LTL307JGD 綠色擴散型LED規格書 - T-1 3/4 封裝 - 2.4V 正向電壓 - 75mW 功耗 - 技術文件

1. 產品概覽

呢份文件提供咗一款專為通孔安裝而設計嘅綠色擴散型LED元件嘅完整技術規格。該器件採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術來產生綠光。其特點係採用流行嘅T-1 3/4封裝直徑，令佢成為印刷電路板（PCB）或面板上各種指示同照明應用嘅多功能選擇。

呢個元件嘅核心優勢包括高發光強度輸出、低功耗同高效率。由於其低電流要求，佢被設計成與集成電路（IC）兼容。此外，該產品符合RoHS（有害物質限制）指令，表明佢係一款無鉛（Pb）元件。

2. 技術參數深度客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。呢啲額定值係喺環境溫度（T_A）為25°C時指定，並且喺任何操作條件下都唔可以超過。

• 功耗（P_D）：75 mW。呢個係器件可以作為熱量散發嘅最大功率。
• 峰值正向電流（I_F(PEAK)）：60 mA。呢個係最大允許脈衝正向電流，喺1/10佔空比同0.1ms脈衝寬度下指定。
• 直流正向電流（I_F）：30 mA。呢個係LED可以處理嘅最大連續正向電流。
• 降額：對於環境溫度高於50°C嘅每一度，直流正向電流必須線性降額0.4 mA。
• 反向電壓（V_R）：5 V。施加超過此值嘅反向電壓會損壞LED嘅PN結。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +100°C。器件設計用於工作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度範圍：-55°C 至 +100°C。
• 引腳焊接溫度：260°C 持續5秒，測量點距離LED本體2.0 mm（0.078英寸）。

2.2 電氣及光學特性

電氣同光學特性係喺T_A=25°C時測量，代表器件嘅典型性能參數。

• 發光強度（I_V）：65 mcd（最小值），110 mcd（典型值），喺正向電流（I_F）為20 mA時。保證值包括±15%嘅公差。此參數係使用近似CIE明視覺響應曲線嘅傳感器同濾光片測量。
• 視角（2θ_1/2）：50度（典型值）。呢個係發光強度下降到其軸向（同軸）值一半時嘅全角，係擴散透鏡擴散光線嘅特徵。
• LED根據關鍵光學參數被分類到唔同嘅級別，以確保生產批次內嘅一致性。定義咗兩個主要分級標準。_P）：575 nm（典型值）。光功率輸出最大時嘅波長。
• 主波長（λ_d）：572 nm（典型值）。呢個係人眼感知到嘅單一波長，定義咗LED嘅顏色，源自CIE色度圖。
• 譜線半寬度（Δλ）：11 nm（典型值）。發射光喺其最大功率一半時嘅譜寬（半高全寬 - FWHM）。
• 正向電壓（V_F）：2.1 V（最小值），2.4 V（典型值），喺I_F= 20 mA時。
• 反向電流（I_R）：100 µA（最大值），喺反向電壓（V_R）為5 V時。
• 電容（C）：40 pF（典型值），喺零偏壓（V_F=0）同頻率1 MHz下測量。

3. 分級系統說明

The LEDs are sorted into bins based on key optical parameters to ensure consistency within a production batch. Two primary binning criteria are defined.

3.1 發光強度分級

LED根據其喺20 mA下測量嘅發光強度進行分類。級別代碼、公差同範圍如下：

• 代碼 D：65 mcd（最小值）至 85 mcd（最大值）
• 代碼 E：85 mcd（最小值）至 110 mcd（最大值）
• 代碼 F：110 mcd（最小值）至 140 mcd（最大值）
• 代碼 G：140 mcd（最小值）至 180 mcd（最大值）

注意：每個級別極限嘅公差為±15%。

3.2 主波長分級

LED亦根據其主波長進行分級以控制顏色一致性。級別以2 nm為步長定義。

• 代碼 H06：566.0 nm 至 568.0 nm
• 代碼 H07：568.0 nm 至 570.0 nm
• 代碼 H08：570.0 nm 至 572.0 nm
• 代碼 H09：572.0 nm 至 574.0 nm
• 代碼 H10：574.0 nm 至 576.0 nm
• 代碼 H11：576.0 nm 至 578.0 nm

注意：每個級別極限嘅公差為±1 nm。特定型號LTL307JGD會對應於強度同波長級別嘅特定組合。

4. 性能曲線分析

規格書參考咗典型嘅電氣同光學特性曲線。雖然具體圖表未喺提供嘅文本中詳細說明，但佢哋通常包括以下用於設計分析嘅基本圖表：

• 相對發光強度 vs. 正向電流（I_Vvs. I_F）：顯示光輸出如何隨電流增加，對於設定所需亮度嘅驅動電流至關重要。
• 正向電壓 vs. 正向電流（V_Fvs. I_F）：二極管嘅I-V特性曲線，對於計算串聯電阻值同功耗非常重要。
• 相對發光強度 vs. 環境溫度（I_Vvs. T_A）：說明光輸出如何隨結溫升高而下降，突顯熱管理嘅重要性。
• 光譜分佈：相對強度對波長嘅圖表，顯示峰值約為575 nm，譜寬（FWHM）約為11 nm。
• 視角圖案：顯示光強度角度分佈嘅極坐標圖，確認擴散透鏡嘅50度視角。

