Hoja de Datos del LED 1003SYGD/S530-E2 - 3mm Redondo - 2.0V - 20mA - Amarillo Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 1003SYGD/S530-E2 es una lámpara LED de montaje pasante de alta luminosidad diseñada para aplicaciones de indicación de propósito general. Utiliza un chip de AlGaInP para producir una salida de luz amarillo-verde brillante. El dispositivo se caracteriza por su fiabilidad, robustez y cumplimiento de estándares medioambientales, ya que no contiene plomo y cumple con la directiva RoHS. Se suministra en un encapsulado difuso redondo estándar de 3mm con un color de resina verde que coincide con la luz emitida, mejorando el contraste y la visibilidad.

1.1 Ventajas Principales

• Alta Luminosidad:Específicamente diseñado para aplicaciones que requieren una mayor intensidad luminosa.
• Amplio Ángulo de Visión:Cuenta con un ángulo de media intensidad de 110 grados (2θ1/2), garantizando una buena visibilidad desde diversas perspectivas.
• Opción de Empaquetado:Disponible en cinta y carrete para procesos de montaje automatizado.
• Cumplimiento Medioambiental:El producto no contiene plomo y cumple con las directivas RoHS.
• Variedad de Colores:Forma parte de una serie disponible en diferentes colores e intensidades para adaptarse a diversas necesidades de diseño.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está dirigido principalmente a los mercados de electrónica de consumo y control industrial donde se requiere una indicación de estado fiable y de bajo coste. Sus aplicaciones típicas incluyen, entre otras:

• Indicadores de encendido y estado en televisores y monitores de ordenador.
• Retroiluminación para teclados y botones de función en teléfonos.
• Luces indicadoras en diversos periféricos y componentes internos de ordenadores.
• Indicadores de panel de propósito general en instrumentación y cuadros de control.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.

• Corriente Directa Continua (IF):25 mA. La corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua al LED.
• Corriente Directa de Pico (IFP):60 mA. Aplicable solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz) para lograr brevemente una mayor salida de luz.
• Voltaje Inverso (VR):5 V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Disipación de Potencia (Pd):60 mW. La potencia máxima que el encapsulado puede disipar, calculada como VF * IF.
• Temperatura de Funcionamiento y Almacenamiento:Rango de -40°C a +85°C y de -40°C a +100°C, respectivamente, definiendo los límites ambientales para un funcionamiento fiable y un almacenamiento sin operación.
• Temperatura de Soldadura (Tsol):260°C durante 5 segundos. Define el perfil térmico máximo que el LED puede soportar durante la soldadura por ola o manual.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de Ta=25°C e IF=20mA, proporcionando el rendimiento de referencia.

• Intensidad Luminosa (Iv):12.5 mcd (Típico). Esta es la salida de luz medida en la dirección frontal. El valor mínimo garantizado es de 6.3 mcd.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):110° (Típico). El rango angular donde la intensidad luminosa es al menos la mitad de la intensidad máxima. La lente difusa crea este patrón de visión amplio y uniforme.
• Longitud de Onda Dominante (λd):573 nm (Típico). El color percibido de la luz, que se encuentra en la región amarillo-verde del espectro.
• Longitud de Onda de Pico (λp):575 nm (Típico). La longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima.
• Voltaje Directo (VF):2.0 V (Típico), con un rango de 1.7V a 2.4V a 20mA. Este parámetro es crucial para el cálculo de la resistencia limitadora de corriente en el diseño del circuito.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a VR=5V. Indica la corriente de fuga cuando el LED está polarizado inversamente.

Nota sobre la Incertidumbre de Medición:La hoja de datos especifica tolerancias para mediciones clave: ±0.1V para VF, ±10% para Iv, y ±1.0nm para λd. Estas deben considerarse en aplicaciones de precisión.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características proporcionadas ofrecen información valiosa sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

3.1 Distribución Espectral y Directividad

Lacurva de Intensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un espectro de emisión de banda estrecha típico centrado alrededor de 575nm, característico de los materiales AlGaInP. Lacurva de Directividadconfirma visualmente el patrón de radiación amplio, similar al de Lambert, con un semiángulo de 110°.

3.2 Relación Corriente-Voltaje (I-V)

Lacurva de Corriente Directa vs. Voltaje Directoes exponencial, típica de un diodo. En el punto de operación recomendado de 20mA, el voltaje es aproximadamente 2.0V. Los diseñadores deben usar una resistencia en serie para establecer la corriente, ya que un pequeño cambio en el voltaje puede causar un gran cambio en la corriente.

