Hoja de Datos del LED Verde Difuso LTL307JGD - Carcasa T-1 3/4 - Tensión Directa 2.4V - Disipación de Potencia 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de un componente LED verde difuso diseñado para montaje a través de orificio (PTH). El dispositivo utiliza tecnología de semiconductor AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir luz verde. Se caracteriza por su popular diámetro de carcasa T-1 3/4, lo que lo convierte en una opción versátil para una amplia gama de aplicaciones de indicación e iluminación en placas de circuito impreso (PCB) o paneles.

Las ventajas principales de este componente incluyen una alta intensidad luminosa, bajo consumo de energía y alta eficiencia. Está diseñado para ser compatible con circuitos integrados (CI) debido a sus bajos requisitos de corriente. Además, el producto cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que indica que es un componente libre de plomo (Pb).

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Las especificaciones máximas absolutas definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas especificaciones se definen a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C y no deben excederse bajo ninguna condición de operación.

• Disipación de Potencia (P_D):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):60 mA. Esta es la corriente directa pulsada máxima permitida, especificada bajo un ciclo de trabajo de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1 ms.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima que el LED puede manejar.
• Derating:La corriente directa continua debe reducirse linealmente en 0.4 mA por cada grado Celsius por encima de los 50°C de temperatura ambiente.
• Tensión Inversa (V_R):5 V. Aplicar una tensión inversa que exceda este valor puede dañar la unión PN del LED.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +100°C. El rango de temperatura ambiente dentro del cual el dispositivo está diseñado para funcionar.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-55°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante 5 segundos, medida a 2.0 mm (0.078 pulgadas) del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Las características eléctricas y ópticas se miden a T_A=25°C y representan los parámetros de rendimiento típicos del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_V):65 mcd (Mín), 110 mcd (Típ) a una corriente directa (I_F) de 20 mA. La garantía incluye una tolerancia de ±15%. Este parámetro se mide utilizando un sensor y un filtro que se aproximan a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):50 grados (Típ). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el eje), característico de una lente difusa que dispersa la luz.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):575 nm (Típ). La longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):572 nm (Típ). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color del LED, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):11 nm (Típ). El ancho espectral de la luz emitida a la mitad de su potencia máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM).
• Tensión Directa (V_F):2.1 V (Mín), 2.4 V (Típ) a I_F= 20 mA.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (Máx) a una tensión inversa (V_R) de 5 V.
• Capacitancia (C):40 pF (Típ) medida a polarización cero (V_F=0) y una frecuencia de 1 MHz.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Los LED se clasifican en lotes (bins) según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción. Se definen dos criterios principales de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan por su intensidad luminosa medida a 20 mA. El código de lote, la tolerancia y el rango son los siguientes:

• Código D:65 mcd (Mín) a 85 mcd (Máx)
• Código E:85 mcd (Mín) a 110 mcd (Máx)
• Código F:110 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx)
• Código G:140 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)

Nota: La tolerancia en cada límite de lote es de ±15%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED también se clasifican por su longitud de onda dominante para controlar la consistencia del color. Los lotes se definen en pasos de 2 nm.

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

Nota: La tolerancia en cada límite de lote es de ±1 nm.El número de pieza específico LTL307JGD correspondería a una combinación específica de lotes de intensidad y longitud de onda.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, típicamente incluyen las siguientes gráficas esenciales para el análisis de diseño:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_Vvs. I_F):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, crucial para establecer la corriente de conducción para el brillo deseado.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa (V_Fvs. I_F):La curva característica I-V del diodo, importante para calcular los valores de la resistencia en serie y la disipación de potencia.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_A):Ilustra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión, destacando la importancia de la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en ~575 nm y el ancho espectral (FWHM) de ~11 nm.
• Patrón del Ángulo de Visión:Un gráfico polar que muestra la distribución angular de la intensidad de la luz, confirmando el ángulo de visión de 50 grados para la lente difusa.

