T-13/4 (5mm) Ultra Parlak LED Veri Sayfası - 5mm Çap - Gerilim 2.0-2.4V - Güç 120mW - Süper Kırmızıdan Sarıya Renkler - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, bir dizi T-13/4 (5mm) çapında, ultra parlak ışık yayan diyotların (LED'ler) özelliklerini detaylandırır. Bunlar, baskılı devre kartlarına (PCB) veya panellere montaj için tasarlanmış delikten geçmeli bileşenlerdir. LED'ler, Galliyum Arsenür (GaAs) yarı iletken teknolojisi üzerine Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP) kullanılarak üretilmiş ve su berraklığında epoksi paket içine alınmıştır. Bu seri, yüksek ışık şiddeti çıkışı ve düşük güç tüketimi ile karakterize edilir, bu da yüksek görünürlük ve verimlilik gerektiren uygulamalar için uygun kılar.

1.1 Temel Avantajlar

• Yüksek Işık Şiddeti:Model ve renge göre değişen spesifik değerlerle çok parlak bir çıkış sağlar.
• Düşük Güç Tüketimi:Tipik olarak 20mA ileri akım ile verimli bir şekilde çalışır.
• Yüksek Verimlilik:Elektriksel girişe göre önemli ölçüde ışık çıkışı sağlar.
• Çok Yönlü Montaj:PCB veya panel montajı ile uyumlu standart delikten geçmeli tasarım.
• Entegre Devre Uyumluluğu:Düşük akım gereksinimleri nedeniyle doğrudan entegre devreler tarafından sürülebilir.
• Standart Paket:Yaygın T-13/4 (5mm) çapında form faktörü.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulama

Bu LED'ler öncelikle net, parlak sinyalizasyonun gerekli olduğu uygulamalar için tasarlanmıştır. Tipik kullanımlar, uzaktan yüksek görünürlüğün kritik olduğu trafik işaretleri gibi mesaj ekranları ve çeşitli işaret türlerini içerir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

Bu LED'lerin performansı, görüş açılarına göre ayrılan farklı ürün serileri (F, H, P, R) arasında değişen birkaç temel elektriksel ve optik parametre ile tanımlanır.

2.1 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Tüm değerler, ortam sıcaklığı (T_A) 25°C'de belirtilmiştir.

• Güç Dağılımı (P_D):Maksimum 120 mW.
• Tepe İleri Akımı (I_FP):Renk varyantına bağlı olarak, darbe koşullarında (1/10 görev döngüsü, 0.1ms darbe genişliği) 90 mA ile 130 mA arasında değişir.
• Sürekli İleri Akım (I_F):Tüm varyantlar için 50 mA.
• Azaltma Faktörü:70°C'den itibaren ileri akım için doğrusal olarak 0.6 mA/°C.
• Ters Gerilim (V_R):Maksimum 5 V (I_R= 100 µA'da).
• Çalışma Sıcaklığı Aralığı:-40°C ila +100°C.
• Depolama Sıcaklığı Aralığı:-55°C ila +100°C.
• Bacak Lehimleme Sıcaklığı:LED gövdesinden 1.6mm (0.063\") ölçüldüğünde, 5 saniye için 260°C.

2.2 Elektriksel ve Optik Karakteristikler

Bunlar, T_A=25°C ve I_F=20mA'da ölçülen tipik çalışma parametreleridir. Seriler görüş açısına göre tanımlanır: F Serisi (8°), H Serisi (15°), P Serisi (22°) ve R Serisi (30°). Işık şiddeti, görüş açısı ile ters orantılıdır.

2.2.1 F Serisi (8° Görüş Açısı)

• Işık Şiddeti (I_v):3200-5500 mcd (Süper Kırmızı) ile 4200-7800 mcd (diğer renkler) arasında değişir.
• İleri Gerilim (V_F):Tipik olarak 2.0V ila 2.4V, Süper Kırmızı 1.9V ila 2.3V.
• Tepe Dalga Boyu (λ_P):588 nm (Sarı) ile 639 nm (Süper Kırmızı) arasında değişir.
• Baskın Dalga Boyu (λ_d):587 nm (Sarı) ile 631 nm (Süper Kırmızı) arasında değişir.
• Spektral Yarı Genişlik (Δλ):15 nm ila 20 nm arasında değişir.