3.3 Salida Óptica vs. Corriente de Conducción

Lacurva de Intensidad Relativa vs. Corriente Directaes generalmente lineal a corrientes bajas, pero puede mostrar signos de caída de eficiencia (aumento sub-lineal) a medida que la corriente se acerca al límite máximo, debido al aumento de los efectos térmicos.

3.4 Dependencia de la Temperatura

Lacurva de Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambientemuestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura. Esta es una propiedad fundamental de los LED. Lacurva de Corriente Directa vs. Temperatura Ambientea un voltaje constante demuestra que, para una resistencia en serie fija, la corriente disminuiría ligeramente con el aumento de la temperatura debido al coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED está alojado en un encapsulado difuso redondo estándar de 3mm. Las notas dimensionales clave de la hoja de datos incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (mm).
• La altura de la brida debe ser inferior a 1.5mm (0.059\").
• La tolerancia por defecto para dimensiones no especificadas es de ±0.25mm.
• El dibujo detallado con dimensiones en la hoja de datos especifica el espaciado de terminales, el diámetro de la lente, la altura total y las dimensiones de formación de terminales, críticas para el diseño de la huella en el PCB.

4.2 Identificación de Polaridad

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

5. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es esencial para mantener el rendimiento y la fiabilidad del LED.

5.1 Formado de Terminales

• La curvatura debe realizarse al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi para evitar tensiones en el encapsulado.
• Forme los terminalesantes soldering.
• Evite aplicar tensión al encapsulado. Corte los terminales a temperatura ambiente.
• Asegúrese de que los orificios del PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensiones de montaje.

5.2 Condiciones de Almacenamiento

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

5.3 Recomendaciones de Soldadura

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 de máx. 30W), tiempo de soldadura ≤3 segundos.
• Soldadura por Ola/Inmersión:Precalentamiento ≤100°C durante ≤60 segundos. Baño de soldadura a ≤260°C durante ≤5 segundos.
• Evite tensiones en los terminales durante las fases de alta temperatura. Limite la soldadura por inmersión/manual a un ciclo.
• Proteja el LED de golpes mecánicos hasta que se enfríe a temperatura ambiente después de la soldadura.
• Utilice la temperatura de soldadura más baja posible que logre una unión fiable.

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, califique previamente el proceso para asegurarse de que no se produzcan daños.

5.5 Gestión Térmica

Aunque este es un dispositivo de baja potencia, un diseño térmico adecuado sigue siendo importante para la fiabilidad a largo plazo, especialmente si se opera cerca de los límites máximos. La corriente debe reducirse apropiadamente a temperaturas ambiente más altas, haciendo referencia a las curvas de reducción si se proporcionan.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificación del Empaquetado

Los LED se empaquetan para garantizar protección contra descargas electrostáticas (ESD) y humedad.

• Embalaje Primario:200-500 piezas por bolsa antiestática.
• Embalaje Secundario:5 bolsas por cartón interior.
• Embalaje Terciario:10 cartones interiores por cartón maestro (exterior).

6.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas en el embalaje incluyen información como el Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Producción (P/N), Cantidad de Empaquetado (QTY), Categorías de Calidad (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE), Referencia (REF) y Número de Lote (LOT No.).

7. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

7.1 Diseño del Circuito

Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie con el LED. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es el voltaje de alimentación, VF es el voltaje directo del LED (use 2.0V típico o 2.4V máximo para un diseño conservador), e IF es la corriente directa deseada (ej., 20mA). Asegúrese de que la potencia nominal de la resistencia sea suficiente (P = (Vcc - VF) * IF).

7.2 Diseño del PCB

Siga las dimensiones recomendadas del encapsulado para el patrón de orificios. Asegure un espacio libre adecuado alrededor de la cúpula del LED para evitar interferencias mecánicas. Para diseños que requieren brillo uniforme en múltiples LED, considere la clasificación por voltaje directo e intensidad luminosa.

7.3 Vida Útil y Fiabilidad

La vida útil del LED se define típicamente como el punto donde la intensidad luminosa se degrada al 50% de su valor inicial (L70, L50). Operar el LED por debajo de sus límites absolutos máximos, especialmente en términos de corriente y temperatura, es el método principal para maximizar su vida operativa.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El 1003SYGD/S530-E2 se diferencia en el mercado de los LED de montaje pasante de 3mm a través de su combinación específica de atributos:

• Material:El uso del material semiconductor AlGaInP proporciona alta eficiencia en el rango del espectro amarillo-verde al rojo, en comparación con tecnologías más antiguas.
• Brillo vs. Ángulo de Visión:Ofrece un compromiso equilibrado entre una alta intensidad luminosa típica (12.5mcd) y un ángulo de visión muy amplio (110°), lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la visibilidad desde ángulos no frontales es importante.
• Enfoque Medioambiental:Su construcción sin plomo y conforme a RoHS se alinea con las regulaciones medioambientales modernas para productos electrónicos.