Estas curvas permiten a los ingenieros predecir el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas) y son vitales para un diseño de circuito robusto.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones de la Carcasa

El dispositivo utiliza la carcasa redonda estándar de la industria T-1 3/4 (5mm) para montaje a través de orificio. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas entre paréntesis).
• Se aplica una tolerancia general de ±0.25mm (±0.010\") a menos que se especifique lo contrario.
• La protrusión máxima de la resina debajo de la brida es de 1.0mm (0.04\").
• La separación de los terminales se mide en el punto donde los terminales emergen del cuerpo del paquete de plástico.

El dibujo dimensional específico proporcionaría valores exactos para el diámetro del cuerpo, la altura de la lente, la longitud del terminal y el diámetro del terminal.

5.2 Identificación de Polaridad

Para los LED de montaje a través de orificio, la polaridad se indica típicamente por dos características: la longitud de los terminales y la estructura interna. El terminal más largo es el ánodo (positivo), y el terminal más corto es el cátodo (negativo). Además, muchos paquetes tienen un punto plano en el borde de la lente o un chaflán en el lado del cátodo de la brida. Se recomienda observar ambos indicadores para una orientación correcta.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es fundamental para prevenir daños durante el montaje.

6.1 Formado de Terminales

• El doblado debe realizarse en un punto al menos a 3 mm de la base de la lente del LED.
• La base del marco de los terminales no debe usarse como punto de apoyo.
• El formado de terminales debe hacerse a temperatura ambiente yantesdel proceso de soldadura.
• Durante la inserción en la PCB, utilice la fuerza mínima de sujeción necesaria para evitar imponer un estrés mecánico excesivo en los terminales o el paquete.

6.2 Proceso de Soldadura

• Mantenga una distancia mínima de 2 mm entre la base de la lente y el punto de soldadura. La lente nunca debe sumergirse en la soldadura.
• Evite aplicar cualquier estrés externo a los terminales mientras el LED está a temperatura elevada después de la soldadura.
• Condiciones de Soldadura Recomendadas:
  • Soldadura Manual (Con Cautín):Temperatura máxima 300°C, tiempo máximo 3 segundos por terminal (soldadura única solamente).
  • Soldadura por Ola:Temperatura máxima de precalentamiento 100°C hasta 60 segundos. Temperatura máxima de la ola de soldadura 260°C durante un máximo de 5 segundos.

Advertencia:Exceder estos límites de temperatura o tiempo puede causar deformación de la lente, falla del cable de unión interno o degradación del material epóxico, lo que lleva a una falla catastrófica del dispositivo.

6.3 Limpieza y Almacenamiento

• Limpieza:Si es necesario, limpie solo con solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.
• Almacenamiento:Para almacenamiento a largo plazo fuera del empaque original, almacene en un contenedor sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. El entorno de almacenamiento recomendado no excede los 30°C o el 70% de humedad relativa. Los componentes retirados de su empaque original deben usarse idealmente dentro de los tres meses.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El flujo de empaquetado estándar es el siguiente:

1. Unidad Básica:500 piezas o 250 piezas por bolsa de empaque antiestática.
2. Cartón Interno:10 bolsas de empaque se colocan en un cartón interno, totalizando 5,000 piezas.
3. Cartón Externo (Caja de Envío):8 cartones internos se empacan en un cartón externo, totalizando 40,000 piezas.

Una nota especifica que dentro de cualquier lote de envío dado, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa. El número de pieza LTL307JGD sigue un sistema de codificación específico del fabricante donde "LTL" probablemente denota la familia de productos, "307" puede indicar el color y el paquete, y "JGD" especifica los códigos de lote de rendimiento para intensidad luminosa y longitud de onda dominante.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED verde difuso es adecuado para una amplia gama de aplicaciones que requieren un indicador claro y visible, incluyendo pero no limitado a:

• Indicadores de estado de energía en electrónica de consumo, electrodomésticos y equipos industriales.
• Indicadores de señal y modo en dispositivos de comunicación, equipos de audio/video y paneles de control.
• Iluminación trasera para interruptores, leyendas y paneles pequeños.
• Luces indicadoras de propósito general en interiores automotrices, instrumentación y proyectos de aficionados.

