Hoja de Datos Técnica del LED Rectangular Ámbar-Amarillo LTL-6201KY - Tecnología AlInGaP - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL-6201KY es una fuente de luz de estado sólido diseñada como una pantalla en forma de barra rectangular. Su función principal es proporcionar un área de emisión grande, brillante y uniforme para aplicaciones que requieren indicadores visuales claros. El dispositivo está construido utilizando tecnología semiconductora avanzada de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), configurada específicamente para producir una salida de luz de color ámbar-amarillo. Esta tecnología, cultivada sobre un sustrato transparente de GaAs (Arseniuro de Galio), contribuye a su eficiencia y pureza de color. El producto está alojado en un encapsulado estándar de doble línea (DIP), lo que lo hace compatible con diversas técnicas de montaje, incluyendo montaje en panel y en leyendas, ampliando así su aplicabilidad en diferentes ensamblajes electrónicos e interfaces de usuario.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

El dispositivo ofrece varias ventajas clave que lo hacen adecuado para una gama de aplicaciones industriales, comerciales y de consumo. Su área emisora de luz grande y brillante garantiza una alta visibilidad, lo cual es crítico para indicadores de estado, retroiluminación de leyendas y paneles, e iluminación general en espacios confinados. El bajo requerimiento de potencia se alinea con los principios modernos de diseño de eficiencia energética, mientras que la excelente relación de contraste encendido/apagado asegura que el indicador sea claramente distinguible entre sus estados activo e inactivo. El amplio ángulo de visión es un beneficio significativo para aplicaciones donde el indicador puede ser visto desde varias posiciones, no solo de frente. La fiabilidad inherente de estado sólido de la tecnología LED significa que el dispositivo ofrece una larga vida operativa, resistencia a golpes y vibraciones, y un rendimiento consistente a lo largo del tiempo. Los mercados objetivo principales incluyen paneles de control industrial, instrumentación, electrónica de consumo, iluminación interior automotriz y cualquier aplicación que requiera una luz indicadora robusta, fiable y brillante.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de las especificaciones del dispositivo es esencial para una integración adecuada en un diseño de circuito. Los parámetros definen los límites operativos y el rendimiento esperado bajo condiciones específicas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No están destinados para operación normal.

• Disipación de Potencia por Chip:75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que puede disiparse como calor por cada chip LED individual dentro del encapsulado sin causar degradación.
• Corriente Directa de Pico por Chip:100 mA. Esta es la corriente directa instantánea máxima permitida, pero solo bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. Exceder esto, aunque sea brevemente, puede causar una falla catastrófica.
• Corriente Directa Continua por Chip:25 mA a 25°C. Esta es la corriente máxima recomendada para operación continua en CC. Se aplica un factor de reducción de 0.33 mA/°C para temperaturas ambiente (Ta) superiores a 25°C. Por ejemplo, a 50°C, la corriente continua máxima sería aproximadamente 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Voltaje Inverso por Chip:5 V. Aplicar un voltaje de polarización inversa que exceda este valor puede romper la unión PN del LED.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-35°C a +85°C. El dispositivo puede funcionar y almacenarse dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Temperatura de Soldadura:Máximo 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o reflujo para prevenir daños al encapsulado.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas (a Ta=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos bajo condiciones de prueba especificadas, proporcionando el comportamiento esperado durante la operación normal.

