Hoja de Datos del LED Verde LTL816GE3T - Paquete T-1 - 2.6V - 52mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL816GE3T es un diodo emisor de luz (LED) verde diseñado para montaje pasante en placas de circuito impreso (PCB). Pertenece a la popular familia de paquetes T-1, ofreciendo un factor de forma estándar compatible con una amplia gama de aplicaciones que requieren indicación de estado o iluminación.

1.1 Ventajas Principales

Este LED ofrece varias ventajas clave para los diseñadores. Presenta un bajo consumo de energía y una alta eficiencia luminosa, lo que lo hace adecuado para aplicaciones sensibles al consumo energético. El dispositivo está construido con materiales libres de plomo y cumple plenamente con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas). Su tecnología de semiconductor AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) combinada con una lente transparente verde produce una salida de luz verde clara y brillante.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

El LTL816GE3T está diseñado para ofrecer flexibilidad en múltiples industrias. Sus aplicaciones principales incluyen indicadores de estado e iluminación de fondo en equipos de comunicación, ordenadores, electrónica de consumo, electrodomésticos y diversos sistemas de control industrial. El paquete T-1 estándar garantiza una fácil integración en diseños y procesos de fabricación existentes.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Comprender las características eléctricas y ópticas es crucial para un diseño de circuito fiable y la predicción del rendimiento.

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estas clasificaciones definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (TA) de 25°C.

• Disipación de Potencia (Pd):52 mW máximo. Esta es la potencia total que el dispositivo puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa en CC (IF):20 mA continua. Superar esta corriente puede causar sobrecalentamiento y degradación rápida.
• Corriente Directa Pico:60 mA máximo, pero solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10 μs). Esto es útil para destellos breves de alta intensidad.
• Derating:La corriente directa máxima en CC debe reducirse linealmente en 0.27 mA por cada grado Celsius por encima de 30°C. Por ejemplo, a 85°C, la corriente continua máxima permitida es significativamente inferior a 20 mA.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +85°C. El dispositivo está clasificado para operar en entornos hostiles.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante un máximo de 5 segundos, medido a una distancia de 1.6mm (0.063") del cuerpo del LED. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o manual.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos a TA=25°C y una corriente directa (IF) de 10 mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (Iv):Varía desde un mínimo de 12.6 mcd hasta un valor típico de 29 mcd, con un máximo de 110 mcd. La intensidad real se clasifica en bins (ver Sección 4). La medición utiliza un sensor/filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo CIE. Se aplica una tolerancia de prueba de ±15% al valor garantizado de Iv.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):35 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial (en el centro). Define la dispersión del haz del LED.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):568 nm (típico). Esta es la longitud de onda en el punto más alto del espectro de luz emitido.
• Longitud de Onda Dominante (λd):Varía de 563 nm a 573 nm (ver Tabla de Bins). Se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa el color percibido de la luz.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):30 nm (típico). Esto indica la pureza espectral; un valor más pequeño significa una luz más monocromática.
• Voltaje Directo (VF):2.1V (mínimo) a 2.6V (típico) a 10 mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su operación.
• Corriente Inversa (IR):10 μA máximo a un voltaje inverso (VR) de 5V.Importante:Este dispositivo no está diseñado para operación inversa; este parámetro es solo para fines de prueba.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins. El LTL816GE3T utiliza un sistema de clasificación bidimensional.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican según su intensidad luminosa medida a 10 mA. Los códigos de bin y sus rangos son los siguientes (tolerancia en cada límite de bin es ±15%):

• O1:60.0 - 110 mcd
• N1:40.0 - 60.0 mcd
• N2:29.0 - 40.0 mcd
• N3:19.0 - 29.0 mcd
• N4:12.6 - 19.0 mcd

El código de clasificación Iv está marcado en cada bolsa de empaque para trazabilidad.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LEDs también se clasifican por su longitud de onda dominante para controlar el tono preciso del verde. Los códigos de bin y rangos son los siguientes (tolerancia en cada límite de bin es ±1 nm):

• YG:571.0 - 573.0 nm
• PG:569.0 - 571.0 nm
• GG:567.0 - 569.0 nm
• GG1:565.0 - 567.0 nm
• GG2:563.0 - 565.0 nm

4. Información Mecánica y de Empaquetado

4.1 Dimensiones de Contorno

El LED cumple con el paquete radial con terminales estándar T-1 (3mm). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (pulgadas proporcionadas en el dibujo original).
• Se aplica una tolerancia estándar de ±0.25mm (.010") a menos que se especifique lo contrario.
• La resina debajo de la brida puede sobresalir hasta 1.0mm (.04") máximo.
• La separación de terminales se mide donde los terminales emergen del cuerpo del paquete.
• El terminal del ánodo (positivo) es típicamente el terminal más largo, lo cual es una práctica común en la industria para la identificación de polaridad.

