LTL42FKGD 通孔式LED燈珠規格書 - 5mm直徑 - 2.6V正向電壓 - 綠色 - 81mW功率 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

LTL42FKGD 係一款通孔式安裝嘅LED燈珠，專為各式各樣電子設備嘅狀態指示同埋照明而設計。佢採用5mm直徑封裝，配備綠色擴散式透鏡，提供寬廣視角同均勻嘅光線分佈。呢款器件採用AlInGaP（磷化鋁銦鎵）半導體技術作為發光體，喺綠色光譜範圍內以高效率同良好嘅色彩純度而聞名。呢款LED採用無鉛設計，完全符合RoHS（有害物質限制）指令，適合現代電子製造嘅要求。

1.1 核心優勢

• 高光度輸出：喺標準驅動電流20mA下，提供典型光度240 mcd，確保光線明亮清晰，容易睇到。
• 能源效益：具有低功耗特性，典型正向電壓為2.6V，有助於整體系統節省能源。
• 設計靈活性：採用標準5mm通孔式封裝，可以靈活安裝喺印刷電路板（PCB）或者面板上。60度嘅寬廣視角確保從唔同角度都睇得清楚。
• 兼容性：低電流需求令佢可以同集成電路（IC）輸出兼容，喺好多應用中都唔需要複雜嘅驅動電路。
• 可靠性：設計工作溫度範圍為-40°C至+85°C，適合用喺唔同嘅環境條件下。

1.2 目標應用

呢款LED專為多個行業嘅廣泛應用而設計。佢嘅主要功能係狀態指示，但係佢嘅亮度亦都可以用於有限範圍嘅照明。主要應用領域包括：

• 通訊設備：路由器、交換機同數據機上嘅電源、網絡活動同系統狀態指示燈。
• 電腦周邊設備：桌上電腦、手提電腦、外置硬碟同鍵盤上嘅電源同活動指示燈。
• 消費電子產品：影音設備、家用電器、玩具同便攜式裝置上嘅狀態燈。
• 家用電器：洗衣機、微波爐、焗爐同其他白色家電上嘅操作指示燈。
• 工業控制：機械、控制系統、測試設備同儀器上嘅面板指示燈。

2. 深入技術參數分析

以下部分會詳細、客觀咁解讀LTL42FKGD LED嘅主要電氣、光學同熱力參數。理解呢啲參數對於正確設計電路同確保可靠運作至關重要。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件嘅應力極限，超過呢啲極限可能會對器件造成永久損壞。唔建議喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作，否則會對可靠性產生不利影響。

• 功耗（Pd）：最大81 mW。呢個係喺環境溫度（TA）為25°C時，LED封裝可以安全地以熱量形式散發嘅總功率（正向電壓 * 正向電流）。
• 直流正向電流（IF）：最大30 mA連續電流。超過呢個數值會產生過多熱量，導致光通量加速衰減，甚至可能造成災難性故障。
• 峰值正向電流：最大60 mA，但僅適用於佔空比為10%或以下、脈衝寬度為10微秒或以下嘅脈衝條件。呢個額定值適用於短暫、高強度嘅閃光。
• 降額：當環境溫度每升高1°C超過50°C時，最大允許直流正向電流必須線性降低0.57 mA。呢個係高溫環境下嘅關鍵設計考慮因素。
• 工作及儲存溫度：器件可以喺-40°C至+85°C嘅環境下工作，並可以喺-40°C至+100°C嘅環境下儲存。
• 引腳焊接溫度：最高260°C，最長5秒，測量點距離LED主體2.0mm（0.079英寸）。呢個定義咗手動或波峰焊接嘅工藝窗口。

2.2 電氣及光學特性

以下係喺標準測試條件（TA=25°C）下測量嘅典型性能參數。設計師應根據其設計餘量，適當使用典型值或最大值。

• 光度（Iv）：喺IF=20mA時，範圍從最小85 mcd到最大400 mcd，典型值為240 mcd。特定單元嘅實際數值由其分級代碼決定（見第4節）。測量使用經過濾波嘅傳感器，以匹配人眼視覺響應曲線（CIE）。分級極限有±15%嘅測試公差。
• 視角（2θ1/2）：60度。呢個係光度下降到中央軸線（0度）測量值一半時嘅全角。60度角喺聚焦亮度同寬廣可見度之間提供良好平衡。
• 峰值發射波長（λP）：574 nm。呢個係發射光嘅光譜功率分佈達到最大值時嘅波長。
• 主波長（λd）：範圍從563 nm到573 nm，定義咗LED嘅視覺綠色。佢係從CIE色度座標推導出嚟，代表最匹配LED顏色嘅單一波長。
• 譜線半寬度（Δλ）：20 nm。呢個表示光譜純度；數值越細，表示光線越單色（顏色越純）。20nm寬度係AlInGaP綠色LED嘅典型值。
• 正向電壓（VF）：喺IF=20mA時，典型值為2.6V，最大值為2.6V。最小值為2.1V。呢個參數有分佈；設計師計算串聯電阻值時必須考慮最大VF，以確保足夠嘅限流。
• 反向電流（IR）：當施加5V反向電壓（VR）時，最大為100 μA。重要提示：呢款LED唔係為反向偏壓操作而設計。呢個測試條件僅用於特性描述。施加連續反向電壓可能會損壞器件。

