Hoja de Datos del LED Rojo Profundo 333-2SDRD/S530-A3 - 5mm Redondo - Voltaje 2.0V - Potencia 60mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones técnicas de un LED rojo profundo de 5mm redondo, de montaje through-hole. El dispositivo está diseñado utilizando tecnología de chip AlGaInP, encapsulado en una resina roja difusa, para producir una salida de luz roja profunda de alto brillo. Es un componente robusto y confiable adecuado para una variedad de aplicaciones de indicación y retroiluminación en electrónica de consumo.

1.1 Características y Ventajas Principales

• Alto Brillo:Específicamente diseñado para aplicaciones que requieren una mayor intensidad luminosa.
• Opciones de Ángulo de Visión:Disponible en varios ángulos de visión para adaptarse a diferentes necesidades de aplicación.
• Embalaje:Disponible en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo y se mantiene dentro de las versiones compatibles con RoHS.
• Fiabilidad:Diseñado para ser fiable y robusto para operación a largo plazo.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED está destinado principalmente para su uso como indicador o fuente de retroiluminación en varios dispositivos electrónicos, incluyendo pero no limitado a:

• Televisores
• Monitores de Computadora
• Teléfonos
• Computadoras Personales y Periféricos

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros eléctricos, ópticos y térmicos clave del dispositivo, tal como se definen en las tablas de Clasificaciones Absolutas Máximas y Características Electro-Ópticas.

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estas clasificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se garantiza la operación bajo o en estas condiciones.

• Corriente Directa Continua (I_F):25 mA. Esta es la corriente DC máxima que se puede aplicar continuamente al LED.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60 mA. Esta corriente más alta solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1 kHz), útil para multiplexación o para lograr un brillo más alto breve.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Disipación de Potencia (P_d):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +100°C (almacenamiento). Estos amplios rangos indican idoneidad para entornos industriales y automotrices.
• Temperatura de Soldadura:260°C durante 5 segundos. Esto define la tolerancia del perfil térmico de reflujo o soldadura manual.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos en una condición de prueba estándar de 25°C y una corriente directa de 20 mA.

• Intensidad Luminosa (I_v):100 mcd (Mín), 160 mcd (Típ). Esto cuantifica el brillo percibido de la luz roja profunda. La incertidumbre de medición es ±10%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):30° (Típ). Este ángulo de visión estrecho, característico de una lente no difusa o ligeramente difusa, produce un haz de luz más enfocado.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):650 nm (Típ). La longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):639 nm (Típ). La longitud de onda única percibida por el ojo humano, que define el color. La incertidumbre es ±1.0 nm.
• Voltaje Directo (V_F):2.0 V (Típ), 2.4 V (Máx) a I_F=20mA. Este bajo voltaje es típico para LEDs rojos AlGaInP. La incertidumbre de medición es ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):10 µA (Máx) a V_R=5V. Esto especifica la corriente de fuga máxima en estado apagado.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan una visión visual del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables, lo cual es crucial para el diseño de circuitos y la gestión térmica.

3.1 Distribución Espectral y Espacial

La curva deIntensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un ancho de banda espectral estrecho (Δλ ~20 nm) centrado alrededor de 650 nm, confirmando la pureza del color rojo profundo. La curva deDirectividadrepresenta visualmente el ángulo de visión de 30°, mostrando la distribución angular de la intensidad de la luz.

3.2 Relaciones Eléctricas y Térmicas

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Esta curva exponencial es fundamental para diseñar circuitos limitadores de corriente. El V_Ftípico de 2.0V a 20mA sirve como punto de diseño para el cálculo de la resistencia en serie: R = (V_fuente- V_F) / I_F.
• Intensidad Relativa vs. Corriente Directa:Esta curva demuestra que la salida de luz es aproximadamente lineal con la corriente en el rango de operación normal, permitiendo un atenuado simple del brillo mediante control de corriente.
• Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida luminosa a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta reducción térmica debe tenerse en cuenta en entornos de alta temperatura o diseños de alta potencia.
• Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Aunque no es una clasificación directa, esta curva, cuando se considera junto con el requisito de reducción, informa sobre la necesidad de reducir la corriente de operación a temperaturas ambiente elevadas para mantener la fiabilidad y prevenir una depreciación acelerada de los lúmenes.

4. Información Mecánica y de Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo es un LED redondo estándar de 5mm con una lente roja difusa. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros.
• El espaciado de terminales está en una cuadrícula de 0.1 pulgadas (2.54mm), compatible con placas de prototipado estándar.
• La altura de la brida (el borde en la base de la cúpula) debe ser inferior a 1.5mm para garantizar un asentamiento adecuado en un PCB.
• La tolerancia general para dimensiones es ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.