4.2 Especificación de Empaquetado

Los LEDs se empaquetan para manejo automatizado y envío a granel:

• Unidad Básica:500, 200 o 100 piezas por bolsa de empaque antiestática.
• Cartón Interno:Contiene 10 bolsas de empaque, totalizando 5,000 piezas (cuando se usan bolsas de 500 piezas).
• Cartón Externo:Contiene 8 cartones internos, totalizando 40,000 piezas por cartón externo.
• Una nota especifica que en cada lote de envío, solo el paquete final puede no estar completo.

5. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es esencial para prevenir daños y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

5.1 Almacenamiento y Limpieza

Los LEDs deben almacenarse en un ambiente que no exceda los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran del empaque original, deben usarse dentro de los tres meses. Para almacenamiento más prolongado, use un contenedor sellado con desecante o en atmósfera de nitrógeno. La limpieza, si es necesaria, debe realizarse con solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.

5.2 Formado de Terminales y Montaje en PCB

Los terminales deben doblarse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. La base del marco de terminales no debe usarse como punto de apoyo. Todo el formado debe hacerse a temperatura ambiente yantesde la soldadura. Durante la inserción en el PCB, use la fuerza mínima de sujeción necesaria para evitar estrés mecánico en el paquete.

5.3 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse un espacio libre mínimo de 1.6mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. Se debe evitar sumergir la lente en la soldadura. No aplique tensión a los terminales durante la soldadura mientras el LED esté caliente.

Condiciones de Soldadura Recomendadas:

• Soldador de Hierro:Temperatura 350°C máx. Tiempo: 3 segundos máx. (una sola vez). Posición: No más cerca de 1.6mm de la base de la lente.
• Soldadura por Ola:Precalentamiento: 100°C máx. durante 60 segundos máx. Ola de Soldadura: 260°C máx. Tiempo de Soldadura: 5 segundos máx. Posición de Inmersión: No más bajo de 1.6mm desde la base de la lente.

Advertencia Crítica:Una temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar una falla catastrófica. La soldadura por reflujo infrarrojo (IR) esno adecuadapara este producto LED de tipo pasante.

6. Diseño de Aplicación y Método de Conducción

6.1 Diseño del Circuito de Conducción

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar un brillo uniforme cuando se usan múltiples LEDs en paralelo, serecomienda encarecidamenteusar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Circuito A). Esto compensa las variaciones menores en la característica de voltaje directo (Vf) entre LEDs individuales. No se recomienda usar una sola resistencia para múltiples LEDs en paralelo (Circuito B), ya que las diferencias en Vf causarán una variación significativa de brillo entre los LEDs.

6.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

La electricidad estática puede dañar la unión del semiconductor. Para prevenir daños por ESD:

• Los operadores deben usar pulseras conductoras o guantes antiestáticos.
• Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Use un soplador de iones para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la superficie de la lente de plástico debido a la fricción.
• Asegúrese de que el personal que trabaja en áreas protegidas contra estática esté debidamente capacitado y certificado en ESD.

7. Curvas de Rendimiento y Análisis

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para un análisis de diseño detallado. Estas curvas representan gráficamente la relación entre parámetros clave bajo condiciones variables.

7.1 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación no lineal entre la corriente que fluye a través del LED y el voltaje a través de él. Es crucial para seleccionar el valor de resistencia en serie apropiado para lograr la corriente de operación deseada a partir de un voltaje de suministro dado. La curva mostrará el voltaje típico de "rodilla" alrededor de 2V, después del cual la corriente aumenta rápidamente con un pequeño aumento en el voltaje.

7.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de conducción. Generalmente es lineal en un rango, pero se saturará a corrientes más altas debido a efectos térmicos y la caída de eficiencia. Esto ayuda a los diseñadores a equilibrar los requisitos de brillo con el consumo de energía y la generación de calor.

7.3 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para este LED verde AlInGaP, típicamente mostrará un pico estrecho centrado alrededor de 568 nm (longitud de onda pico) con un ancho medio característico de aproximadamente 30 nm, definiendo la pureza del color.

8. Comparación Técnica y Consideraciones de Diseño

8.1 Diferenciación de Otras Tecnologías

El uso de la tecnología AlInGaP para luz verde ofrece ventajas sobre tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Galio (GaP). Los LEDs AlInGaP generalmente proporcionan una mayor eficiencia luminosa y una mejor estabilidad térmica, lo que resulta en una salida de luz más brillante y consistente en todo el rango de temperatura de operación.

8.2 Consideraciones de Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (52mW máx.), la especificación de derating es crítica. En aplicaciones de alta temperatura ambiente o cuando se conduce a la corriente continua máxima, el límite de corriente efectivo disminuye. Los diseñadores deben calcular la temperatura real de la unión basándose en la temperatura ambiente, la corriente directa y la ruta de resistencia térmica a través de los terminales hacia el PCB para garantizar una operación fiable.

8.3 Diseño Óptico en la Aplicación

El ángulo de visión de 35 grados proporciona un haz razonablemente amplio, adecuado para indicadores de estado que deben ser visibles desde varios ángulos. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado o difuso, se pueden usar ópticas secundarias (lentes o guías de luz) junto con el LED. La lente transparente verde ofrece una buena saturación de color.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia en serie?

