LTL1CHKxKNN系列LED燈珠規格書 - T-1 3mm封裝 - 2.0-2.4V正向電壓 - 30mA連續電流 - 超紅至綠色 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗LTL1CHKxKNN系列發光二極管（LED）嘅技術規格。呢個產品系列由標準T-1（3mm）插腳式LED燈珠組成，專為需要更高發光強度嘅通用指示器應用而設計。器件採用生長喺砷化鎵（GaAs）基板上嘅磷化鋁銦鎵（AlInGaP）材料技術製造，呢種技術以喺從紅色到綠色嘅一系列顏色中產生高效率可見光而聞名。

呢個系列嘅核心優勢包括低功耗、高發光效率，以及由於低電流要求而與集成電路（IC）驅動電平兼容。系列中所有變體都配備透明透鏡，唔會擴散光線，從而產生更集中同強烈嘅光束，適合清晰指示。

呢啲LED嘅目標市場好廣泛，涵蓋任何需要狀態指示器、面板燈或簡單照明嘅電子設備，其中可靠性、可見性同成本效益係關鍵考慮因素。

2. 深入技術參數分析

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅應力極限。為確保可靠運行，絕對唔可以超過呢啲極限，即使係瞬間都唔得。

• 功耗（Pd）：喺環境溫度（T_A）為25°C時，系列中所有器件嘅最大功耗為75 mW。超過呢個限制會導致過熱同災難性故障。
• 正向電流：指定咗兩個電流額定值：
  • 連續正向電流（I_F）：所有顏色嘅最大直流連續電流為30 mA。
  • 峰值正向電流：喺特定條件下允許更高嘅脈衝電流。對於紅色變體（超紅、超級紅、紅色），喺1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度下，峰值電流為90 mA。對於橙色、黃色同綠色變體，喺相同條件下峰值電流為60 mA。呢個參數對於多路復用或脈衝操作方案至關重要。
• 熱降額：最大連續正向電流必須喺70°C以上以0.4 mA/°C嘅速率線性降額。呢個意味住允許嘅連續電流會隨著環境溫度升高而降低，呢個係高溫環境下嘅關鍵設計考慮因素。
• 反向電壓（V_R）：喺反向電流（I_R）為100 µA時，最大允許反向電壓為5V。施加更高嘅反向電壓會擊穿LED嘅PN結。
• 溫度範圍：工作溫度範圍係從-40°C到+100°C，儲存溫度範圍係從-55°C到+100°C，表明喺廣泛條件下都具有強勁性能。
• 焊接溫度：引腳可以喺260°C下焊接最多5秒，焊接點距離LED本體至少1.6mm（0.063"），以防止環氧樹脂透鏡同內部晶片受到熱損壞。

2.2 電氣同光學特性

呢啲參數喺標準測試條件（T_A=25°C）下測量，定義咗器件嘅典型性能。

• 發光強度（I_v）：呢個係關鍵光學參數。所有器件喺正向電流（I_F）為20mA時，最小發光強度為140 mcd（毫坎德拉）。典型值範圍從210 mcd到320 mcd，取決於特定顏色變體。強度係使用近似於明視覺（人眼）響應曲線（CIE）嘅傳感器同濾光片組合測量嘅。規格書註明產品分為兩個發光強度等級，等級代碼標記喺包裝上。
• 視角（2θ_1/2）：該系列具有45度嘅窄視角。呢個定義為發光強度下降到中央軸線（0°）測量值一半時嘅全角。呢個特性導致更定向嘅光束。
• 波長規格：提供咗三個關鍵波長指標：
  • 峰值波長（λ_P）：光功率輸出最大時嘅波長。範圍從575 nm（綠色）到650 nm（超紅）。
  • 主波長（λ_d）：從CIE色度圖得出嘅單一波長，最能代表光嘅感知顏色。通常比峰值波長更相關於顏色定義。數值範圍從572 nm（綠色）到639 nm（超紅）。
  • 譜線半寬（Δλ）：發射光譜喺其最大功率一半處嘅寬度（半高全寬 - FWHM）。佢表示顏色純度。紅色LED具有更寬嘅光譜（20 nm），而黃色同綠色LED具有更窄嘅光譜（15-17 nm）。
• 正向電壓（V_F）：LED喺20mA驅動時嘅壓降。最小V_F介乎2.0V同2.05V之間，典型V_F介乎2.3V同2.4V之間，取決於顏色。呢個參數對於設計與LED串聯嘅限流電阻至關重要。
• 反向電流（I_R）：施加5V反向電壓時嘅漏電流。通常為100 µA或更少。
• 電容（C）：喺0V偏壓同1 MHz頻率下測量時，結電容通常為40 pF。呢個可能係高速開關應用中嘅一個因素。