3. 分級系統規格

為確保生產應用中亮度同顏色嘅一致性，LED會根據性能進行分級。LTL42FKGD採用二維分級系統。

3.1 光度分級

單元根據其喺20mA下測量嘅光度進行分類。分級代碼標示喺包裝上。

• 分級 EF：85 mcd（最小）至 140 mcd（最大）
• 分級 GH：140 mcd（最小）至 240 mcd（最大）
• 分級 JK：240 mcd（最小）至 400 mcd（最大）

每個分級極限嘅公差為±15%。

3.2 主波長分級

單元亦會根據其主波長進行分類，主波長直接同綠色嘅深淺相關。

• 分級 H05：563.0 nm（最小）至 566.0 nm（最大）
• 分級 H06：566.0 nm（最小）至 568.0 nm（最大）
• 分級 H07：568.0 nm（最小）至 570.0 nm（最大）
• 分級 H08：570.0 nm（最小）至 573.0 nm（最大）

每個分級極限嘅公差為±1 nm。

完整嘅產品訂單會同時指定光度分級代碼（例如GH）同波長分級代碼（例如H07），以保證批次內亮度同顏色嘅一致性。

4. 性能曲線分析

雖然規格書中參考咗特定嘅圖形數據，但以下描述咗關鍵參數之間嘅典型關係。呢啲曲線對於理解器件喺非標準條件下嘅行為至關重要。

4.1 正向電流 vs. 正向電壓（I-V曲線）

LED表現出典型二極管嘅非線性I-V特性。正向電壓（VF）具有正溫度係數，意味住喺給定電流下，隨住結溫升高，VF會輕微下降。曲線顯示，對於AlInGaP綠色LED，閾值電壓（電流開始顯著流動嘅電壓）大約喺1.8V至2.0V之間，喺20mA時上升到典型值2.6V。

4.2 光度 vs. 正向電流

喺正常工作範圍內（例如，高達30mA），光輸出（光度）大致同正向電流成正比。然而，效率（每瓦流明）可能喺低於最大額定值嘅電流下達到峰值。以更高電流驅動LED會增加輸出，但亦會產生更多熱量，從而可能降低效率同長期可靠性。

4.3 光度 vs. 環境溫度

LED嘅光輸出會隨住結溫升高而下降。雖然AlInGaP材料比其他某啲LED類型更耐溫，但當環境溫度接近最大工作極限時，輸出會預期有所下降。呢個就係點解熱管理（例如，唔超過電流額定值）對於保持穩定亮度咁重要。

4.4 光譜分佈

光譜輸出曲線以574 nm嘅峰值波長為中心，特徵半寬度為20 nm。定義色點嘅主波長（λd）就係從呢個光譜計算出嚟。曲線通常呈高斯分佈形狀。

5. 機械及封裝資料

5.1 外形尺寸

LED符合標準5mm圓形通孔式封裝尺寸。主要機械規格包括：

• 引腳直徑：標準0.6mm。
• 引腳間距：標稱2.54mm（0.1英寸），測量點為引腳從封裝主體伸出嘅位置。
• 主體直徑：標稱5.0mm。
• 總高度：從引腳底部到圓頂透鏡頂部約為8.6mm，但可能略有差異。
• 公差：除非另有說明，大多數線性尺寸嘅公差為±0.25mm。
• 法蘭下方突出嘅樹脂最大為1.0mm。呢個對於PCB佈局好重要，以確保LED可以平貼喺電路板上。

5.2 極性識別

LED有兩條軸向引腳。較長嘅引腳係陽極（正極，A+），較短嘅引腳係陰極（負極，K-）。此外，LED法蘭嘅陰極側（透鏡底部嘅扁平邊緣）通常有一個小平點或凹口。焊接前務必驗證極性，以防止反向連接損壞器件。