2.2.2 H Serisi (15° Görüş Açısı)

• Işık Şiddeti (I_v):1500-2400 mcd (Süper Kırmızı) ile 1900-3400 mcd (diğer renkler) arasında değişir.
• Elektriksel ve spektral karakteristikler (V_F, λ_P, λ_d, Δλ) F Serisi ile aynıdır.

2.2.3 P Serisi (22° Görüş Açısı)

• Işık Şiddeti (I_v):880-1400 mcd (Süper Kırmızı) ile 1150-2000 mcd (diğer renkler) arasında değişir.
• Elektriksel ve spektral karakteristikler (V_F, λ_P, λ_d, Δλ) F ve H Serileri ile aynıdır.

2.2.4 Ortak Parametreler

• Ters Akım (I_R):V_R= 5V'da maksimum 100 µA.
• Kapasitans (C):V_F= 0V, f = 1 MHz'de tipik 40 pF.

2.3 Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Veri sayfası, bir ışık şiddeti sınıflandırma sistemini gösterir.

• Işık Şiddeti Sınıflandırması:Ürünler iki sıralamaya ayrılır (örn., Min. ve Tipik değerler). Spesifik sınıflandırma kodu her bir paket torbasında işaretlenir.
• Renk/Dalga Boyu Sınıflandırması:Parça numarası yapısı, rengi ve karşılık gelen dalga boyu karakteristiklerini kesin olarak tanımlar (örn., \"RK\" Süper Kırmızı, \"EK\" Kırmızı). Bir renk kodu içinde ek bir sınıflandırma yoktur.

3. Mekanik ve Paket Bilgisi

3.1 Paket Boyutları

LED, 5mm (T-13/4) çapında lensli standart radyal bacaklı bir pakete sahiptir.

• Gövde Çapı:Tipik 5.0mm.
• Bacak Aralığı:Bacakların paket gövdesinden çıktığı yerde ölçülür.
• Çıkıntılı Reçine:Flanşın altında maksimum 1.0mm (0.04\").
• Tolerans:Aksi belirtilmedikçe ±0.25mm (0.010\").

3.2 Polarite Tanımlama

Bileşen standart LED polaritesini kullanır. Uzun bacak tipik olarak anot (pozitif), kısa bacak ise katot (negatif) olur. Katot, plastik lens kenarındaki düz bir nokta ile de gösterilebilir. Ters polarite hasarını önlemek için lehimlemeden önce polariteyi her zaman doğrulayın.

4. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

4.1 El veya Dalga Lehimleme

Delikten montaj için standart dalga veya el lehimleme teknikleri kullanılabilir.

• Sıcaklık Limiti:Bacaklar, LED'in plastik gövdesinden 1.6mm (0.063\") ölçüldüğünde, maksimum 5 saniye için 260°C'ye dayanabilir.
• Isı Yönetimi:Epoksi paketine ve iç yarı iletken çipe zarar vermemek için uzun süreli ısı uygulamaktan kaçının. Gerekirse, lehim noktası ile LED gövdesi arasındaki bacak üzerinde bir ısı emici (örn., cımbız) kullanın.

4.2 Depolama Koşulları

Lehimlenebilirliği ve cihaz bütünlüğünü korumak için, LED'leri orijinal nem bariyerli torbalarında, belirtilen -55°C ila +100°C depolama sıcaklığı aralığı içinde kontrollü bir ortamda saklayın. Yüksek nem veya aşındırıcı gazların bulunduğu ortamlardan kaçının.

5. Uygulama Önerileri

5.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Mesaj İşaretleri ve Ekranlar:Gün ışığında görünürlük için yüksek parlaklığa ihtiyaç duyulan durum göstergeleri, kayar metin ekranları veya bilgi panoları için idealdir.
• Trafik ve Sinyalizasyon İşaretleri:Yardımcı sinyalizasyon ışıkları, yaya geçidi göstergeleri veya belirli renkler (kırmızı, kehribar, sarı) gerektiren diğer trafikle ilgili uygulamalar için uygundur.
• Endüstriyel Göstergeler:Makine durum ışıkları, kontrol panellerindeki uyarı göstergeleri.
• Tüketici Elektroniği:Güç göstergeleri, küçük ekranlar için arka aydınlatma.

