Hoja de Datos de LED Bicolor T-1 3/4 - Diámetro 5.0mm - Voltaje 2.0-2.6V - Potencia 75-120mW - Rojo/Verde - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un componente LED bicolor de orificio pasante, alojado en un encapsulado difuso estándar T-1 3/4 (5mm). El dispositivo integra dos chips semiconductores distintos en un solo encapsulado: uno que emite en el espectro rojo utilizando tecnología AllnGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), y otro que emite en el espectro verde utilizando tecnología GaP (Fosfuro de Galio). Este diseño permite generar dos colores desde un solo componente, lo cual es útil para indicadores de estado, señales de dos estados y pantallas multicolor simples. La lente difusa blanca proporciona un amplio ángulo de visión y una salida de luz suave y uniformemente dispersa. El producto está diseñado para aplicaciones de indicación de propósito general en electrónica de consumo, controles industriales e instrumentación.

1.1 Ventajas Principales

• Fuente de Color Dual:La integración de chips rojo y verde en un solo encapsulado ahorra espacio en la placa y simplifica el ensamblaje en comparación con el uso de dos LED separados.
• Salida Emparejada:Los chips son seleccionados y emparejados para proporcionar características de salida de luz uniformes, garantizando una apariencia consistente en la aplicación.
• Fiabilidad de Estado Sólido:Los LED ofrecen una larga vida operativa, típicamente superior a 50.000 horas, debido a la ausencia de filamentos o partes móviles.
• Bajo Consumo de Energía:Opera a corrientes bajas estándar (ej., 20mA), lo que lo hace energéticamente eficiente y adecuado para dispositivos alimentados por batería.
• Cumplimiento Ambiental:El producto se fabrica sin plomo y cumple con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Estas especificaciones definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites y debe evitarse para un rendimiento confiable.

• Disipación de Potencia (P_d):75 mW para el chip Rojo, 120 mW para el chip Verde. Esta es la cantidad máxima de potencia que el chip LED puede disipar como calor a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Exceder esto puede provocar sobrecalentamiento y degradación acelerada.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA para ambos colores. Esta es la corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico:90 mA para ambos colores, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esto permite destellos breves de alta intensidad.
• Factor de Reducción:0.4 mA/°C para ambos colores. Para temperaturas ambiente superiores a 50°C, la corriente continua máxima permitida debe reducirse linealmente por este factor para evitar el sobrecalentamiento.
• Voltaje Inverso (V_R):5 V. Aplicar un voltaje inverso superior a este puede causar ruptura de la unión.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-55°C a +100°C. El dispositivo puede almacenarse y operarse dentro de este rango completo.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo del LED. Esto define la ventana de proceso para soldadura manual o por ola.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a T_A=25°C e I_F=20mA, representando condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (I_v):Una medida clave del brillo percibido.
  • Rojo (AllnGaP):Típico 180 mcd, con un rango desde un mínimo de 110 mcd hasta un máximo de 310 mcd.
  • Verde (GaP):Típico 50 mcd, con un rango desde un mínimo de 30 mcd hasta un máximo de 85 mcd.
  • La garantía incluye una tolerancia de ±15% sobre estos valores.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Aproximadamente 30 grados para ambos colores. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor en el eje. La lente difusa crea esta característica de visión amplia.
• Voltaje Directo (V_F):La caída de voltaje a través del LED cuando está operando.
  • Rojo:Típico 2.4V (rango 2.0V - 2.4V).
  • Verde:Típico 2.6V (rango 2.1V - 2.6V).
  • La diferencia en V_Fse debe a las diferentes energías de banda prohibida de los materiales AllnGaP y GaP.
• Longitud de Onda:
  • Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_p):La longitud de onda a la cual la salida espectral es más fuerte. Rojo: ~650 nm. Verde: ~565 nm.
  • Longitud de Onda Dominante (λ_d):La longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color. Rojo: 634-644 nm. Verde: 563-580 nm.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):El ancho de banda de la luz emitida. Rojo: ~20 nm. Verde: ~30 nm. Un ancho medio más estrecho indica un color espectralmente más puro.
• Corriente Inversa (I_R):< 100 μA a V_R=5V. Esta es la pequeña corriente de fuga cuando el LED está polarizado inversamente.
• Capacitancia (C):Medida a polarización cero. Rojo: ~80 pF. Verde: ~35 pF. Este parámetro puede ser relevante en aplicaciones de conmutación de alta frecuencia.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para gestionar las variaciones naturales en el proceso de fabricación de semiconductores, los LED se clasifican en lotes de rendimiento. Esta parte utiliza un código de lote de dos caracteres (X-X) que representa el lote de intensidad luminosa para el chip Rojo y el chip Verde, respectivamente.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Lotes del Chip Rojo (AllnGaP):