No.El voltaje directo tiene un rango (2.1V a 2.6V) y depende de la temperatura. Conectarlo directamente a una fuente de voltaje, incluso ligeramente por encima de su Vf, puede causar una subida incontrolada de corriente, excediendo la clasificación absoluta máxima y destruyendo el dispositivo. Una resistencia en serie es obligatoria para la regulación de corriente.

9.2 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Dominante?

Longitud de Onda Pico (λP)es la longitud de onda física en el punto más alto del espectro de emisión.Longitud de Onda Dominante (λd)es un valor calculado a partir de la colorimetría que representa el color percibido. Para una fuente monocromática como este LED verde, a menudo están cerca, pero λd es el parámetro más relevante para la especificación de color en aplicaciones.

9.3 ¿Por qué hay una tolerancia de ±15% en la intensidad luminosa?

Esta tolerancia da cuenta de las variaciones del sistema de medición y las variaciones menores de producción. El sistema de clasificación (N1, N2, etc.) se utiliza para proporcionar rangos garantizados de intensidad mínima y máxima para la consistencia de producción. Los diseñadores deben usar el valor mínimo del bin seleccionado para los cálculos de brillo en el peor caso.

9.4 ¿Puedo usar este LED para aplicaciones exteriores?

La hoja de datos indica que es adecuado para señales interiores y exteriores. El rango de temperatura de operación de -40°C a +85°C respalda el uso exterior. Sin embargo, para exposición exterior a largo plazo, se necesitan consideraciones de diseño adicionales, como protección contra la radiación UV (que puede degradar la lente de epoxi con el tiempo) y la entrada de humedad, que no están cubiertas en esta hoja de datos a nivel de componente.

10. Caso Práctico de Diseño

10.1 Diseño de un Panel de Indicadores de Estado

Considere un panel de control que requiere diez indicadores de estado verdes. La fuente de alimentación del sistema es de 5V DC. El objetivo es lograr una indicación brillante y uniforme.

1. Selección de Corriente:Elija una corriente de conducción de 10 mA, que está dentro del máximo de 20 mA y proporciona un buen brillo (típ. 29 mcd).
2. Cálculo de la Resistencia:Usando el Vf típico de 2.6V a 10 mA. Valor de resistencia R = (Vsuministro - Vf) / If = (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ω. Use el valor estándar más cercano (240 Ω o 220 Ω). Potencia nominal: P = I^2 * R = (0.01)^2 * 240 = 0.024W, por lo que una resistencia estándar de 1/8W o 1/10W es suficiente.
3. Topología del Circuito:Implementeel Circuito Ade la hoja de datos: una resistencia limitadora de corriente independiente para cada uno de los diez LEDs, todos conectados en paralelo a la línea de 5V. Esto garantiza un brillo uniforme incluso si el Vf de los LEDs individuales varía dentro del bin.
4. Diseño del PCB:Mantenga el espacio libre de soldadura de 1.6mm. Asegúrese de que el ánodo (terminal más largo) esté correctamente orientado en la serigrafía del PCB. Proporcione un área de cobre adecuada para la disipación de calor si opera en una temperatura ambiente alta.
5. Clasificación (Binning):Especifique un bin de intensidad estrecho (ej., N2 o N1) y un bin específico de longitud de onda dominante (ej., PG) en la orden de compra para garantizar la consistencia visual en los diez indicadores del panel.

11. Principio de Funcionamiento

El LTL816GE3T opera según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones de la capa de semiconductor AlInGaP tipo n se inyectan a través de la unión hacia la capa tipo p, y los huecos se inyectan en la dirección opuesta. Estos portadores de carga se recombinan en la región activa cerca de la unión. Una parte de la energía liberada durante este proceso de recombinación se emite como fotones (luz). La composición específica de la aleación de semiconductor AlInGaP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, verde. La lente de epoxi transparente sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz y mejorar la eficiencia de extracción de luz.

12. Tendencias Tecnológicas

Los LEDs de montaje pasante como el paquete T-1 siguen siendo ampliamente utilizados debido a su simplicidad, robustez y facilidad de montaje o reparación manual. Sin embargo, la tendencia más amplia de la industria es hacia paquetes de dispositivos de montaje superficial (SMD) para ensamblaje automatizado, mayor densidad y mejor rendimiento térmico. Para aplicaciones de indicación, los paquetes SMD más pequeños (ej., 0603, 0402) son cada vez más comunes. En términos de materiales, la tecnología AlInGaP para LEDs rojos, naranjas y amarillos/verdes es madura y ofrece alta eficiencia. Para el verde verdadero y el azul, el InGaN (Nitruro de Indio y Galio) es la tecnología dominante. Los futuros desarrollos en LEDs indicadores pasantes pueden centrarse en aumentar aún más la eficiencia (lúmenes por vatio) y mejorar la consistencia y estabilidad del color con la temperatura y la vida útil, aunque los cambios arquitectónicos importantes son más probables en paquetes SMD de alta potencia y grado de iluminación.