4.2 Identificación de Polaridad

El cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde del encapsulado del LED y/o por el terminal más corto. Se debe observar la polaridad correcta durante la instalación.

5. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para mantener la integridad y el rendimiento del dispositivo.

5.1 Formado de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Realice el formadoantes soldering.
• Evite tensionar el encapsulado. Los agujeros del PCB desalineados que causan tensión en los terminales pueden degradar la resina epoxi y el rendimiento del LED.
• Corte los terminales a temperatura ambiente.

5.2 Almacenamiento

• Almacene a ≤30°C y ≤70% HR. La vida útil en almacén es de 3 meses bajo estas condiciones.
• Para almacenamiento más prolongado (hasta 1 año), use un contenedor sellado con nitrógeno y desecante.
• Evite transiciones rápidas de temperatura en ambientes húmedos para prevenir condensación.

5.3 Proceso de Soldadura

Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 3mm desde la unión de soldadura hasta la bombilla de epoxi.

• Soldadura Manual:Temperatura de la punta del soldador ≤300°C (para un soldador máximo de 30W), tiempo de soldadura ≤3 segundos.
• Soldadura por Ola o por Inmersión:Precalentamiento ≤100°C (máx 60 seg), temperatura del baño de soldadura ≤260°C durante ≤5 segundos.
• Evite tensiones en los terminales durante las fases de alta temperatura.
• No suelde más de una vez (soldadura de una sola pasada).
• Permita que los LEDs se enfríen gradualmente a temperatura ambiente después de soldar; evite el enfriamiento rápido.

5.4 Limpieza

• Si es necesario, limpie solo con alcohol isopropílico a temperatura ambiente durante ≤1 minuto.
• Evite la limpieza ultrasónica. Si es absolutamente necesaria, se requiere una precalificación extensa para garantizar que no ocurra daño.

5.5 Gestión Térmica

Un diseño térmico adecuado es esencial. La corriente de operación debe reducirse apropiadamente a temperaturas ambiente más altas, como lo indica la curva de reducción. Un disipador de calor inadecuado puede conducir a una salida de luz reducida, cambio de color y una vida útil acortada.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificación de Empaquetado

El dispositivo se empaqueta para prevenir descargas electrostáticas (ESD) y daños por humedad:

• Embalaje Primario:Bolsas antiestáticas.
• Embalaje Secundario:Cartones internos que contienen múltiples bolsas.
• Embalaje Terciario:Cartones externos que contienen múltiples cartones internos.
• Cantidad de Empaquetado:Mínimo 200-500 piezas por bolsa. 5 bolsas por cartón interno. 10 cartones internos por cartón externo.

6.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas en el embalaje pueden incluir códigos para seguimiento y especificación:

• CPN:Número de Parte del Cliente.
• P/N:Número de Parte del Fabricante (ej., 333-2SDRD/S530-A3).
• QTY:Cantidad contenida.
• CAT / Ranks:Posiblemente indica clasificación de rendimiento (ej., grado de intensidad luminosa).
• HUE:Código de Longitud de Onda Dominante.
• LOT No:Número de lote de fabricación rastreable.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Diseño del Circuito

Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie. Calcule basándose en el V_Ftípico (2.0V) pero asegúrese de que el circuito pueda tolerar el V_Fmáximo (2.4V) sin exceder la corriente deseada. Por ejemplo, con una fuente de 5V y un objetivo I_Fde 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. Verifique la corriente al V_Fmáx: I = (5V - 2.4V) / 150 Ω ≈ 17.3 mA, lo cual es seguro.

7.2 Diseño del PCB

Asegúrese de que los agujeros estén alineados con precisión al espaciado de terminales de 2.54mm. Proporcione un espacio adecuado alrededor del cuerpo del LED para la distancia mínima de unión de soldadura de 3mm. Para indicadores vistos desde múltiples ángulos, considere el ángulo de visión de 30° al posicionar el LED en el ensamblaje.

7.3 Gestión Térmica en Arreglos

Cuando use múltiples LEDs en proximidad cercana o a corrientes de accionamiento altas, considere la generación de calor colectiva. Proporcione un espaciado adecuado, ventilación, o considere usar una corriente de accionamiento más baja para gestionar la temperatura de la unión y mantener un brillo y longevidad consistentes.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED rojo profundo, basado en tecnología AlGaInP, ofrece ventajas clave:

• vs. LEDs Rojos GaAsP Más Antiguos:Eficiencia luminosa significativamente mayor y salida más brillante para la misma corriente.
• vs. LEDs Difusos de Ángulo Amplio:El ángulo de visión de 30° proporciona un haz más dirigido, ideal para indicadores de panel donde la luz debe ser visible principalmente desde el frente, reduciendo la luz dispersa.
• vs. Rojo Estándar (~630nm):El color rojo más profundo (639-650nm) puede ser preferible para requisitos estéticos específicos, aplicaciones de sensores o donde se necesita diferenciación del rojo anaranjado.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Puedo alimentar este LED a 25mA de forma continua?