5.2 Tasarım Hususları

• Akım Sınırlama:Her zaman seri bir akım sınırlayıcı direnç kullanın. Direnç değerini, besleme gerilimi (V_CC), LED'in ileri gerilimi (V_F) ve istenen ileri akım (I_F, tipik 20mA) temelinde hesaplayın. Formül: R = (V_CC- V_F) / I_F.
• Görüş Açısı Seçimi:Gerekli ışık desenine göre seriyi seçin. Yönlendirilmiş, uzun mesafeli görüntüleme için dar açılı (8° F Serisi) kullanın. Daha geniş, daha dağınık aydınlatma için daha geniş açıları (22° P Serisi, 30° R Serisi) kullanın.
• Termal Yönetim:Güç dağılımı düşük olsa da, çalışma ortam sıcaklığının 100°C'yi aşmadığından emin olun. Birden fazla LED içeren veya yüksek sıcaklıklı ortamlardaki tasarımlar için, aralıklandırma ve olası hava akışını göz önünde bulundurun.
• Ters Gerilim Koruması:LED ters yönde 5V'a kadar dayanabilse de, ters polariteye maruz bırakmaktan kaçınmak iyi bir uygulamadır. AC veya polarite değiştiren devrelerde, koruma için ters paralel bir diyot ekleyin.

6. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Eski nesil standart 5mm LED'lerle (örn., GaP veya GaAsP teknolojisi kullanan) karşılaştırıldığında, bu AlInGaP tabanlı seri önemli avantajlar sunar:

• Daha Yüksek Verimlilik ve Parlaklık:AlInGaP teknolojisi, aynı sürücü akımı için çok daha yüksek ışık şiddeti sağlayan üstün ışık verimliliği sunar.
• Geliştirilmiş Renk Doygunluğu:Spektral karakteristikler (daha dar yarı genişlik), özellikle kırmızıdan kehribar aralığında daha saf ve doygun renklerle sonuçlanabilir.
• Daha Geniş Görüş Açısı Seçenekleri:Aynı temel teknolojiden birden fazla, iyi tanımlanmış görüş açısının (8°, 15°, 22°, 30°) mevcudiyeti, tasarımcıların LED'in elektriksel veya renk özelliklerini değiştirmeden uygulamaları için ışık dağılımını hassas bir şekilde uyarlamasına olanak tanır.

7. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

7.1 Tepe Dalga Boyu ile Baskın Dalga Boyu Arasındaki Fark Nedir?

Tepe Dalga Boyu (λ_P)), LED'in yaydığı ışığın spektral güç dağılımının maksimum olduğu dalga boyudur.Baskın Dalga Boyu (λ_d)), CIE renklilik diyagramından türetilir; LED ışığının algılanan rengiyle eşleşen saf spektral rengin tek dalga boyudur. Geniş spektruma sahip LED'ler için bu değerler farklı olabilir. Baskın dalga boyu genellikle insan tarafından algılanan renk için daha temsili bir değerdir.

7.2 F, H, P serileri arasında nasıl seçim yapmalıyım?

Seçim öncelikle gereken ışık deseni ve şiddetine dayanır.F Serisi (8°)ışığı çok dar, yoğun bir huzmeye yoğunlaştırır, uzun menzilli gösterge için idealdir.H Serisi (15°)şiddet ve yayılım arasında iyi bir denge sunar.P Serisi (22°)veR Serisi (30°)alan aydınlatması veya geniş açılı görüntüleme için uygun, çok daha geniş, daha dağınık bir ışık sağlar. Işık şiddeti, görüş açısı arttıkça azalır.

7.3 Bu LED'leri akım sınırlayıcı direnç olmadan sürebilir miyim?

No.LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri gerilimlerinin bir toleransı ve negatif bir sıcaklık katsayısı vardır (sıcaklık arttıkça düşer). Doğrudan bir gerilim kaynağına bağlamak, aşırı akım akışına neden olarak Sürekli İleri Akım için Mutlak Maksimum Değeri (50mA) aşabilir ve cihazı tahrip edebilir. Kararlı ve güvenli çalışma için seri bir direnç zorunludur.

7.4 \"Su Berraklığı\" lens ne anlama gelir?

\"Su Berraklığı\" veya dağınık olmayan bir lens tamamen şeffaftır. Bu, LED çipinin tam şiddetinin yansıtılmasına izin vererek, mümkün olan en yüksek ışık şiddeti ve daha tanımlı bir ışık deseni (dar görüş açılı varyantlarda görüldüğü gibi) sağlar. Dağınık (buzlu) bir lens gibi ışığı saçmaz.

