Hoja de Datos de Lámpara LED Verde Difusa T-1 de 3mm - Diámetro del Encapsulado 3.0mm - Tensión Directa 2.6V - Disipación de Potencia 78mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED verde difusa de alta intensidad en un encapsulado pasante T-1 (diámetro de 3mm) muy popular. Diseñada para aplicaciones indicadoras de propósito general, este componente ofrece un amplio ángulo de visión y un rendimiento fiable en un factor de forma robusto y estándar de la industria. Cumple con las directivas RoHS, lo que indica que está libre de sustancias peligrosas como el plomo (Pb). El dispositivo se caracteriza por su intensidad luminosa mínima seleccionada, garantizando un nivel de brillo base para un rendimiento de aplicación consistente.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Valores Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. Superar estos valores puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (P_D):78 mW máximo. Esta es la potencia total que el dispositivo puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA máximo en condiciones de corriente continua (DC).
• Corriente Directa de Pico:90 mA máximo, permitida solo en condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1ms para evitar el sobrecalentamiento.
• Derating (Reducción de Carga):La corriente directa continua máxima 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 máximo. Aplicar una tensión inversa más alta puede provocar la ruptura de la unión del LED.
• Rango de Temperatura de Operación y Almacenamiento:-55°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de las Patillas:260°C durante un máximo de 5 segundos, medida en un punto a 2.0mm (0.078\") del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento típico se especifica a T_A=25°C. Todos los valores están sujetos a tolerancias de fabricación.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde 25 mcd (mínimo) hasta 85 mcd (máximo), con un valor típico de 38 mcd cuando se alimenta con una corriente directa (I_F) de 10mA. La medición utiliza un sensor/filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. Se debe aplicar una tolerancia de ±15% a los valores de intensidad garantizados.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):85 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el centro), característico de una lente difusa para una visibilidad de gran angular.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):565 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía desde 565 nm (mínimo) hasta 575 nm (máximo), con un valor típico de 570 nm. Esta es la longitud de onda única que el ojo humano percibe para definir el color, derivada del diagrama de cromaticidad CIE.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):30 nm (típico). Esto indica la pureza espectral o el ancho de banda de la luz verde emitida.
• Tensión Directa (V_F):2.6V máximo a I_F= 20mA, con un valor típico de 2.1V.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA máximo a V_R= 5V.
• Capacitancia (C):35 pF típico, medido a polarización cero (V_F=0) y una frecuencia de 1 MHz.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en "bins" (lotes) según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de una aplicación. Se proporcionan dos tablas de clasificación separadas, probablemente para diferentes sistemas de material semiconductor (AllnGaP para Amarillo/Verde e InGaN para Azul), correspondiendo esta pieza específica a la especificación verde relevante.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Para el material relevante, la intensidad se clasifica a I_F= 10mA. Los códigos de bin van desde 3Z (25-30 mcd) hasta D (65-85 mcd). La tolerancia para la precisión de medición es de ±15%.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda

La longitud de onda dominante se clasifica en pasos de 1-3 nm. Los códigos de bin van desde H05 (565.0-566.0 nm) hasta H09 (572.0-575.0 nm), con una tolerancia de medición de ±1 nm. Esto permite una selección precisa del color.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas (por ejemplo, intensidad luminosa relativa vs. corriente directa, tensión directa vs. temperatura, distribución espectral). Estos gráficos son esenciales para que los ingenieros de diseño comprendan comportamientos no lineales, como cómo cambian la salida de luz y la caída de tensión con la corriente de alimentación y la temperatura ambiente, permitiendo un diseño de circuito óptimo para eficiencia y longevidad.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo utiliza un encapsulado redondo estándar T-1 (diámetro de 3mm) con lente difusa. Las notas dimensionales clave incluyen: todas las dimensiones en mm (pulgadas), una tolerancia general de ±0.25mm, una protuberancia máxima de la resina bajo la brida de 1.0mm, y el espaciado de las patillas medido en el punto de salida del encapsulado.

5.2 Identificación de Polaridad

Para los LEDs de montaje pasante, el cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la lente, una patilla más corta u otra marca. El método de identificación específico debe verificarse en el dibujo del encapsulado referenciado en la hoja de datos.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Formado de Patillas

El doblado debe realizarse a temperatura ambiente, antes de soldar, en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. La base del marco de las patillas no debe usarse como punto de apoyo para evitar tensiones en la unión interna del chip semiconductor.

6.2 Proceso de Soldadura

Soldadura Manual (con Cautín):Temperatura máxima 300°C durante un máximo de 3 segundos por patilla.Soldadura por Ola:Precalentar a un máximo de 100°C durante hasta 60 segundos, seguido de una ola de soldadura a un máximo de 260°C durante hasta 5 segundos. Se debe mantener una distancia mínima de 3mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. Se debe evitar sumergir la lente en la soldadura para prevenir la absorción de la resina epoxi. Se indica explícitamente que el reflujo por IR no es adecuado para este producto de montaje pasante.