6. 焊接及組裝指引

正確嘅處理同焊接對於防止LED受到機械或熱損壞至關重要。

6.1 儲存條件

長期儲存時，請將LED保持喺其原始防潮包裝內。建議嘅儲存環境為≤30°C同≤70%相對濕度。如果從原始包裝中取出，請喺三個月內使用LED。如果長時間喺原始袋外儲存，請將佢哋存放喺帶有乾燥劑嘅密封容器或氮氣吹掃嘅乾燥器中，以防止吸濕，吸濕會導致焊接時出現\"爆米花\"現象。

6.2 引腳成型

如果需要彎曲引腳以便安裝，必須喺焊接之前、室溫下進行。喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。唔好以LED主體或引線框架作為支點。施加最小必要嘅力，以避免對內部鍵合線造成應力。

6.3 清潔

如果焊接後需要清潔，請僅使用酒精類溶劑，例如異丙醇（IPA）。避免使用可能損壞環氧樹脂透鏡或內部結構嘅強力或超聲波清潔。

6.4 焊接工藝參數

手動焊接（烙鐵）：

• 最高烙鐵溫度：350°C
• 最長焊接時間：每引腳3秒
• 距離透鏡底座最小距離：2.0mm。焊點唔可以沿住引腳爬升到比呢個距離更接近塑膠主體嘅位置。
• 唔好將透鏡浸入焊錫中。

波峰焊接：

• 最高預熱溫度：100°C
• 最長預熱時間：60秒
• 最高焊波溫度：260°C
• 最長接觸時間：5秒
• 最低浸入位置：唔低於環氧樹脂透鏡底座2mm。

關鍵提示：紅外線（IR）回流焊接唔適合用於呢款通孔式LED產品。環氧樹脂透鏡無法承受回流焊爐溫度曲線嘅高溫。過高嘅焊接溫度或時間會導致透鏡變形、開裂或內部故障。

7. 包裝及訂購資料

7.1 包裝規格

LED包裝喺防靜電袋中，以防止ESD損壞。標準包裝層次為：

1. 包裝袋：包含1000、500、200或100件。袋上標有零件編號、數量同分級代碼（光度同波長）。
2. 內盒：包含10個包裝袋。每個內盒嘅總數量通常為10,000件（當使用1000件裝嘅袋時）。
3. 外箱/主箱：包含8個內盒。每個主箱嘅總數量通常為80,000件。

對於出貨批次，只有最終包裝可能包含非整數數量。

8. 應用設計建議

8.1 驅動電路設計

LED係一種電流驅動器件。其亮度由正向電流（IF）控制，而非電壓。最關鍵嘅設計元素係限流電阻。

推薦電路（電路A）：為每個LED使用一個串聯電阻。電阻值（R）使用歐姆定律計算：R = （電源電壓 - LED正向電壓） / IF。為咗保守設計，確保即使LED之間存在差異，電流亦永遠唔會超過所需嘅IF，請使用規格書中嘅最大VF（2.6V）。

例子：對於5V電源同目標IF為20mA：R = （5V - 2.6V） / 0.020A = 120歐姆。選擇最接近嘅標準值（例如，120Ω或150Ω），並且其額定功率必須足夠（P = I²R）。

應避免嘅電路（電路B）：唔好將多個LED直接並聯到單個限流電阻上。各個LED之間正向電壓（VF）特性嘅微小差異會導致嚴重嘅電流不平衡。VF稍低嘅一個LED會不成比例地汲取更多電流，導致亮度不均勻，並可能使該LED過載。

8.2 靜電放電（ESD）保護

LED對靜電放電敏感。喺處理同組裝過程中必須遵循標準ESD預防措施：

• 操作員應佩戴接地腕帶或防靜電手套。
• 所有工作站、工具同設備必須正確接地。
• 工作檯面上使用導電或耗散墊。
• 喺ESD防護包裝中儲存同運輸LED。
• 考慮使用離子發生器來中和處理過程中可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。

8.3 熱力考慮

雖然呢款係低功率器件，但熱管理對於使用壽命仍然重要。唔好超過功耗同正向電流嘅絕對最大額定值。喺環境溫度高於50°C時，遵守降額曲線。確保PCB上LED之間有足夠間距，以便散熱，避免產生局部熱點。

9. 技術比較與區分

LTL42FKGD作為一款標準5mm AlInGaP綠色LED，喺市場上佔據穩固地位。其主要區分點由其特定嘅性能分級定義。

• 對比低亮度綠色LED：分級喺JK範圍（240-400 mcd）嘅單元，光度明顯高於普通\"標準亮度\"綠色LED，適合需要高可見度或喺淺色透鏡/擴散器後面使用嘅應用。
• 對比其他綠色技術：同舊式磷化鎵（GaP）綠色LED相比，AlInGaP技術提供更高效率同更飽和、更\"真實\"嘅綠色（主波長喺560-570nm範圍，而GaP為555nm）。
• 對比基於藍光/黃光嘅\"綠色\"LED：某啲白光或綠色LED使用帶黃色熒光粉嘅藍光芯片，其光譜質量可能唔同（光譜更寬），並且顏色純度可能低於直接發光嘅AlInGaP綠色LED。
• 主要優勢：其主要優勢係結合咗經證實嘅可靠性、易用性（通孔式）、良好效率，以及提供嚴格嘅亮度同顏色分級，確保生產批次中外觀一致。

