Düşük Akımlı Yaygın LED Lambalar LTL1CHJxDNN Serisi - Delikten Geçmeli - 60/45 Derece Görüş Açısı - 2mA Çalışma - 1.8-2.4V - 75mW - Kırmızı/Kehribar/Sarı/Yeşil - İngilizce Veri Sayfası

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, özellikle düşük doğru akım (DC) seviyelerinde çalışmak üzere tasarlanmış bir dizi renkli, dağınık LED lambayı ayrıntılandırmaktadır. Temel tasarım hedefi, güç tüketiminin kritik bir kısıt olduğu devrelerde tutarlı ve güvenilir görsel gösterge sağlamaktır. Bu bileşenler, yaygın mantık aileleriyle uyumlulukları ve çeşitli uygulama gereksinimlerine uyacak şekilde seçilmiş paket stilleri ve renk seçenekleri ile karakterize edilir.

Bu ürün ailesinin temel avantajı, tipik olarak 2mA'de düşük akım sürüşü için optimize edilmiş olmasıdır. Bu, LED'lerin ek akım yükseltici bileşenlere ihtiyaç duyulmadan doğrudan TTL veya CMOS mantık devrelerinin çıkış katlarından sürülebilmesini sağlayarak devre tasarımını basitleştirir ve bileşen sayısını azaltır. Dağınık lens, geniş ve düzgün bir görüş açısı sağlayarak yayılan ışığın çeşitli açılardan kolayca görülebilmesini sağlar, bu da durum göstergeleri için esastır.

Bu LED'lerin hedef pazarları geniştir ve düşük güçlü durum göstergesi gerektiren herhangi bir elektronik sistemi kapsar. Bu, taşınabilir pil ile çalışan cihazlar, telekomünikasyon ekipmanları, klavyeler gibi bilgisayar çevre birimleri ve verimlilik ile uzun ömürlülüğün en önemli olduğu genel amaçlı düşük güçlü DC devreleri ile sınırlı olmamak üzere birçok alanı içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Mutlak maksimum değerler, aşıldığında cihaza kalıcı hasar verebilecek stres limitlerini tanımlar. Bu serideki tüm renk varyantları için, ortam sıcaklığı (T) 25°C'de sürekli güç dağılımı 75mW olarak derecelendirilmiştir._AMaksimum sürekli ileri akım 30mA'dır. 70°C'den itibaren doğrusal olarak 0.4 mA/°C'lik bir düşürme faktörü uygulanır, yani bu noktanın üzerindeki sıcaklıklarda termal aşırı yüklenmeyi önlemek için izin verilen sürekli akım azalır.

1/10 görev döngüsü ve 0.1ms darbe genişliğinde darbe işlemi için tepe ileri akımı daha yüksektir: kırmızı spektrum LED'leri (Hyper Red, Super Red, Red) için 90mA ve sarı/turuncu/yeşil spektrum LED'leri için 60mA. Maksimum ters voltaj, 100µA sızıntı akımında 5V'dur. Çalışma ve depolama sıcaklık aralığı -40°C ila +100°C olarak belirtilmiştir ve geniş bir çevresel aralıkta sağlam performansı gösterir. LED gövdesinden 1.6mm ölçüldüğünde, kurşun lehimleme sıcaklığı 5 saniye için 260°C olarak derecelendirilmiştir.

2.2 Electrical & Optical Characteristics

Performans, parlaklık şiddeti ve görüş açısına göre ayırt edilen üç ana seri boyunca detaylandırılmıştır: LTL1CHJxDNN (F Serisi), LTL2F7JxDNN (H Serisi) ve LTL2R3JxDNN (daha yüksek şiddetli H Serisi). Tüm testler T_A=25°C ve I_F=2mA.

Işık Şiddeti (I_v): Bu, algılanan parlaklığın temel ölçüsüdür. F ve standart H serileri (LTL1CHJx/LTL2F7Jx) için, renge bağlı olarak tipik ışık şiddeti 5.0 ila 7.2 mcd aralığındadır. LTL2R3Jx serisi, 7.2 ila 10.6 mcd aralığında daha yüksek tipik şiddet sunar. Tüm parçaların minimum şiddeti 3.0 veya 3.8 mcd'dir, bu da temel bir parlaklık seviyesi sağlar.

Görüş Açısı (2θ_1/2): LTL1CHJx ve LTL2F7Jx serileri, geniş 60 derecelik bir görüş açısına sahiptir (burada yoğunluk eksen üzeri değerin yarısıdır). LTL2R3Jx serisi ise daha dar, 45 derecelik bir görüş açısına sahiptir; verilerde gözlemlendiği gibi, bu genellikle belirli bir sürücü akımı için daha yüksek bir eksenel yoğunluk ile ilişkilidir.