呢啲曲線允許工程師預測器件喺非標準條件（唔同電流、溫度）下嘅行為，對於穩健嘅電路設計至關重要。

5. 機械及封裝資料

5.1 封裝尺寸

該器件採用行業標準T-1 3/4（5mm）圓形通孔封裝。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\"）嘅一般公差。
• 法蘭下樹脂嘅最大凸出量為1.0mm（0.04\"）。
• 引腳間距係喺引腳從塑料封裝本體伸出嘅點測量。

具體尺寸圖會提供本體直徑、透鏡高度、引腳長度同引腳直徑嘅精確數值。

5.2 極性識別

對於通孔LED，極性通常通過兩個特徵指示：引腳長度同內部結構。較長嘅引腳係陽極（正極），較短嘅引腳係陰極（負極）。此外，許多封裝喺透鏡邊緣有一個平坦點或喺法蘭嘅陰極側有一個倒角。建議觀察兩個指示器以確保正確方向。

6. 焊接及組裝指引

正確處理對於防止組裝期間損壞至關重要。

6.1 引腳成型

• 彎曲必須喺距離LED透鏡底座至少3 mm嘅點進行。
• 唔可以用引線框架嘅底座作為支點。
• 引腳成型必須喺室溫下進行，並且喺焊接製程之前完成。
• 喺PCB插入期間，使用所需嘅最小壓接力，以避免對引腳或封裝施加過大嘅機械應力。

6.2 焊接製程

• 保持透鏡底座同焊點之間至少有2 mm嘅間隙。透鏡絕對唔可以浸入焊料中。
• 避免喺LED焊接後處於高溫狀態時對引腳施加任何外部應力。
• 推薦焊接條件：
  • 手工焊接（烙鐵）：最高溫度300°C，每個引腳最長時間3秒（僅限一次性焊接）。
  • 波峰焊接：最高預熱溫度100°C，持續最多60秒。焊波溫度最高260°C，持續最多5秒。

警告：超過呢啲溫度或時間限制會導致透鏡變形、內部鍵合線失效或環氧樹脂材料降解，從而導致器件災難性故障。

6.3 清潔及儲存

• 清潔：如有必要，僅使用酒精類溶劑（如異丙醇）進行清潔。
• 儲存：對於長期儲存喺原始包裝外，應儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣環境中。推薦嘅儲存環境唔超過30°C或70%相對濕度。從原始包裝中取出嘅元件最好喺三個月內使用。

7. 包裝及訂購資料

標準包裝流程如下：

1. 基本單位：每防靜電包裝袋500件或250件。
2. 內盒：10個包裝袋放入一個內盒，總共5,000件。
3. 外箱（運輸箱）：8個內盒裝入一個外箱，總共40,000件。

註明喺任何給定嘅運輸批次中，只有最後一個包裝可能包含非滿量數量。型號LTL307JGD遵循製造商特定嘅編碼系統，其中"LTL"可能表示產品系列，"307"可能表示顏色同封裝，而"JGD"則指定發光強度同主波長嘅性能級別代碼。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

呢款綠色擴散型LED適用於需要清晰可見指示燈嘅各種應用，包括但不限於：

• 消費電子產品、電器同工業設備上嘅電源狀態指示燈。
• 通訊設備、音頻/視頻設備同控制面板上嘅信號同模式指示燈。
• 開關、標誌同小型面板嘅背光。
• 汽車內飾、儀器儀表同愛好者項目中嘅通用指示燈。

規格書明確指出呢啲LED適用於普通電子設備（辦公設備、通訊設備、家庭應用）。對於需要極高可靠性且故障可能危及生命或健康嘅應用（航空、醫療設備、安全系統），使用前需要諮詢製造商。

8.2 驅動電路設計

LED係電流驅動器件。一個關鍵嘅設計規則係始終使用一個限流電阻與LED串聯。

• 推薦電路（電路A）：每個LED都有自己專用嘅串聯電阻。即使LED屬於同一類型同級別，呢個設計可以通過補償LED之間正向電壓（V_F）嘅自然變化來確保亮度均勻。
• 不推薦電路（電路B）：將多個LED並聯，共用一個限流電阻。每個LED嘅I-V特性嘅微小差異會導致電流分配不均，從而使器件之間嘅亮度出現顯著差異。

串聯電阻值（R_S）使用歐姆定律計算：R_S= (V_電源- V_F) / I_F。使用典型V_F2.4V同所需I_F20 mA，電源電壓5V：R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。標準130 Ω或150 Ω電阻係合適嘅，同時確保額定功率足夠（P = I²R ≈ 0.052W）。

8.3 靜電放電（ESD）保護

LED容易受到靜電放電損壞。必須採取以下預防措施：

• 人員處理LED時必須佩戴接地腕帶或防靜電手套。
• 所有設備、工作台同儲物架必須正確接地。
• 使用離子發生器來中和處理過程中因摩擦而積聚喺塑料透鏡表面嘅靜電荷。
• 保持一個靜電安全工作站，使用認證材料，並對所有人員進行培訓/認證監控。