10. 常見問題（基於技術參數）

Q1：我可以直接用3.3V或5V微控制器引腳驅動呢款LED嗎？

A：唔可以，唔可以直接驅動。雖然正向電壓（約2.6V）低於呢啲電源電壓，但LED必須限流。直接連接會試圖汲取過多電流，可能損壞LED同微控制器引腳。請務必按照第8.1節所述使用串聯電阻。

Q2：對於12V電源，我應該用幾大嘅電阻值？

A：使用公式 R = （12V - 2.6V） / 0.020A = 470歐姆。電阻消耗嘅功率為 P = （0.020A）² * 470Ω = 0.188W，所以標準1/4W（0.25W）電阻已經足夠。470Ω或560Ω電阻都合適。

Q3：點解列出咗最小正向電壓（2.1V）？

A：由於半導體材料同製造工藝嘅輕微差異，正向電壓喺生產單元之間有分佈。2.1V最小值係呢個分佈嘅下限。使用典型值或最大值進行設計可以確保電路對所有單元都正常工作。

Q4：我可以喺戶外使用呢款LED嗎？

A：規格書指出佢適用於室內同室外標誌。工作溫度範圍（-40°C至+85°C）支持戶外使用。然而，對於長期直接暴露喺天氣下，請考慮額外保護（PCB上塗覆保護塗層、密封外殼），因為環氧樹脂透鏡可能會因多年嘅紫外線照射或濕氣侵入而老化。

Q5：訂購時點樣理解分級代碼？

A：你必須同時指定光度分級（例如GH）同波長分級（例如H07），以獲得一致性嘅批次。如果你唔指定，你可能會收到混合批次，導致你嘅產品出現可見嘅亮度同顏色差異。對於大多數應用，指定中間分級（光度用GH，波長用H06/H07）係一個好做法。

11. 實際應用例子

例子1：多通道狀態指示面板

喺一個工業控制箱中，十個LTL42FKGD LED（分級為GH/H07）用喺前面板上，指示十個唔同傳感器或機器狀態。每個LED由5V邏輯緩衝器IC（例如74HC244）嘅單獨輸出驅動。每個LED串聯一個120Ω電阻。一致嘅分級確保所有十個燈具有統一嘅綠色同非常相似嘅亮度，提供專業外觀。60度嘅寬廣視角允許從唔同操作員位置睇到狀態。

例子2：薄膜開關背光

一個LTL42FKGD LED（分級為JK以獲得更高亮度）放置喺薄膜鍵盤上一個半透明圖標後面。佢由微控制器GPIO引腳通過一個150Ω電阻從3.3V電源驅動。LED嘅擴散透鏡有助於喺圖標下產生均勻照明。低電流需求（約13mA，計算：（3.3V-2.6V）/150Ω）完全喺GPIO引腳能力範圍內，簡化咗設計。

12. 工作原理

LTL42FKGD係一種基於AlInGaP（磷化鋁銦鎵）材料形成嘅p-n結嘅半導體光源。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時，來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅空穴被注入到有源區域（結）。當呢啲電荷載流子（電子同空穴）復合時，佢哋會以光子（光粒子）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，從而直接決定發射光子嘅波長（顏色）——喺呢個情況下，係主波長約為570 nm嘅綠光。環氧樹脂透鏡用於保護半導體芯片、塑造光輸出光束（創造60度視角）同擴散光線以柔化其外觀。

13. 技術趨勢

像LTL42FKGD咁樣嘅通孔式LED代表咗一種成熟且高度可靠嘅技術。由於體積更細、適合自動化貼片組裝同埋高度更低，LED行業嘅總體趨勢係朝向表面貼裝器件（SMD）封裝（例如0603、0805、3528）用於大多數新設計。然而，通孔式LED喺幾個領域仍然保持重要相關性：由於易於手動焊接，適用於原型製作同業餘愛好者使用；需要非常高可靠性同穩固機械連接（抗震）嘅應用；可以將引腳直接固定到機箱上嘅面板安裝；以及教育環境。即使喺5mm燈珠等既定封裝格式內，該技術本身通過先進嘅外延生長同分級工藝，喺效率（每瓦更多光輸出）同顏色一致性方面繼續取得漸進式改進。