F: 110 - 140 mcd

G: 140 - 180 mcd

H: 180 - 240 mcd

J: 240 - 310 mcd

Lotes del Chip Verde (GaP):

A: 30 - 38 mcd

B: 38 - 50 mcd

C: 50 - 65 mcd

D: 65 - 85 mcd

Ejemplo:Un código de lote \"H-B\" indica un chip Rojo del lote H (180-240 mcd) emparejado con un chip Verde del lote B (38-50 mcd). Los diseñadores pueden especificar lotes para garantizar la consistencia del brillo en múltiples unidades de un ensamblaje. Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de lote.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien se hace referencia a gráficos específicos en la hoja de datos (Fig.1, Fig.6), aquí se analizan sus implicaciones generales basadas en la física estándar de los LED.

4.1 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-V)

La salida de luz (I_v) es aproximadamente proporcional a la corriente directa (I_F) en un rango significativo. Operar por encima de los 20mA recomendados aumentará el brillo pero también generará más calor, reduciendo potencialmente la vida útil y cambiando el color. Operar por debajo de 20mA atenuará la salida. La relación es lineal solo dentro de ciertos límites; a corrientes muy altas, la eficiencia cae (disminución de la eficacia).

4.2 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura.

• Voltaje Directo (V_F):Disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Tiene un coeficiente de temperatura negativo menor.
• Intensidad Luminosa (I_v):Disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Las altas temperaturas ambientales o una corriente de excitación excesiva que provoque autocalentamiento reducirán la salida de luz. El factor de reducción (0.4 mA/°C por encima de 50°C) se aplica para gestionar este efecto térmico.
• Longitud de Onda:Las longitudes de onda pico y dominante típicamente se desplazan ligeramente (generalmente hacia longitudes de onda más largas) con el aumento de la temperatura.

4.3 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral referenciado (Fig.1) mostraría la potencia radiante relativa frente a la longitud de onda para cada chip. El chip Rojo AllnGaP típicamente exhibe un pico más estrecho y simétrico centrado alrededor de 650 nm. El chip Verde GaP tiene un pico más amplio alrededor de 565 nm. La longitud de onda dominante se calcula a partir de este espectro utilizando los estándares colorimétricos CIE para definir el tono percibido.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo utiliza un encapsulado radial con terminales estándar T-1 3/4 con una lente de epoxi difusa blanca. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas entre paréntesis).
• Se aplica una tolerancia estándar de ±0.25mm (±0.010\") a menos que se especifique lo contrario.
• La resina debajo de la brida puede sobresalir hasta 1.0mm máximo.
• La separación de terminales se mide en el punto donde los terminales salen del cuerpo del encapsulado, lo cual es crítico para el diseño de la huella en la PCB.

5.2 Identificación de Polaridad y Formado de Terminales

Típicamente, el terminal más largo denota el ánodo (lado positivo). Para un LED bicolor con dos ánodos y un cátodo común (o viceversa, dependiendo del circuito interno), el esquema interno de la hoja de datos definiría la asignación de pines. Durante el formado de terminales, la curvatura debe realizarse al menos a 3mm de la base de la lente para evitar estrés en el sellado. El formado debe realizarse a temperatura ambiente y antes del proceso de soldadura.