8. Pratik Tasarım Örneği

Senaryo:Doğrudan güneş ışığında görünür olması gereken, açık hava ekipmanı için yüksek görünürlüklü, pille çalışan bir \"AÇIK\" göstergesi tasarlanıyor. Gösterge rengi kırmızı olmalı.

Tasarım Seçimleri:

1. LED Seçimi:Seçim:LTL2F3VEKNT(Kırmızı, 8° görüş açısı, F Serisi). Dar 8° huzme, ışık şiddetini (tipik 1900-3100 mcd) sıkı bir noktaya yoğunlaştırarak, doğrudan önündeki bir izleyici için algılanan parlaklığı maksimize eder. Kırmızı renk, \"güç açık\" göstergeleri için standarttır.
2. Sürücü Devresi:Cihaz 5V hat tarafından besleniyor. Tipik V_F2.4V ve hedef I_F20mA kullanılarak: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Seri olarak standart 130Ω veya 150Ω 1/4W direnç kullanılır.
3. Yerleşim:Delikten montaj LED ön panele yerleştirilir. Akım sınırlayıcı direnç ana PCB üzerine yerleştirilebilir. Montaj sırasında LED'in polaritesinin doğru yönlendirildiğinden emin olun.
4. Sonuç:Sadece 20mA * 2.4V = 48mW güç tüketen, cihazın 120mW derecesinin çok altında kalan, uzun vadeli güvenilirliği sağlayan çok parlak, odaklanmış bir kırmızı nokta göstergesi.

9. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED'ler,Alüminyum İndiyum Galyum Fosfür (AlInGaP)yarı iletken malzemesine, bir Galliyum Arsenür (GaAs) substratı üzerinde büyütülmüş olarak dayanır. Çalışma prensibi elektrolüminesanstır.

1. P-n eklemine ileri yönde bir gerilim uygulandığında, n-tipi bölgeden elektronlar ve p-tipi bölgeden delikler aktif bölgeye enjekte edilir.
2. Aktif AlInGaP katmanı içinde, elektronlar ve delikler yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme sırasında açığa çıkan enerji, foton (ışık) şeklinde yayılır.
3. Işığın spesifik rengi (dalga boyu), kristal büyümesi sırasında Alüminyum, İndiyum, Galyum ve Fosforun kesin oranlarıyla kontrol edilen AlInGaP alaşımının bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Daha fazla Alüminyum ve İndiyum eklemek, bant aralığını artırarak yayılan ışığı kırmızıdan sarı/yeşile doğru kaydırır.
4. \"Su berraklığı\" epoksi paket, bir lens görevi görerek ışık çıkışını şekillendirir ve hassas yarı iletken çip için mekanik ve çevresel koruma sağlar.

10. 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 üretim süreci iyileştirmeleri, daha yüksek ışık verimliliğine (watt başına daha fazla lümen) yol açar, bu da aynı akımda daha parlak çıkış veya daha düşük güç tüketimi ile aynı parlaklık sağlar.
• Renk Tutarlılığı ve Sınıflandırma:Epitaksiyel büyüme ve süreç kontrolündeki gelişmeler, daha sıkı dalga boyu ve ışık şiddeti dağılımlarına olanak tanıyarak kapsamlı sınıflandırma ihtiyacını azaltır ve cihazdan cihaza daha tutarlı performans sağlar.
• Paketleme Yenilikleri:T-13/4 paketi delikten montaj uygulamaları için standart kalmaya devam ederken, çoğu yeni tasarım için daha küçük boyutları ve otomatik montaja uygunlukları nedeniyle endüstride genel bir yüzey montaj cihazı (SMD) paketlerine geçiş vardır. Ancak, delikten montaj LED'ler prototipleme, eğitim kitleri ve yüksek güvenilirlik veya manuel montaj gerektiren uygulamalarda önemini korumaktadır.
• Genişletilmiş Renk Aralığı:Yeni yarı iletken malzemelerin (mavi/yeşil/beyaz için InGaN gibi) geliştirilmesi, AlInGaP'yi tamamlayarak tam renkli ekranları mümkün kılmıştır. Tek renkli göstergeler için, AlInGaP yüksek parlaklıklı kırmızı, turuncu ve kehribar LED'ler için baskın teknoloji olmaya devam etmektedir.