• Intensidad Luminosa Promedio (Iv):Mínimo 43 mcd, Típico 109 mcd a una corriente directa (IF) de 10 mA. Este parámetro está categorizado, lo que significa que los dispositivos se clasifican o agrupan en función de su salida de luz medida. Se mide utilizando un sensor y un filtro que imita la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λp):595 nm (nanómetros) a IF=20 mA. Esta es la longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm a IF=20 mA. Esto indica la pureza espectral o la dispersión de las longitudes de onda de la luz emitida. Un valor más pequeño indica una luz más monocromática (color puro).
• Longitud de Onda Dominante (λd):592 nm a IF=20 mA. Esta es la longitud de onda única que mejor representa el color percibido de la luz por el ojo humano, que para este dispositivo está en la región ámbar-amarilla.
• Voltaje Directo (VF):Mínimo 2.05 V, Típico 2.6 V a IF=20 mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED cuando conduce la corriente especificada. Es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 100 µA a un voltaje inverso (VR) de 5 V. Esta es la pequeña corriente de fuga que fluye cuando el dispositivo está polarizado inversamente en su valor máximo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos establece explícitamente que la intensidad luminosa está \"categorizada\". Esto se refiere a una práctica común de la industria conocida como binning. Durante la fabricación, existen variaciones naturales en el rendimiento de los dispositivos semiconductores. Para garantizar consistencia para el usuario final, los LEDs se prueban después de la producción y se clasifican en diferentes grupos, o \"bins\", basándose en parámetros clave. Para el LTL-6201KY, el parámetro principal de clasificación esIntensidad Luminosa (Iv). La hoja de datos proporciona un rango (43-109 mcd a 10mA), pero en producción, los dispositivos se agruparían en subrangos más estrechos (por ejemplo, 43-55 mcd, 56-70 mcd, etc.). Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes con un nivel de brillo conocido y consistente para su aplicación, lo cual es vital para productos que requieren una apariencia uniforme en múltiples indicadores. Aunque no se detalla explícitamente en esta breve hoja de datos, otros parámetros comunes de clasificación para LEDs de color pueden incluir el voltaje directo (VF) y la longitud de onda dominante (λd) para garantizar la consistencia del color.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque el extracto de la hoja de datos proporcionado menciona \"Curvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas\", los gráficos específicos no están incluidos en el texto. Típicamente, tales curvas para un LED como el LTL-6201KY incluirían:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Esta curva no lineal muestra la relación entre la corriente que fluye a través del LED y el voltaje a través del mismo. Es esencial para diseñar el circuito de accionamiento, ya que un pequeño cambio en el voltaje puede causar un gran cambio en la corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Este gráfico muestra cómo la salida de luz aumenta con el aumento de la corriente de accionamiento. Típicamente es lineal en un rango pero se satura a corrientes más altas, y una corriente excesiva conduce a una caída de eficiencia y un envejecimiento acelerado.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demuestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Temperaturas más altas generalmente reducen la salida de luz y pueden desplazar ligeramente la longitud de onda.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través del espectro de longitudes de onda, centrado alrededor de la longitud de onda pico de 595nm con un ancho medio definido.

Los diseñadores deben consultar la hoja de datos completa con estos gráficos para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas) y para optimizar el rendimiento y la fiabilidad.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Dibujo

El dispositivo utiliza un encapsulado rectangular de doble línea. El dibujo dimensional proporciona medidas críticas para el diseño del PCB (Placa de Circuito Impreso), incluyendo la longitud, anchura y altura total del encapsulado, el espaciado entre pines (paso), el diámetro de los pines y la posición de la ventana emisora de luz. La nota especifica que todas las dimensiones están en milímetros, con una tolerancia estándar de ±0.25 mm (0.01 pulgadas) a menos que se indique lo contrario. La adherencia precisa a estas dimensiones es necesaria para un ajuste adecuado en los recortes del panel y en el PCB.

5.2 Conexión de Pines e Identificación de Polaridad

El LTL-6201KY tiene 8 pines. La asignación de pines es la siguiente: 1-Cátodo A, 2-Ánodo A, 3-Ánodo B, 4-Cátodo B, 5-Cátodo D, 6-Ánodo D, 7-Ánodo C, 8-Cátodo C. Esta configuración sugiere que la barra rectangular contiene múltiples chips LED (probablemente cuatro, etiquetados A, B, C, D) dispuestos en un circuito específico. El diagrama de circuito interno, aunque no se detalla aquí, mostraría cómo estos ánodos y cátodos están conectados internamente. La polaridad correcta es primordial; conectar un LED en polarización inversa evitará que se encienda y, si se excede la clasificación de voltaje inverso, puede destruir el dispositivo. Es probable que el encapsulado tenga un marcador físico (una muesca, un punto o un borde biselado) para identificar el Pin 1.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