5.3 Sección Transversal y Materiales

El componente está construido con:

1. Armazón de Terminales:Aleación de hierro con baño de cobre y plata, acabado con baño de soldadura para mejorar la soldabilidad.
2. Adhesión del Chip:Pasta epoxi cargada con plata que une los chips semiconductores al armazón de terminales.
3. Chips LED:Dados separados de AllnGaP (Rojo) y GaP (Verde).
4. Hilo de Conexión:Hilo de oro que conecta la parte superior de los chips a los postes correspondientes del armazón de terminales.
5. Encapsulado:Resina epoxi con un endurecedor forma la lente difusa y proporciona protección ambiental.
6. Peso del Producto:Aproximadamente 0.36 gramos.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros del Proceso de Soldadura

Soldadura Manual (Cautín):

• Temperatura: 350°C - 400°C máximo.
• Tiempo: 3.0 segundos máximo por terminal.
• Distancia: Mantener al menos 2.0mm de separación desde la base de la lente hasta el punto de soldadura.

Soldadura por Ola:

• Temperatura de Precalentamiento: < 100°C máximo.
• Tiempo de Precalentamiento: < 60 segundos máximo.
• Temperatura de la Ola de Soldadura: < 260°C máximo.
• Tiempo de Contacto: < 5 segundos máximo.

Advertencia Crítica:Una temperatura o tiempo excesivos pueden derretir la lente de epoxi, causar deslaminación interna o destruir la unión semiconductora. Nunca sumerja la lente en soldadura.

6.2 Almacenamiento y Manipulación

• Condiciones de Almacenamiento:No debe exceder 30°C y 70% de humedad relativa.
• Vida Útil en Almacén:Una vez retirados de la bolsa original con barrera de humedad, los componentes deben usarse dentro de los tres meses.
• Almacenamiento a Largo Plazo:Para períodos prolongados fuera del empaque original, almacenar en un recipiente sellado con desecante o en una atmósfera de nitrógeno.
• Limpieza:Usar solo solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico (IPA). Evitar limpieza agresiva o ultrasónica que pueda estresar el encapsulado.

7. Información de Empaque y Pedido

7.1 Especificaciones de Empaque

Los componentes se empaquetan en bolsas antiestáticas para prevenir daños por descarga electrostática.

• Unidad Básica:500 piezas o 250 piezas por bolsa de empaque.
• Cartón Interno:Contiene 16 bolsas de empaque, totalizando 8.000 piezas.
• Cartón Externo (Caja de Envío):Contiene 8 cartones internos, totalizando 64.000 piezas.
• En cualquier lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.

7.2 Interpretación del Número de Parte

El número de parte LTL30EKDFGJ sigue un sistema de codificación interno. Si bien la lógica completa no se revela aquí, típicamente codifica atributos como tipo de encapsulado (T-1 3/4), color (Bicolor), estilo de lente (Difusa) y los códigos de lote de intensidad específicos (ej., \"J\" para Rojo, implícito por el contexto). El sufijo \"FGJ\" probablemente está relacionado con la clasificación de rendimiento.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED bicolor es ideal para aplicaciones que requieren indicación de dos estados desde un solo punto:

• Indicadores de Estado:Encendido (Verde) / En Espera (Rojo) o Normal (Verde) / Fallo (Rojo).
• Alarmas de Dos Estados:Advertencia (Rojo Intermitente) / Despejado (Verde).
• Pantallas Simples:Luces básicas de panel, retroiluminación para interruptores o leyendas donde se necesitan dos colores.
• Electrónica de Consumo:Estado de carga, indicadores de conectividad en routers, módems o equipos de audio.
• Controles Industriales:Indicadores de estado de máquina, señales de aprobado/no aprobado.

