılan toplam ışık miktarı, halk arasında "parlaklık" olarak adlandırılır. | Lambanın yeterince parlak olup olmadığına karar verin. |
| Işık Açısı (Viewing Angle) | ° (derece), örneğin 120° | Işık şiddetinin yarıya düştüğü açı, ışın demetinin genişliğini veya darlığını belirler. | Aydınlatma alanını ve düzgünlüğünü etkiler. |
| Renk Sıcaklığı (CCT) | K (Kelvin), örn. 2700K/6500K | Işığın sıcak veya soğuk rengi; düşük değer sarı/sıcak, yüksek değer beyaz/soğuk tonlara kayar. | Aydınlatma atmosferini ve uygun kullanım senaryolarını belirler. |
| Renksel geriverim indeksi (CRI / Ra) | Birim yok, 0–100 | Işık kaynağının nesnelerin gerçek renklerini yansıtma yeteneği, Ra≥80 tercih edilir. | Renk gerçekliğini etkiler; alışveriş merkezleri, sanat galerileri gibi yüksek gereksinimli mekanlarda kullanılır. |
| Renk toleransı (SDCM) | MacAdam elips adım sayısı, örn. "5-step" | Renk tutarlılığının nicel göstergesi, adım sayısı ne kadar küçükse renk o kadar tutarlıdır. | Aynı parti aydınlatma armatürlerinin renginde fark olmamasını garanti eder. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometre), örneğin 620nm (kırmızı) | Renkli LED'lerin renklerine karşılık gelen dalga boyu değerleri. | Kırmızı, sarı, yeşil gibi tek renkli LED'lerin renk tonunu belirler. |
| Spektral Dağılım (Spectral Distribution) | Dalga Boyu vs. Yoğunluk Eğrisi | LED'in yaydığı ışığın farklı dalga boylarındaki yoğunluk dağılımını gösterir. | Renksel geriverim ve renk kalitesini etkiler. |
İki, Elektriksel Parametreler
| Terimler | Semboller | Basit Açıklama | Tasarım Hususları |
|---|---|---|---|
| İleri Yönlü Gerilim (Forward Voltage) | Vf | LED'in yanması için gereken minimum voltaj, "başlangıç eşiği" gibi. | Sürücü güç kaynağı voltajı ≥Vf olmalıdır, birden fazla LED seri bağlandığında voltajlar toplanır. |
| Forward Current | Eğer | LED'in normal şekilde ışık yaymasını sağlayan akım değeri. | Genellikle sabit akım sürücüsü kullanılır, akım parlaklığı ve ömrü belirler. |
| Maksimum Darbe Akımı (Pulse Current) | Ifp | Kısa süreli olarak tolere edilebilen tepe akımı, karartma veya flaş için kullanılır. | Darbe genişliği ve görev döngüsü sıkı bir şekilde kontrol edilmelidir, aksi takdirde aşırı ısınma ve hasar meydana gelir. |
| Ters Gerilim (Reverse Voltage) | Vr | LED'in dayanabileceği maksimum ters gerilim, bu değer aşılırsa LED bozulabilir. | Devrede ters bağlantı veya voltaj darbelerine karşı koruma sağlanmalıdır. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | Isının çipten lehim noktasına iletilmesindeki direnç, değer ne kadar düşükse soğutma o kadar iyidir. | Yüksek termal direnç, daha güçlü bir soğutma tasarımı gerektirir, aksi takdirde bağlantı sıcaklığı yükselir. |
| Elektrostatik Deşarj Direnci (ESD Immunity) | V (HBM), örneğin 1000V | Statik şok direnci, değer ne kadar yüksekse statik elektrikten hasar görme olasılığı o kadar düşüktür. | Üretimde, özellikle yüksek hassasiyetli LED'ler için statik elektrik önlemleri alınmalıdır. |
III. Isı Yönetimi ve Güvenilirlik
| Terimler | Kritik Göstergeler | Basit Açıklama | Etki |
|---|---|---|---|
| Kavşak Sıcaklığı (Junction Temperature) | Tj (°C) | LED çipinin içindeki gerçek çalışma sıcaklığı. | Her 10°C düşüşte, ömür iki katına çıkabilir; aşırı yüksek sıcaklık ışık azalmasına ve renk kaymasına yol açar. |
| Işık Azalması (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (saat) | Parlaklığın başlangıç değerinin %70'ine veya %80'ine düşmesi için gereken süre. | LED'in "kullanım ömrü"nü doğrudan tanımlar. |