Dalga Boyu Parametreleri: Temel spektral özellikler tanımlanmıştır:

• Tepe Dalga Boyu (λ_P): Optik güç çıkışının maksimum olduğu dalga boyudur. 650nm (Hyper Red) ile 575nm (Yeşil) aralığında değişir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d): CIE kromatiklik diyagramından türetilen bu değer, LED'in algılanan rengini en iyi tanımlayan tek dalga boyunu temsil eder. Genellikle bu cihazlar için tepe dalga boyundan biraz daha kısadır.
• Spektral Yarım Genişlik (Δλ): Emisyon spektrumunun maksimum gücünün yarısındaki genişliğidir. Kırmızı LED'ler için yaklaşık 20nm'dir ve sarı, kehribar ve yeşil LED'ler için 15-17nm'ye daralır; bu, sonraki renklerde daha monokromatik bir çıktı olduğunu gösterir.

İleri Yönlü Gerilim (V_F): Devre tasarımı için kritik olan, 2mA'deki ileri yönlü gerilim tüm renkler ve seriler arasında oldukça tutarlıdır; tipik değeri 2.4V ve maksimumu 2.4V'tur (Süper Kırmızı için maks. 2.3V). Minimum değer 1.8V'tur. Bu düşük V_F Düşük akımda çalışma, düşük voltajlı mantık ile uyumluluğu sağlayan kilit bir özelliktir.

Diğer Parametreler: Ters akım (I_R), 5V ters öngerilim altında 100µA veya daha az olması garanti edilir. Eklem kapasitansı (C), 0V öngerilim ve 1MHz frekansta ölçüldüğünde tipik olarak 40pF'dir.

3. Binning Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, bir ışık şiddeti binleme sisteminin kullanıldığını göstermektedir. Not 2, "Işık şiddeti sınıfına göre sınıflandırılmış ürünler iki sırayı destekler" belirtir ve Not 4, "Iv sınıflandırma kodunun her paketleme torbasında işaretlendiğini" belirtir. Bu, LED'lerin test koşulunda ölçülen ışık şiddetlerine göre sıralandığı (binlendiği) anlamına gelir. Müşteriler, belirli bir şiddet aralığında (örneğin, minimum ve tipik bir değer) ürünler alır, bu da bir üretim partisi içindeki parlaklık tutarlılığını sağlar. Kesin bin kodları ve bunlara karşılık gelen şiddet aralıkları bu alıntıda ayrıntılı değildir, ancak uygulama tekdüzeliğini korumak için yüksek hacimli tedarik için kritik olacaktır.

Dalga boyu için resmi bir binleme sistemi olarak açıkça belirtilmese de, belirli baskın ve tepe dalga boylarıyla birden fazla renk seçeneğinin (Hyper Red, Super Red, Red, vb.) listelenmesi etkin bir şekilde bir renk binleme sistemi görevi görür. Tasarımcılar, istedikleri renk noktasına karşılık gelen parça numarasını seçerler.

4. Performans Eğrisi Analizi

Metinde belirli grafiksel eğrilere (tepe emisyon ölçümü için Şekil 1, görüş açısı tanımı için Şekil 5) atıfta bulunulmasına rağmen bunlar sağlanmamış olsa da, bunların çıkarımları standart LED davranışı ve verilen parametrelere dayanarak tartışılabilir.

I-V (Akım-Gerilim) Eğrisi: Belirtilen V_F 2mA'de 1.8-2.4V, LED'in I-V eğrisindeki çalışma noktasını gösterir. Bu eğri üsteldir. Akım 2mA'nin önemli ölçüde altındayken, V_F daha düşük olur; LED'i maksimum sürekli akımı olan 30mA'de sürmek, daha yüksek bir V_File sonuçlanır, muhtemelen 2.4V'u aşar ve bu, sürücü devresinin gerilim marjında dikkate alınmalıdır.

Sıcaklık Özellikleri: 70°C üzerinde 0.4 mA/°C'lik azaltma faktörü, termal performansın doğrudan bir göstergesidir. Bu, eklem sıcaklığı arttıkça izin verilen maksimum akımın azaldığını vurgular. Bu, özellikle kapalı alanlarda veya yüksek ortam sıcaklıklarında tasarım güvenilirliği için çok önemlidir. AlInGaP LED'lerin ileri voltajı (V_F) tipik olarak negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, yani sıcaklık yükseldikçe hafifçe azalır.