8.2 Consideraciones de Diseño de Circuito

La Excitación por Corriente es Esencial:Los LED son dispositivos excitados por corriente. El voltaje directo (V_F) tiene una tolerancia y varía con la temperatura. No se recomienda conectar LED directamente a una fuente de voltaje o en paralelo sin limitación de corriente individual, ya que pequeñas diferencias en V_Fcausarán un desequilibrio significativo en el reparto de corriente y el brillo.

Circuito Recomendado (Modelo A):Usar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada chip LED (o cada canal de color del LED bicolor). El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_suministro- V_F) / I_F. Por ejemplo, con un suministro de 5V, un LED Verde (V_F~2.6V) a 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Esto garantiza un brillo estable y emparejado.

Gestión del Calor:Si bien la disipación de potencia es baja, asegurar una ventilación adecuada si se usa en altas temperaturas ambientales o espacios cerrados. Adherirse a las pautas de reducción de corriente por encima de 50°C.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con el uso de dos LED monocromáticos discretos, esta solución bicolor integrada ofrece ventajas claras:

• Eficiencia de Espacio:Una huella de componente frente a dos.
• Simplicidad de Ensamblaje:Una operación de colocación y soldadura frente a dos, reduciendo costos y defectos potenciales.
• Alineación Óptica:Garantiza que las fuentes roja y verde estén ubicadas en el mismo punto, proporcionando un punto visual consistente.

En comparación con un LED tricolor (RGB), este dispositivo es más simple, a menudo tiene una mayor salida de luz por color debido a chips dedicados, y requiere menos líneas de control (2 ánodos vs. 3 para un RGB de cátodo común), lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde solo se necesitan dos estados distintos sin la complejidad de la mezcla de colores.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P1: ¿Puedo excitar este LED directamente desde un pin de un microcontrolador?

R: Depende de la capacidad de suministro/absorción de corriente del pin. La mayoría de los pines de MCU pueden suministrar/absorber hasta 20-25mA, lo que coincide con la corriente típica del LED. Sin embargo, DEBE incluir una resistencia en serie para limitar la corriente. Nunca conecte un LED directamente entre un pin del MCU y la alimentación o tierra.

P2: ¿Por qué los voltajes directos típicos son diferentes para el Rojo y el Verde?

R: El voltaje directo está determinado por la energía de banda prohibida del material semiconductor. El Fosfuro de Galio (GaP, Verde) tiene una banda prohibida más grande que el Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AllnGaP, Rojo), requiriendo un voltaje ligeramente mayor para \"encenderse\" y conducir corriente.

P3: ¿Qué significa el código de lote y necesito especificarlo?

R: El código de lote (ej., H-B) indica el rango garantizado de intensidad luminosa para los chips Rojo y Verde. Para aplicaciones donde la uniformidad del brillo en múltiples unidades es crítica (ej., un panel de indicadores idénticos), especificar un lote estrecho es importante. Para indicadores individuales no críticos, un rango de lote más amplio es aceptable.

P4: ¿Cómo identifico el ánodo y el cátodo para cada color?

R: La asignación de pines específica (ánodo común o cátodo común) está definida por el diagrama de circuito interno, que debe consultarse en la hoja de datos completa. Típicamente, para un LED bicolor de 3 pines, el pin del medio es el terminal común, y los dos pines exteriores son para los colores individuales.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

11.1 Indicador de Energía de Doble Estado

Escenario:Un dispositivo necesita un indicador para mostrar \"Energía de Red Presente\" (Verde) y \"Cargando Batería\" (Rojo).

Implementación:Usar el LED bicolor. Conectar el ánodo Verde a través de una resistencia a una línea regulada de 5V que esté activa cuando la energía de red esté encendida. Conectar el ánodo Rojo a través de una resistencia a una señal de control del circuito de carga que se active durante la carga. Usar un cátodo común conectado a tierra. Un transistor simple o una puerta lógica pueden excitar los ánodos si las señales de control son débiles.

11.2 Sistema de Alerta Simple de Dos Estados

Escenario:Un módulo sensor necesita una alerta visual: Verde fijo para \"Normal\"