6.3 Almacenamiento y Limpieza

Para el almacenamiento, el ambiente no debe superar los 30°C o el 70% de humedad relativa. Los LEDs retirados del embalaje original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice un recipiente sellado con desecante. La limpieza debe realizarse con disolventes a base de alcohol como el alcohol isopropílico.

7. Información de Embalaje y Pedido

Las cantidades de embalaje estándar son 1000, 500, 200 o 100 piezas por bolsa antiestática. Diez bolsas se empaquetan por caja interior (total 5000 pzas). Ocho cajas interiores se empaquetan por caja de envío exterior (total 40,000 pzas). El último paquete en un lote de envío puede ser un paquete incompleto.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Uso Previsto y Precauciones

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios (oficina, comunicaciones, domésticos). No se recomienda para aplicaciones críticas para la seguridad (aviación, médicas, control de transporte) sin consulta previa, ya que una falla podría poner en peligro vidas o la salud.

8.2 Diseño del Circuito de Alimentación

Los LEDs son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LEDs en paralelo, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie concadaLED (Modelo de Circuito A). No se recomienda conectar LEDs directamente en paralelo (Modelo de Circuito B) debido a las variaciones en la tensión directa (V_F) individual, lo que causará una distribución desigual de la corriente y un brillo diferente.

8.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El LED es susceptible a daños por electricidad estática. Las medidas preventivas incluyen: usar pulseras y estaciones de trabajo conectadas a tierra, emplear sopladores de iones para neutralizar la estática en las superficies de la lente, y manipular los dispositivos en entornos seguros contra ESD.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Las principales ventajas de este dispositivo en su clase incluyen su alta intensidad para un encapsulado T-1 difuso, un amplio ángulo de visión de 85 grados para una gran visibilidad y el cumplimiento RoHS. La provisión de tablas de clasificación detalladas tanto para intensidad como para longitud de onda permite un control de diseño más estricto en comparación con alternativas no clasificadas o especificadas de manera imprecisa, lo cual es crucial para aplicaciones que requieren consistencia de color o brillo en múltiples indicadores.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda de pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda de pico (λ_P) es el punto de máxima potencia en el espectro de emisión. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única que el ojo humano percibe como el color, calculada a partir de las coordenadas de color. λ_des más relevante para aplicaciones de indicación de color.

P: ¿Puedo alimentar este LED a 30mA de forma continua?

R: Sí, pero solo a una temperatura ambiente de 50°C o inferior. Por encima de 50°C, la corriente debe reducirse en 0.4mA/°C. A 80°C, por ejemplo, la corriente continua máxima sería 30mA - (0.4mA * (80-50)) = 18mA.

P: ¿Por qué es necesaria una resistencia en serie para cada LED en paralelo?

R: La tensión directa (V_F) de los LEDs tiene una variación natural. Sin resistencias individuales, los LEDs con una V_Fligeramente más baja consumirán una corriente desproporcionadamente mayor, volviéndose más brillantes y potencialmente sobrecalentándose, mientras que aquellos con una V_Fmás alta serán tenues. La resistencia domina la regulación de corriente, minimizando el efecto de la variación de V_F differences.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel con 10 indicadores de estado verdes de brillo uniforme alimentados por una línea de 5V.

Pasos de Diseño:

1. Seleccionar LEDs del mismo bin de intensidad (por ejemplo, Bin B: 38-50 mcd) para consistencia.

2. Determinar la corriente de alimentación. Para un buen brillo y longevidad, elegir I_F= 10mA.

3. Calcular la resistencia en serie. Usando la V_Ftípica = 2.1V a 10mA: R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F= (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ω. Usar el valor estándar más cercano (por ejemplo, 300 Ω).

4. Calcular la potencia de la resistencia: P = I²* R = (0.01)²* 300 = 0.03W. Una resistencia estándar de 1/8W (0.125W) es suficiente.

5. Implementar: Usar diez circuitos idénticos, cada uno con un LED y una resistencia de 300Ω conectados entre la línea de 5V y tierra.

Este enfoque garantiza un brillo uniforme independientemente de las variaciones menores de V_Fentre los 10 LEDs.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un dispositivo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa que supera su umbral, los electrones y los huecos se recombinan en la unión, liberando energía en forma de fotones (luz). El color de la luz emitida está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado. En este caso, el sistema de material produce fotones en el espectro verde (~565-575 nm). La lente epoxi difusa dispersa la luz, creando el amplio ángulo de visión.

13. Tendencias Tecnológicas

La lámpara LED de montaje pasante sigue siendo un elemento básico para prototipos, kits educativos y aplicaciones que requieren montaje manual o alta fiabilidad en entornos adversos donde se prefiere la soldadura por ola. Sin embargo, la tendencia de la industria se inclina fuertemente hacia los encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) para la electrónica convencional debido a su menor tamaño, idoneidad para el montaje automatizado pick-and-place y los diseños de PCB de mayor densidad. Los avances continúan en materiales (mejorando la eficiencia y la gama de colores) y en el encapsulado (mejorando la gestión térmica para mayor potencia).