3. 分級系統解釋

規格書表明主要針對發光強度使用分級系統。產品分為兩個強度等級（分級）。特定LED嘅分級代碼標記喺其獨立包裝袋上。呢個允許設計師為其應用選擇具有一致亮度水平嘅LED。雖然呢份文件冇明確詳細說明波長或正向電壓，但呢啲參數通常具有公差範圍（最小/典型/最大），有效定義咗隱含嘅分級。

4. 性能曲線分析

規格書引用咗一頁專門講典型電氣/光學特性曲線。雖然文本中冇提供具體圖表，但基於標準LED規格書，呢啲通常包括：

• 相對發光強度 vs. 正向電流（I-V曲線）：顯示光輸出如何隨電流增加，通常喺工作範圍內呈近線性關係。
• 正向電壓 vs. 正向電流：說明二極管嘅指數V-I特性。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度：展示隨著結溫升高，光輸出減少，突顯熱管理嘅重要性。
• 光譜分佈：顯示喺唔同波長下發射嘅相對功率嘅圖表，視覺上表示峰值波長同光譜半寬。
• 視角圖案：顯示LED周圍光強度空間分佈嘅極坐標圖。

呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下嘅行為同進行精確電路設計非常寶貴。

5. 機械同封裝資訊

5.1 封裝尺寸

LED使用標準T-1（3mm）徑向插腳式封裝。關鍵尺寸註釋包括：

• 所有尺寸均以毫米為單位，括號內提供英寸。
• 除非另有說明，否則適用±0.25mm（±0.010"）嘅標準公差。
• 法蘭下方嘅樹脂可能凸出最多1.0mm（0.04"）。
• 引腳間距喺引腳離開封裝本體嘅點測量，呢個對於PCB孔放置至關重要。
• 封裝圖（參考為LTL1CHx系列）通常會顯示總長度、透鏡直徑、引腳長度同直徑，以及法蘭上嘅平面位置或其他極性指示器位置。

5.2 極性識別

對於插腳式LED，較長嘅引腳通常係陽極（正極），較短嘅引腳係陰極（負極）。此外，大多數封裝喺法蘭邊緣都有一個平面，通常位於陰極側。焊接前務必驗證極性，以防止反向偏壓損壞。

6. 焊接同組裝指引

提供嘅主要指引適用於手工或波峰焊接：烙鐵頭必須距離LED塑膠本體至少1.6mm，並且溫度唔可以超過260°C超過5秒。長時間加熱會碳化環氧樹脂透鏡，導致內部分層或損壞焊線。

一般組裝注意事項：

• 避免對本體附近嘅引腳施加機械應力。
• 唔好用超聲波清潔器清潔LED，因為空化會損壞內部結構。
• 組裝期間使用適當嘅防靜電處理程序，以保護半導體晶片免受靜電放電（ESD）損壞，儘管LED通常比某些IC更堅固。

7. 包裝同訂購資訊

該系列嘅部件編號方案係LTL1CHKxKNN，其中"x"表示顏色代碼：

• D：超紅（AlInGaP）
• R：超級紅（AlInGaP）
• E：紅色（AlInGaP）
• F：黃橙色（AlInGaP）
• Y：琥珀黃色（AlInGaP）
• S：黃色（AlInGaP）
• G：綠色（AlInGaP）

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

作為通用指示燈，呢啲LED適用於：

• 消費電子產品、電器同工業控制面板上嘅通電/狀態指示器。
• 開關、按鈕同標誌嘅背光。
• 簡單裝飾照明。
• 基本光電隔離器或傳感器應用（使用LED作為光源）。

8.2 設計考慮因素

• 電流限制：必須使用外部限流電阻。使用歐姆定律計算電阻值：R = (V_電源- V_F) / I_F。為咗保守設計，確保電流唔超過所需水平，請始終使用規格書中嘅最大V_F。
• 熱管理：對於接近最大額定電流或喺高環境溫度下連續運行，請考慮降額曲線。如果多個LED用喺狹小空間內，請確保足夠嘅氣流。
• 視角：45°視角產生更集中嘅熱點。對於更寬嘅區域照明，擴散透鏡LED或外部擴散器會更合適。
• 驅動電路：LED可以直接從微控制器GPIO引腳驅動（通常提供/吸收高達20-25mA），或者通過晶體管驅動器驅動以獲得更高電流或多路復用多個LED。