La hoja de datos establece explícitamente que estos LED están destinados a equipos electrónicos ordinarios (equipos de oficina, equipos de comunicación, aplicaciones domésticas). Para aplicaciones que requieren una confiabilidad excepcional donde una falla podría poner en peligro la vida o la salud (aviación, dispositivos médicos, sistemas de seguridad), se requiere consultar con el fabricante antes de su uso.

8.2 Diseño del Circuito de Conducción

Los LED son dispositivos controlados por corriente. Una regla de diseño crítica es usar siempre una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED.

• Circuito Recomendado (Circuito A):Cada LED tiene su propia resistencia en serie dedicada. Esto garantiza un brillo uniforme al compensar la variación natural en la tensión directa (V_F) de un LED a otro, incluso cuando son del mismo tipo y lote.
• Circuito No Recomendado (Circuito B):Conectar múltiples LED en paralelo con una sola resistencia limitadora de corriente compartida. Pequeñas diferencias en las características I-V de cada LED harán que la corriente se divida de manera desigual, lo que lleva a diferencias significativas en el brillo entre los dispositivos.

El valor de la resistencia en serie (R_S) se calcula usando la Ley de Ohm: R_S= (V_Fuente- V_F) / I_F. Usando la V_Ftípica de 2.4V y una I_Fdeseada de 20 mA con una fuente de 5V: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. Una resistencia estándar de 130 Ω o 150 Ω sería apropiada, asegurando también que la potencia nominal sea suficiente (P = I²R ≈ 0.052W).

8.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es susceptible a daños por descargas electrostáticas. Las precauciones obligatorias incluyen:

• El personal debe usar pulseras conectadas a tierra o guantes antiestáticos al manipular los LED.
• Todo el equipo, mesas de trabajo y estantes de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Use ionizadores para neutralizar la carga estática que puede acumularse en la superficie de la lente de plástico debido a la fricción durante la manipulación.
• Mantenga una estación de trabajo segura contra estática con materiales certificados y supervise la capacitación/certificación de todo el personal.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Dentro de la categoría de LED verdes de 5mm para montaje a través de orificio, este dispositivo basado en AlInGaP ofrece ventajas distintivas:

• vs. LED Verdes Tradicionales de GaP:La tecnología AlInGaP típicamente ofrece una eficiencia e intensidad luminosa significativamente mayores en comparación con los LED verdes más antiguos de Fosfuro de Galio (GaP), lo que resulta en una salida más brillante a la misma corriente de conducción.
• vs. LED No Difusos (Transparentes):La lente difusa proporciona un ángulo de visión más amplio y uniforme (50° vs. un haz más estrecho para lentes transparentes), lo que la hace ideal para aplicaciones donde el indicador necesita ser visible desde una amplia gama de ángulos.
• vs. LED Súper Brillantes:Este dispositivo ocupa un segmento de rendimiento de rango medio. Ofrece un buen brillo (lotes de 65-180 mcd) adecuado para la mayoría de los propósitos de indicación sin los requisitos extremos de corriente de conducción o el costo de los LED de ultra alta brillantez, equilibrando eficazmente el rendimiento y el consumo de energía.
• Cumplimiento RoHS:Como producto libre de plomo, cumple con las regulaciones ambientales modernas para la fabricación electrónica, lo que es un diferenciador clave frente a componentes heredados no compatibles.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

1. P: ¿Qué resistencia debo usar con una fuente de 5V?
   
   R: Para una corriente directa típica de 20 mA y una V_Fde 2.4V, use una resistencia de 130 Ω. Siempre calcule en función de su tensión de fuente específica y la corriente deseada.
2. P: ¿Puedo conducir este LED directamente desde un pin de un microcontrolador?
   
   R: Sí, pero aún debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. El pin del microcontrolador actúa como la fuente de tensión. Asegúrese de que el pin pueda suministrar o absorber la corriente requerida de 20 mA.
3. P: ¿Por qué hay una tolerancia de ±15% en la intensidad luminosa incluso dentro de un lote?
   
   R: La fabricación de semiconductores tiene variaciones de proceso inherentes. La clasificación agrupa LED con rendimiento similar, pero un rango de tolerancia da cuenta de la precisión de medición y las pequeñas dispersiones de rendimiento dentro del grupo para garantizar un nivel mínimo de rendimiento.
4. P: ¿Qué sucede si excedo la corriente directa continua máxima absoluta de 30 mA?
   