Spektral Dağılım: Tepe dalga boyu (λ) ile referans alınmıştır._P) ve spektral yarı genişlik (Δλ) ile emisyon spektrumu nispeten dardır, bu da AlInGaP malzemesinin karakteristik bir özelliğidir. Spektrum sıcaklıkla hafifçe kayar (tipik olarak sıcaklık arttıkça daha uzun dalga boylarına doğru) ve sürücü akımıyla hafifçe değişebilir.

5. Mechanical & Packaging Information

LED'ler delikli paketlerde sunulmaktadır. Veri sayfası, LTL1CHx, LTL2F7x ve LTL2R3x olmak üzere üç seri için boyut çizimleri sağlar. Temel boyut notları şunları içerir:

• Tüm boyutlar aksi belirtilmedikçe ±0.25mm toleransla milimetre cinsindendir.
• Flanş altında maksimum 1.0mm reçine çıkıntısına izin verilir.
• Lead spacing, PCB delik aralığı için kritik olan, bacakların paket gövdesinden çıktığı noktada ölçülür.

Seriler arasındaki fiziksel farklılık muhtemelen lens boyutu ve şekli ile ilgilidir, bu da doğrudan görüş açısını ve ışık çıkış desenini etkiler. LTL2R3x serisinin 45 derecelik görüş açısı, diğerlerinin 60 derecesiyle karşılaştırıldığında, kendine özgü mekanik lens tasarımının bir sonucudur.

6. Soldering & Assembly Guidelines

Sağlanan birincil lehimleme şartnamesi uçlar içindir: LED gövdesinden 1.6mm (0.063") uzaklıkta ölçüldüğünde 260°C sıcaklığa 5 saniye dayanabilirler. Bu standart bir dalga veya el lehimleme parametresidir. Aşırı ısının uçlar boyunca ilerleyerek dahili LED çipine veya epoksi lens malzemesine zarar vermesini önlemek için bu süre-mesafe şartnamesine uymak çok önemlidir. Taşıma sırasında standart ESD (Elektrostatik Deşarj) önlemlerine uyulmalıdır. Depolama sıcaklık aralığı -55°C ila +100°C'dir.

7. Packaging & Ordering Information

Parça numaralandırma sistemi yapılandırılmış bir formata uyar: LTL [Seri Kodu] [Renk Kodu] xDNN.

• Seri Kodu: 1CHJ, 2F7J veya 2R3J. Bu, paket stilini, görüş açısını ve yoğunluk grubunu tanımlar.
• Renk Kodu: 'J' harfinden sonra gelen harf, rengi ve teknolojiyi belirtir:
  • D: Hyper Red (AlInGaP)
  • R: Süper Kırmızı (AlInGaP)
  • E: Kırmızı (AlInGaP)
  • F: Kehribar / Sarı Turuncu (AlInGaP)
  • Y: Sarı / Kehribar Sarısı (AlInGaP)
  • S: Sarı (AlInGaP)
  • G: Yeşil (AlInGaP)
• 'xDNN' soneki muhtemelen paketleme seçeneklerini belirtir (örn., dökme, şerit ve makara).

Notlara göre, ışık şiddeti sınıf kodu paketleme torbasının üzerinde işaretlenmiştir. Bu alıntıda spesifik paketleme miktarları (örn., torba başına, makara başına) belirtilmemiştir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

En basit uygulama, doğrudan bir mantık kapısı çıkışına bağlanmaktır. Basit bir seri akım sınırlama direnci gereklidir. Direnç değeri (R_s) Ohm Kanunu kullanılarak hesaplanabilir: R_s = (V_CC - V_F) / I_FÖrneğin, 5V TTL beslemesi (V_CC=5V), 2.4V V_F ve istenen 2mA I_F ile: R_s = (5 - 2.4) / 0.002 = 1300 Ohm. Standart 1.2kΩ veya 1.5kΩ direnç uygun olacaktır. Mikrodenetleyici GPIO pinleri (genellikle 3.3V) için direnç değeri daha küçük olur: örneğin, (3.3 - 2.4) / 0.002 = 450Ω.

8.2 Tasarım Hususları

Akım Sınırlama: Her zaman bir seri direnç kullanın. Bu LED'ler düşük akım için derecelendirilmiş olsa da, akım sınırlaması olmadan doğrudan bir voltaj kaynağına bağlamak, aşırı akım nedeniyle onları neredeyse anında tahrip edecektir.