9. Preguntas Frecuentes (FAQs)

9.1 ¿Qué resistencia debo usar para una fuente de 5V?

Usando el VF típico de 2.0V y un IF objetivo de 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. La potencia disipada en la resistencia es (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W, por lo que una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) o 1/4W es adecuada. Para un diseño conservador usando VF(máx)=2.4V, R = (5V-2.4V)/0.02A = 130 Ω.

9.2 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 3.3V?

Sí. Usando VF(típ)=2.0V e IF=20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω. Verifique que la caída de voltaje en el LED (VF) sea menor que su voltaje de alimentación, incluso considerando el VF máximo de 2.4V (3.3V > 2.4V, por lo que es factible).

9.3 ¿Cómo afecta la temperatura al brillo?

A medida que aumenta la temperatura ambiente, la intensidad luminosa del LED disminuye. Esta es una característica física de las fuentes de luz semiconductoras. Para aplicaciones críticas donde se requiere un brillo constante en un rango de temperaturas, puede ser necesario un control por retroalimentación o compensación de temperatura.

9.4 ¿Es adecuado este LED para uso exterior?

El rango de temperatura de funcionamiento (-40°C a +85°C) permite su uso en muchos entornos exteriores. Sin embargo, el encapsulado no está específicamente clasificado para ser impermeable o tener alta resistencia a los UV. Para exposición directa al exterior, se requeriría protección ambiental adicional (recubrimiento conformado, carcasas selladas) para evitar la entrada de humedad y la degradación de la lente.

10. Ejemplo de Caso de Estudio de Diseño

Escenario:Diseño de un panel de indicadores de estado para un router de red con múltiples LED (Alimentación, LAN, WAN, Wi-Fi). El panel debe ser legible desde un ángulo amplio en un entorno de oficina típico.

Selección de Componentes:Se elige el 1003SYGD/S530-E2 por su amplio ángulo de visión de 110°, que garantiza la visibilidad desde varias posiciones del escritorio. El color amarillo-verde ofrece un alto contraste visual contra paneles negros o grises y es distinto de los indicadores rojos/verdes comunes.

Implementación del Circuito:Hay un riel de 3.3V disponible en el PCB principal del router. Se coloca una resistencia limitadora de corriente de 68 Ω (valor estándar cercano a los 65 Ω calculados) en serie con cada LED, estableciendo la corriente en aproximadamente 19mA, proporcionando un brillo suficiente mientras se mantiene muy por debajo del límite máximo de 25mA. Los LED se montan en una pequeña placa secundaria con el espaciado de terminales adecuado.

Resultado:Los indicadores proporcionan una iluminación clara y uniforme en el cono de visión requerido, con un funcionamiento fiable asegurado al adherirse a las pautas de soldadura y almacenamiento especificadas durante la fabricación.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de un proceso llamado electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones de la región tipo n se recombinan con los huecos de la región tipo p dentro de la capa activa (en este caso, hecha de AlGaInP). Esta recombinación libera energía en forma de fotones (partículas de luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por el ancho de banda prohibida del material semiconductor. Un ancho de banda prohibida más grande produce longitudes de onda más cortas (luz más azul), mientras que uno más estrecho produce longitudes de onda más largas (luz más roja). El sistema de material AlGaInP es particularmente eficiente para producir luz en el espectro amarillo, naranja y rojo. La lente de epoxi sirve para dar forma al haz de salida de luz y proteger el chip semiconductor.

12. Tendencias Tecnológicas

La tecnología LED de montaje pasante representada por este componente se considera una solución madura y bien establecida. Las tendencias actuales de la industria muestran un fuerte cambio hacia los LED de dispositivo de montaje superficial (SMD) para la mayoría de los nuevos diseños debido a su menor tamaño, idoneidad para el montaje automatizado pick-and-place y, a menudo, mejor rendimiento térmico. Sin embargo, los LED de montaje pasante como el tipo redondo de 3mm siguen siendo relevantes para aplicaciones que requieren mayor brillo en un solo punto, prototipado y reparación manual más fácil, robustez en entornos de alta vibración, o donde el montaje pasante proporciona una conexión mecánica más segura. La tecnología subyacente del material semiconductor (AlGaInP) continúa experimentando mejoras incrementales en eficiencia y vida útil.