9. 技術比較及區分

喺5mm綠色通孔LED類別中，呢款基於AlInGaP嘅器件具有明顯優勢：

• 對比傳統綠色GaP LED：與舊式磷化鎵（GaP）綠色LED相比，AlInGaP技術通常提供顯著更高嘅發光效率同強度，從而喺相同驅動電流下實現更亮嘅輸出。
• 對比非擴散（水清）LED：擴散透鏡提供更寬、更均勻嘅視角（50°對比清晰透鏡嘅窄光束），使其成為指示燈需要從廣泛角度可見嘅應用嘅理想選擇。
• 對比超高亮度LED：呢款器件屬於中端性能段。佢提供良好嘅亮度（65-180 mcd級別），適用於大多數指示用途，而無需超高亮度LED嘅極端驅動電流要求或成本，有效平衡性能同功耗。
• RoHS合規性：作為無鉛產品，佢符合現代電子製造嘅環保法規，呢個係與不合規嘅舊式元件嘅關鍵區別。

10. 常見問題（基於技術參數）

1. 問：使用5V電源時應該用幾多歐姆嘅電阻？
   
   答：對於典型正向電流20 mA同V_F2.4V，使用130 Ω電阻。始終根據你嘅特定電源電壓同所需電流進行計算。
2. 問：我可以直接從微控制器引腳驅動呢個LED嗎？
   
   答：可以，但你仍然必須使用串聯限流電阻。微控制器引腳充當電壓源。確保引腳可以提供或吸收所需嘅20 mA電流。
3. 問：點解即使喺同一個級別內，發光強度都有±15%嘅公差？
   
   答：半導體製造具有固有嘅工藝變化。分級將性能相似嘅LED分組，但公差範圍考慮咗測量精度同組內嘅輕微性能差異，以保證最低性能水平。
4. 問：如果我超過絕對最大直流正向電流30 mA會點？
   
   答：超過此額定值會使結溫超過安全極限，從而加速光輸出衰減（流明衰減）並顯著縮短使用壽命，可能導致立即災難性故障。
5. 問：距離透鏡2mm嘅焊接間隙有幾關鍵？
   
   答：非常關鍵。通過引腳傳導嘅焊接熱量會軟化或熔化環氧樹脂透鏡，導致變形或允許濕氣進入，從而損壞LED。

11. 實際設計及使用案例

案例：設計多LED狀態面板

一位工程師正在設計一個帶有四個綠色狀態指示燈嘅控制面板。使用通用5V電源軌，佢哋需要一致嘅亮度。

解決方案：實施推薦嘅電路A。使用四個相同嘅限流電阻，每個與一個LTL307JGD LED串聯。即使LED來自唔同級別或有輕微V_F變化，獨立嘅電阻會獨立調節流經每個LED嘅電流，確保所有四個指示燈具有匹配、均勻嘅亮度。擴散透鏡嘅50°視角確保操作員站立喺面板前面或稍微側面時可以清晰看到狀態。設計師必須確保PCB佈局保持距離LED本體至少2mm嘅焊盤距離，並提供足夠嘅散熱間距，特別係如果LED要以或接近最大電流連續驅動。

12. 原理簡介

呢個LED基於半導體二極管中嘅電致發光原理工作。有源區由生長喺襯底上嘅AlInGaP（磷化鋁銦鎵）層組成。當施加超過二極管導通電壓（約2.1V）嘅正向電壓時，電子同空穴分別從N型同P型半導體層注入有源區。呢啲電荷載流子復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定咗半導體嘅帶隙能量，直接定義咗發射光嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，綠色，主波長約為572 nm。擴散環氧樹脂透鏡含有散射粒子，使發射光子嘅方向隨機化，與產生更聚焦光束嘅清晰透鏡相比，將光束擴展成寬視角。

13. 發展趨勢

像呢款指示燈LED嘅發展遵循幾個關鍵行業趨勢：

• 效率提升：持續嘅材料科學同外延生長改進不斷推動AlInGaP同其他LED技術嘅發光效率（每瓦流明）更高，從而喺更低電流下實現更亮輸出，或喺相同亮度下降低功耗。
• 小型化：雖然T-1 3/4封裝喺通孔應用中仍然流行，但市場正強烈轉向表面貼裝器件（SMD）封裝（例如0603、0402）以實現更高密度嘅PCB組裝。通孔元件通常保留用於原型製作、愛好者使用或需要更高機械穩固性嘅應用。
• 顏色一致性及分級：製造工藝變得更加精確，導致分級分佈更緊密。一些大批量應用可能需要具有極窄波長同強度公差嘅"預分級"或"匹配"LED。
• 集成化：存在將限流電阻、ESD保護二極管甚至控制IC直接集成到LED封裝中嘅趨勢，創造"智能"或"易驅動"LED元件，從而簡化電路設計。
• 可持續性：推動RoHS合規同無鹵材料現已成為標準。未來趨勢可能包括包裝中更多地使用可回收材料，以及進一步減少其他有害物質。