La sección de valores máximos absolutos proporciona el parámetro clave para la soldadura: la temperatura del cuerpo no debe exceder los 260°C durante más de 3 segundos. Esta es una clasificación estándar para muchos componentes de orificio pasante. Para soldadura por ola, la velocidad del transportador y la temperatura de precalentamiento deben controlarse para cumplir este límite. Para soldadura manual, se debe usar un soldador con control de temperatura, y el tiempo de contacto con el pin debe minimizarse. Se recomienda soldar a no menos de 1.6mm del cuerpo de plástico para evitar daños térmicos. Después de soldar, se debe permitir que el dispositivo se enfríe naturalmente. Se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo de ESD (Descarga Electroestática) durante todas las etapas de ensamblaje para prevenir daños a la sensible unión semiconductora.

7. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Paneles de Control Industrial:Indicadores de estado para maquinaria, encendido/apagado, alarmas de falla y selección de modo.
• Instrumentación:Retroiluminación para interruptores, escalas y cuadrantes en equipos de prueba.
• Electrónica de Consumo:Indicadores de potencia, luces de estado de función (por ejemplo, grabar, reproducir, silencio) en equipos de audio/video.
• Interiores Automotrices:Iluminación para interruptores del tablero, indicadores de cambio de marcha o iluminación general de la cabina (donde el color y el brillo sean adecuados).
• Leyendas y Paneles:Retroiluminación para etiquetas grabadas o impresas en paneles frontales, proporcionando una apariencia profesional e iluminada uniformemente.

7.2 Consideraciones Críticas de Diseño

• Limitación de Corriente:Un LED es un dispositivo accionado por corriente. Una resistencia limitadora de corriente en serie es obligatoria cuando se acciona desde una fuente de voltaje para establecer el punto de operación (por ejemplo, 10mA o 20mA según la hoja de datos) y prevenir la fuga térmica. El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente - VF_LED) / I_deseada.
• Gestión Térmica:Aunque es de baja potencia, se debe respetar la curva de reducción para la corriente continua. En entornos de alta temperatura ambiente o espacios cerrados, la corriente efectiva debe reducirse para evitar exceder los límites de temperatura de unión, lo que afecta la salida de luz y la vida útil.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión es beneficioso pero debe considerarse en el diseño mecánico. La luz puede derramarse en áreas adyacentes, lo que podría ser deseable o requerir guías de luz/bafles para controlar.
• Clasificación (Binning) para Consistencia:Para aplicaciones con múltiples indicadores, se recomienda especificar un rango estrecho de intensidad luminosa (bin) al proveedor para garantizar un brillo uniforme en todo el producto.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador principal del LTL-6201KY es su uso de la tecnologíaAlInGaPpara la luz ámbar-amarilla. En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs estándar de GaAsP (Fosfuro de Arseniuro de Galio), el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que significa más salida de luz para la misma potencia eléctrica de entrada. También proporciona una mejor estabilidad de color con la temperatura y a lo largo de la vida útil, y un color más saturado y puro debido a su ancho medio espectral más estrecho. El factor de forma de barra rectangular con un área emisora grande y el encapsulado DIP lo distinguen de LEDs alternativos más pequeños, de fuente puntual (como LEDs redondos de 3mm o 5mm) y de montaje superficial (SMD), ofreciendo un manejo más fácil para el ensamblaje de orificio pasante y una disipación de calor potencialmente mejor a través de sus pines más largos.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED a 30mA para obtener más brillo?

R: La clasificación máxima de corriente continua es de 25mA a 25°C. Operar a 30mA excede esta clasificación, lo que aumentará la temperatura de unión, reducirá la eficiencia y acortará significativamente la vida útil del dispositivo. No es recomendable.