9. 技術比較同區分

LTL1CHKxKNN系列嘅關鍵區別在於其使用AlInGaP技術實現從紅色到黃色/綠色嘅顏色。與GaAsP（磷化鎵砷）等舊技術相比，AlInGaP提供顯著更高嘅發光效率，意味著相同電流量下更亮嘅光輸出。透明透鏡提供封裝中可能嘅最高光輸出，因為冇光被擴散色調散射或吸收。窄45°視角係需要定向光束而非寬闊環境光嘅應用嘅特定選擇。

10. 常見問題 (FAQ)

問：我可唔可以直接從5V電源驅動呢個LED而唔使用電阻？

答：No.冇有限流電阻，LED會嘗試汲取過多電流，迅速超過其最大額定值並導致立即故障。恆壓驅動始終需要串聯電阻。

問：峰值波長同主波長有咩區別？

答：峰值波長係發射最多光功率嘅地方。主波長係從顏色坐標計算得出，最匹配人眼感知嘅顏色。對於單色LED，佢哋通常好接近，但主波長係指定顏色嘅標準。

問：LED喺運行期間會變暖。呢個正常嗎？

答：係嘅，LED產生熱量係正常嘅。效率唔係100%；一部分電能喺結處轉換為熱量。呢個就係點解降額規格同熱考慮對於長期可靠性咁重要。

問：我可唔可以用PWM（脈衝寬度調製）來調暗呢個LED？

答：可以，呢啲LED非常適合PWM調光。你可以用峰值正向電流（60mA或90mA，取決於顏色）以低佔空比驅動佢哋，以實現調暗LED嘅平均電流。確保PWM頻率足夠高（通常>100Hz）以避免可見閃爍。

11. 實用設計同使用例子

例子1：微控制器狀態指示器

一個常見用途係作為電源指示器。將紅色LED（LTL1CHKEKNN）嘅陽極通過電阻連接到3.3V微控制器電源軌。計算電阻：假設V_F= 2.4V同所需I_F= 10mA（為咗更低功耗），R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90Ω。一個標準100Ω電阻將提供大約9mA，呢個係安全同足夠光嘅。

例子2：12V面板指示器

對於12V汽車或工業面板，串聯電阻會消耗更多功率。對於20mA嘅綠色LED（LTL1CHKGKNN）：R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480Ω。電阻中嘅功率係P = I²R = (0.02)²* 480 = 0.192W。一個標準1/4W（0.25W）電阻足夠，但會運行得暖。使用1/2W電阻提供更好嘅安全裕度。

12. 技術原理介紹

呢啲LED基於使用磷化鋁銦鎵（AlInGaP）作為有源發光層嘅雙異質結結構。當施加正向電壓時，電子同空穴分別從N型同P型半導體層注入有源區。佢哋輻射復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗材料嘅帶隙能量，直接決定發射光嘅波長（顏色）。更寬嘅帶隙產生更短嘅波長（綠色/黃色），而更窄嘅帶隙產生更長嘅波長（紅色）。透明環氧樹脂透鏡用於保護半導體晶片，通過其圓頂幾何形狀塑造光束，並為從高折射率半導體材料中高效提取光提供介質。

13. 技術發展趨勢

雖然呢份規格書代表咗一個成熟且廣泛使用嘅產品，但LED技術持續發展。與呢類器件相關嘅趨勢包括：

• 效率提高：持續嘅材料科學同外延生長改進導致更高嘅每瓦流明（lm/W），意味著更光嘅光或相同亮度下更低嘅功耗。
• 顏色一致性：更嚴格嘅波長同發光強度分級公差正成為標準，允許喺多LED應用中更均勻嘅外觀。
• 封裝：雖然插腳式對於原型製作同某些應用仍然流行，但表面貼裝器件（SMD）封裝（如0603、0805）由於其更小尺寸同適合自動化組裝，已成為大批量生產嘅行業標準。
• 應用擴展：像呢啲LED嘅基本可靠性同效率繼續推動佢哋喺簡單指示器之外嘅新領域採用，例如低級別通用照明、標誌同汽車內飾照明。