| Lümen Bakım Oranı (Lumen Maintenance) | % (örneğin %70) | Belirli bir süre kullanımdan sonra kalan parlaklığın yüzdesi. | Uzun süreli kullanım sonrası parlaklık koruma yeteneğini karakterize eder. |
| Color Shift | Δu′v′ veya MacAdam Elipsi | Kullanım sürecindeki renk değişim derecesi. | Aydınlatma sahnesinin renk tutarlılığını etkiler. |
| Thermal Aging | Malzeme performansında düşüş | Uzun süreli yüksek sıcaklığa bağlı olarak kapsülleme malzemesinde bozulma. | Parlaklıkta azalma, renk değişimi veya açık devre arızalarına yol açabilir. |
IV. Paketleme ve Malzemeler
| Terimler | Yaygın Tipler | Basit Açıklama | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|---|
| Paketleme Türü | EMC, PPA, Seramik | Çipi koruyan ve optik, termal arayüz sağlayan kasa malzemesi. | EMC iyi ısı direncine ve düşük maliyete sahiptir; seramik üstün ısı dağıtımı ve uzun ömür sunar. |
| Çip yapısı | Düz Yüzeyli, Ters Çevrilmiş (Flip Chip) | Çip Elektrot Düzenleme Yöntemi. | Ters çevirme daha iyi ısı dağılımı ve daha yüksek ışık verimliliği sağlar, yüksek güç için uygundur. |
| Fosfor kaplama | YAG, silikat, nitrür | Mavi ışık çipi üzerine kaplanır, kısmen sarı/kırmızı ışığa dönüştürülür ve beyaz ışık oluşturmak için karıştırılır. | Farklı fosforlar, ışık verimliliğini, renk sıcaklığını ve renksel geriverimi etkiler. |
| Lens/Optik Tasarımı | Düzlem, Mikrolens, Tam Yansıma | Paketleme yüzeyindeki optik yapı, ışık dağılımını kontrol eder. | Işık açısını ve ışık dağılım eğrisini belirler. |
V. Kalite Kontrolü ve Sınıflandırma
| Terimler | Dosya İçeriği | Basit Açıklama | Amaç |
|---|---|---|---|
| Işık Akısı Sınıflandırması | Kodlar örneğin 2G, 2H | Parlaklık seviyelerine göre gruplandırılır, her grubun minimum/maksimum lümen değeri vardır. | Aynı parti ürünlerin parlaklığının tutarlı olmasını sağlayın. |
| Voltaj sınıflandırması | Kodlar örneğin 6W, 6X | İleri yönlü voltaj aralığına göre gruplandırın. | Sürücü güç kaynağı eşleştirmesini kolaylaştırmak ve sistem verimliliğini artırmak için. |
| Renk Ayırımı Sınıflandırması | 5-step MacAdam elipsi | Renk koordinatlarına göre gruplandırın, renklerin çok dar bir aralıkta kalmasını sağlayın. | Renk tutarlılığını sağlayın, aynı armatür içinde renk düzensizliğinden kaçının. |
| Renk sıcaklığı sınıflandırması | 2700K, 3000K vb. | Renk sıcaklığına göre gruplandırılmıştır, her grubun karşılık gelen bir koordinat aralığı vardır. | Farklı senaryoların renk sıcaklığı ihtiyaçlarını karşılar. |
VI. Test ve Sertifikasyon
| Terimler | Standart/Test | Basit Açıklama | Anlam |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lümen Bakım Testi | Sabit sıcaklık koşullarında uzun süreli yanma sırasında parlaklık azalma verileri kaydedilir. | LED ömrünü tahmin etmek için kullanılır (TM-21 ile birlikte). |
| TM-21 | Ömür Tahmin Standardı | LM-80 verilerine dayanarak gerçek kullanım koşullarında ömür tahmini. | Bilimsel ömür tahmini sağlar. |
| IESNA standardı | Aydınlatma Mühendisliği Derneği Standardı | Optik, elektrik ve termal test yöntemlerini kapsar. | Sektörde kabul görmüş test referansı. |
| RoHS / REACH | Çevre Sertifikası | Ürünün zararlı maddeler (kurşun, cıva gibi) içermediğinden emin olun. | Uluslararası pazara giriş koşulları. |
| ENERGY STAR / DLC | Enerji Verimliliği Sertifikası | Aydınlatma ürünleri için enerji verimliliği ve performans sertifikasyonu. | Genellikle devlet alımları ve sübvansiyon projelerinde kullanılır, piyasa rekabet gücünü artırır. |