Görüş Açısı Seçimi: Geniş bir açı aralığından görülmesi gereken göstergeler (örneğin, panel ışıkları) için 60 derece serisini (LTL1CHJx/LTL2F7Jx) seçin. Daha odaklanmış, eksen üzerinde daha parlak bir ışın hüzmesi istendiğinde veya gösterge daha doğrudan görüleceğinde 45 derece serisini (LTL2R3Jx) seçin.

Renk Seçimi: Uygulama ortamını göz önünde bulundurun. Yeşil ve sarı, tipik aydınlatma koşullarında insan gözü için genellikle en yüksek ışık etkinliğini sunar. Kırmızı, "güç açık" veya "bekleme" göstergeleri için gelenekseldir. Kehribar rengi, "uyarı" veya "dikkat" durumları için kullanışlı olabilir.

Termal Yönetim: Güç dağılımı düşük olsa da, yüksek yoğunluklu yerleşimlerde veya yüksek ortam sıcaklıklarında, 70°C üzeri ortam sıcaklığı için 0.4 mA/°C faktörüne göre maksimum akımın düşürüldüğünden emin olun.

9. Technical Comparison & Differentiation

Bu ürün ailesinin temel farklılaştırıcı özelliği, 2mA gibi çok düşük bir sürme akımında karakterizasyon ve garanti edilmiş performanstır.Birçok standart LED, 20mA'de belirtilir. Bu düşük akım optimizasyonu birkaç avantaj sunar:

1. Direct Logic Drive: Mikrodenetleyici pinlerinden veya mantık entegrelerinden sürerken transistör tamponlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır, maliyet ve kart alanından tasarruf sağlar.
2. Ultra Düşük Güç Tüketimi: 2mA ve ~2.4V'de, LED başına güç tüketimi 5mW'nin altındadır; bu, pil ile çalışan ve enerji hasadı uygulamaları için kritik öneme sahiptir.
3. Azaltılmış Isı Üretimi: Daha düşük çalışma akımı, eklem sıcaklığı artışını en aza indirerek uzun vadeli güvenilirliği ve lümen bakımını artırır.

GaAsP LED'ler gibi eski teknolojilerle karşılaştırıldığında, AlInGaP malzemesinin kullanımı daha yüksek verimlilik, daha iyi sıcaklık kararlılığı ve daha doygun renkler (daha saf kırmızılar, sarılar) sağlar. Aynı elektriksel özellik ailesi içinde birden fazla görüş açısının (45° ve 60°) mevcudiyeti, düşük akımlı LED hatlarında her zaman bulunmayan bir tasarım esnekliği sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i daha fazla parlaklık için 20mA'de sürebilir miyim?
C: Mutlak maksimum sürekli akım 30mA olsa da, optik özellikler (ışık şiddeti, dalga boyu) yalnızca 2mA'de belirtilmiştir. 20mA'de sürmek daha fazla ışık üretecektir, ancak kesin şiddet ve renk, veri sayfası değerlerinden farklı olabilir ve V_F daha yüksek olacaktır. Güç dağılımının (I_F * V_F) sıcaklık için düşürme işleminden sonra 75mW'ı aşmaz.

S: Hyper Red, Super Red ve Red arasındaki fark nedir?
C: Fark, spektral özelliklerindedir. Hyper Red (650nm tepe) daha uzun dalga boyunda ışık yayar ve daha derin/koyu kırmızı görünür. Super Red (639nm) ve standart Red (632nm) giderek daha kısa dalga boylarına sahiptir; o bölgedeki daha yüksek göz hassasiyeti nedeniyle, belirli bir ışıma gücü için insan gözüne daha parlak kırmızı görünür. Seçim, istenen renk noktasına bağlıdır.

S: Torba üzerindeki ışık şiddeti sınıfı kodunu nasıl yorumlarım?
A: Veri sayfası bu kodların varlığından bahseder ancak tanımlamaz. Üretim için, her bir kodun karşılık geldiği kesin şiddet aralığını (örneğin, Kod A: 3.0-4.5 mcd, Kod B: 4.5-6.0 mcd) anlamak üzere üreticiden kutu sınıflandırma spesifikasyon belgesini edinmelisiniz. Bu, uygulamanızdaki tutarlılığı sağlar.

Q: Ters koruma diyotu gerekli midir?
A: LED, 5V'luk bir ters gerilime dayanabilir. LED üzerinde 5V'den büyük bir ters gerilim uygulanma ihtimali varsa (örneğin, endüktif bir devrede veya yanlış bağlantı durumunda), LED ile paralel (katot-katot) bağlı harici bir ters polarite koruma diyotu kullanılması önerilir.