P: El voltaje directo se lista como \"2.05V mín., 2.6V típ.\" ¿Qué valor debo usar para mi cálculo de circuito?

R: Para un diseño robusto, use el valor típico máximo (2.6V) para garantizar un margen de voltaje suficiente. Si usa el mínimo (2.05V) y obtiene un dispositivo con un VF más alto, su circuito puede no proporcionar suficiente corriente para lograr el brillo deseado.

P: ¿Qué significa \"categorizado para salida de luz\" para mi pedido?

R: Significa que puede solicitar dispositivos de un rango de brillo específico (bin). Si su aplicación requiere un brillo consistente en múltiples unidades, debe consultar el documento detallado de clasificación del proveedor y especificar el código de bin de Iv deseado al realizar el pedido.

P: ¿Puedo conectar los cuatro chips LED internos en serie?

R: Se necesita el diagrama de circuito interno para confirmar. La asignación de pines dada sugiere ánodos y cátodos independientes para los chips A, B, C, D. Esto típicamente permite un control individual o un cableado en varias combinaciones serie/paralelo, pero la configuración debe verificarse contra el diagrama para evitar cortocircuitos.

10. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel de estado para un router de red con cuatro luces indicadoras (Alimentación, Internet, Wi-Fi, Ethernet).

Se selecciona el LTL-6201KY por su luz ámbar brillante y uniforme y su amplio ángulo de visión. Hay un riel de alimentación de 5V disponible en el PCB. Apuntando a una corriente directa de 15mA (un compromiso entre brillo y consumo de energía), y usando un VF típico de 2.4V, se calcula el valor de la resistencia limitadora: R = (5V - 2.4V) / 0.015A = 173.3 Ohmios. Se elige una resistencia estándar de 180 Ohmios. Se construyen cuatro circuitos idénticos, uno para cada LED. Los LEDs se montan detrás de un panel frontal con leyendas grabadas con láser. Debido a que los LEDs están clasificados para intensidad consistente, los cuatro indicadores aparecen igualmente brillantes para el usuario. El amplio ángulo de visión garantiza que el estado sea visible incluso cuando el router se coloca en un estante bajo.

11. Introducción al Principio Tecnológico

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de un proceso llamado electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión PN del material semiconductor (en este caso, AlInGaP), los electrones de la región tipo N se recombinan con los huecos de la región tipo P en la zona de agotamiento. 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 intervalo de banda de energía del material semiconductor. El AlInGaP tiene un intervalo de banda que corresponde a la luz en las partes roja, naranja, ámbar y amarilla del espectro visible. El uso de un sustrato transparente de GaAs permite que más de la luz generada escape del chip, mejorando la eficiencia general de extracción de luz en comparación con sustratos absorbentes.

12. Tendencias de Desarrollo Tecnológico

La tendencia en la tecnología LED indicadora continúa hacia una mayor eficiencia, una mayor fiabilidad y un empaquetado más compacto. Si bien los encapsulados DIP de orificio pasante como el LTL-6201KY siguen siendo relevantes para ciertas aplicaciones que requieren un manejo de alta potencia o facilidad de ensamblaje manual, la industria se ha desplazado en gran medida hacia encapsulados de Dispositivo de Montaje Superficial (SMD) (por ejemplo, 0603, 0805, PLCC) para el ensamblaje automatizado de PCB, ahorrando espacio y costo. Para LEDs de color, la tecnología AlInGaP para rojo-ámbar-amarillo y la InGaN (Nitruro de Indio y Galio) para azul-verde-blanco se han vuelto dominantes debido a su rendimiento superior. Los desarrollos futuros pueden centrarse en una eficiencia aún mayor (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática para LEDs blancos y la integración de electrónica de control (como controladores de corriente constante) dentro del propio encapsulado LED (\"LEDs inteligentes\"). Sin embargo, los principios fundamentales de fiabilidad, especificaciones claras en las hojas de datos, y un diseño térmico y eléctrico adecuado permanecen constantes y son críticos para una implementación exitosa.