Sí, 25mA es la Corriente Directa Continua Absoluta Máxima. Sin embargo, para una longevidad y fiabilidad óptimas, es una práctica estándar operar por debajo de la clasificación máxima. Se recomienda alimentar a la corriente de prueba típica de 20mA.

9.2 ¿Por qué el ángulo de visión es solo de 30 grados?

El ángulo de visión de 30° es una característica de diseño de este LED específico, lograda a través de la forma de la lente y el nivel de difusión de la resina. Es adecuado para aplicaciones que requieren un haz de luz más enfocado en lugar de iluminación de área amplia.

9.3 ¿Cómo interpreto los valores "Típicos" en la hoja de datos?

Los valores "Típicos" representan el rendimiento promedio esperado del producto bajo condiciones especificadas. Las unidades individuales pueden variar dentro de los rangos Mín/Máx proporcionados. Siempre diseñe circuitos para que funcionen correctamente con la combinación de parámetros del peor caso (ej., V_FMín con límite de corriente Máx).

9.4 ¿Se requiere un disipador de calor?

Para operación a 20mA en condiciones ambientales típicas (<85°C), generalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para un solo LED debido a la baja disipación de potencia (~40mW). Sin embargo, la gestión térmica a través del área de cobre del PCB se vuelve importante en arreglos, altas temperaturas ambiente, o cuando se opera cerca de la corriente máxima.

10. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseñando un Indicador de Encendido para un Dispositivo.

1. Requisito:Un indicador rojo profundo brillante visible desde el frente de un panel.
2. Selección de Componente:Este LED es elegido por su alta intensidad típica (160mcd) y su ángulo de visión enfocado de 30°.
3. Diseño del Circuito:El dispositivo es alimentado por un riel de 3.3V. Se calcula una resistencia en serie: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω. Se selecciona el valor estándar más cercano de 68 Ω, resultando en I_F≈ (3.3V-2.0V)/68Ω ≈ 19.1 mA.
4. Implementación en PCB:Se utiliza una huella con espaciado de 2.54mm. El LED se coloca en el panel frontal con la lente sobresaliendo a través de un agujero de 5.2mm. Las almohadillas de soldadura se colocan asegurando que se mantenga la regla de distancia de 3mm desde el cuerpo del LED.
5. Ensamblaje:Los LEDs se sueldan manualmente usando un soldador con control de temperatura ajustado a 280°C, completando la unión de soldadura en menos de 3 segundos, muy por debajo de la bombilla.

11. Principio de Funcionamiento

Este es un diodo emisor de luz semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde los materiales tipo n y tipo p, respectivamente. En el chip de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio Galio Indio), estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlGaInP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda de luz roja profunda emitida (~650 nm). La resina epoxi roja difusa encapsula el chip, proporcionando protección mecánica, dando forma a la salida de luz (ángulo de visión de 30°), y difundiendo la luz para crear una apariencia uniforme.

12. Tendencias Tecnológicas

Si bien este LED through-hole de 5mm representa una tecnología de encapsulado madura y ampliamente utilizada, las tendencias más amplias de la industria LED continúan enfocándose en:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales apuntan a producir más lúmenes por vatio (mayor eficacia) a partir de AlGaInP y otros materiales semiconductores.
• Dominio de Dispositivos de Montaje Superficial (SMD):Para montaje automatizado de alto volumen, los encapsulados SMD (como 0603, 0805, 1206 y encapsulados LED especializados) han reemplazado en gran medida a los LEDs through-hole en nuevos diseños debido a su menor tamaño y menor costo de montaje.
• Consistencia de Color y Clasificación:Los procesos de fabricación continúan avanzando, permitiendo clasificaciones (agrupaciones) más estrechas de longitud de onda (color) e intensidad luminosa, dando a los diseñadores un rendimiento más predecible.
• Fiabilidad y Vida Útil:La investigación se centra en mejorar el mantenimiento de lúmenes (resistencia a la disminución de la salida de luz con el tiempo) y la longevidad, especialmente bajo condiciones de operación de alta temperatura y alta corriente.

El LED through-hole de 5mm sigue siendo un elemento básico para prototipos, proyectos de aficionados, fines educativos y aplicaciones donde se anticipa montaje o reemplazo manual, respaldado por su simplicidad, robustez y amplia disponibilidad.