11. Practical Design & Usage Examples

Örnek 1: Bir Yönlendirici için Çok Kanallı Durum Göstergesi: Bir ağ yönlendiricisinde Güç, İnternet, Wi-Fi ve Ethernet için durum LED'leri bulunur. Güç ve internet için LTL2F7JGDNN (Yeşil), aktivite yanıp sönmesi için ise LTL2F7JEDNN (Kırmızı) kullanılır. Tüm LED'ler, ana işlemcinin GPIO pinlerinden (3.3V) 470Ω seri dirençlerle doğrudan sürülür. 60 derecelik görüş açısı, odanın karşısından bile görünürlüğü sağlar. LED başına düşük 2mA akım, işlemcinin güç hattındaki toplam yükü en aza indirir.

Örnek 2: Taşınabilir Bir Cihazda Düşük Pil Uyarısı: Bir el tipi ölçüm cihazında, pil voltajını izleyen bir karşılaştırıcı devresine bir LTL1CHJFDNN (Kehribar) LED bağlanmıştır. Voltaj bir eşiğin altına düştüğünde, karşılaştırıcı çıkışı yüksek seviyeye çıkar ve LED'i yakar. Düşük akım çekimi (2mA), zaten azalmış olan pile minimum yük bindirerek kullanılabilir uyarı süresini uzatır.

Örnek 3: Membran Anahtar Paneli için Arka Aydınlatma: 45 derecelik görüş açısı ve daha yüksek ışık şiddeti ile LTL2R3Jx serisi, küçük, yarı saydam bir membran tuşun kenar aydınlatması için uygundur. Daha dar ışın hüzmesi, ışık kılavuzuna daha etkili bir şekilde yönlendirilebilir ve daha geniş açılı bir LED'e kıyasla daha düşük optik kayıpla eşit aydınlatma sağlar.

12. Çalışma Prensibi

Bu LED'ler, Alüminyum İndiyum Galyum Fosfit (AlInGaP) yarı iletken malzemesine dayanmaktadır. Malzemenin bant aralığı voltajını (yaklaşık 1.8-2.4V) aşan bir ileri yönlü voltaj uygulandığında, elektronlar ve boşluklar yarı iletken eklemin aktif bölgesine enjekte edilir. Bunların yeniden birleşmesi, enerjiyi fotonlar (ışık) şeklinde açığa çıkarır. Işığın belirli rengi, kristal büyütme işlemi sırasında Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosfor oranları ayarlanarak kontrol edilen AlInGaP alaşımının bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Yayıcı bir epoksi lens, yarı iletken çipi kapsüller. Bu lens, yayılan ışığın yönünü rastgele hale getiren saçılma parçacıkları içerir ve böylece küçük çipten gelen doğası gereği yönlü yayılımı, gösterge uygulamaları için uygun geniş, düzgün bir görüş açısına dönüştürür.

13. Teknoloji Trendleri

Bunun gibi düşük akımlı, yüksek verimli LED'lerin geliştirilmesi, elektronikteki birkaç kalıcı eğilim tarafından yönlendirilmektedir:

• Miniaturization & Integration: Cihazlar küçüldükçe, göstergeler için mevcut alan ve güç azalır. 5mA'nın altındaki akımlarda iyi performans gösteren LED'ler hayati önem taşır.
• Internet of Things (IoT) & Energy Harvesting: Pilsiz veya düğme pil ile çalışan IoT sensörlerinde her mikroamper önem taşır. Gösterge LED'lerini minimum akım çekimi için optimize etmek, doğrudan cihazın çalışma ömrünü uzatır.
• Malzeme Gelişmeleri: AlInGaP ve InGaN'ın (mavi/yeşil/beyaz için) epitaksiyel büyümesi ve çip tasarımındaki süregelen iyileştirmeler, verimlilik (mA başına daha fazla ışık çıkışı) ve güvenilirlik sınırlarını zorlamaya devam etmektedir.
• Standardizasyon: Birden fazla akım seviyesinde daha sıkı sınıflandırma ve daha detaylı karakterizasyona yönelik bir eğilim bulunmaktadır; bu da tasarımcılara optik tasarımlarında daha fazla öngörülebilirlik sağlamaktadır.

Yüzey montajlı (SMD) paketler yeni tasarımlara hakim olsa da, bu tür delikten montaj LED'ler prototipleme, hobi amaçlı kullanım, onarım ve daha yüksek mekanik dayanıklılık veya daha kolay manuel montaj gerektiren uygulamalar için geçerliliğini korumaktadır.