   R: Exceder esta especificación aumenta la temperatura de la unión más allá de los límites seguros, lo que puede acelerar la degradación de la salida de luz (depreciación de lúmenes) y acortar significativamente la vida útil operativa, pudiendo causar una falla catastrófica inmediata.
5. P: ¿Qué tan crítica es la distancia de soldadura de 2 mm desde la lente?
   
   R: Muy crítica. El calor de la soldadura conducido por el terminal puede ablandar o derretir la lente epóxica, causando deformación o permitiendo la entrada de humedad, lo que dañará el LED.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Panel de Estado con Múltiples LED

Un ingeniero está diseñando un panel de control con cuatro indicadores de estado verdes. Usando un bus común de 5V, necesitan un brillo consistente.

Solución:Implemente el Circuito A recomendado. Use cuatro resistencias limitadoras de corriente idénticas, una en serie con cada LED LTL307JGD. Incluso si los LED provienen de diferentes lotes o tienen ligeras variaciones de V_F, las resistencias individuales regularán la corriente a través de cada una de forma independiente, asegurando que los cuatro indicadores tengan un brillo uniforme y coincidente. El ángulo de visión de 50° de la lente difusa asegura que el estado sea claramente visible para un operador parado frente o ligeramente al lado del panel. El diseñador debe asegurarse de que el diseño de la PCB mantenga la distancia mínima de 2 mm entre la almohadilla de soldadura y el cuerpo del LED y proporcione un espaciado adecuado para la disipación de calor, especialmente si los LED se van a conducir continuamente a o cerca de la corriente máxima.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en un diodo semiconductor. La región activa está compuesta de capas de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) crecidas sobre un sustrato. Cuando se aplica una tensión directa que excede el voltaje de encendido del diodo (~2.1V), los electrones y los huecos se inyectan en la región activa desde las capas semiconductoras tipo N y tipo P, respectivamente. Estos portadores de carga se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde a una longitud de onda dominante de ~572 nm. La lente epóxica difusa contiene partículas de dispersión que aleatorizan la dirección de los fotones emitidos, ampliando el haz en un ángulo de visión amplio en comparación con una lente transparente que produciría un haz más enfocado.

13. Tendencias de Desarrollo

La evolución de los LED indicadores como este sigue varias tendencias clave de la industria:

• Mayor Eficiencia:Las mejoras continuas en ciencia de materiales y crecimiento epitaxial continúan impulsando la eficacia luminosa (lúmenes por vatio) de AlInGaP y otras tecnologías LED, permitiendo una salida más brillante a corrientes más bajas o un consumo de energía reducido para el mismo brillo.
• Miniaturización:Si bien el paquete T-1 3/4 sigue siendo popular para aplicaciones de montaje a través de orificio, hay un fuerte cambio de mercado hacia paquetes de dispositivos de montaje superficial (SMD) (por ejemplo, 0603, 0402) para un ensamblaje de PCB de mayor densidad. Los componentes de montaje a través de orificio a menudo se conservan para prototipos, uso de aficionados o aplicaciones que requieren mayor robustez mecánica.
• Consistencia de Color y Clasificación:Los procesos de fabricación se están volviendo más precisos, lo que lleva a distribuciones de clasificación más estrechas. Algunas aplicaciones de alto volumen pueden demandar LED "pre-clasificados" o "emparejados" con tolerancias de longitud de onda e intensidad extremadamente estrechas.
• Integración:Existe una tendencia hacia la integración de la resistencia limitadora de corriente, el diodo de protección ESD o incluso un CI de control directamente en el paquete del LED, creando componentes LED "inteligentes" o "fáciles de conducir" que simplifican el diseño del circuito.
• Sostenibilidad:El impulso por el cumplimiento de RoHS y materiales libres de halógenos es ahora estándar. Las tendencias futuras pueden incluir un mayor uso de materiales reciclables en el empaquetado y una mayor reducción de otras sustancias peligrosas.