Hoja de Datos Técnicos del LED Rojo T-1 3mm LTL42EKEKNN - Cuerpo 5mm - 2.4V - 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED roja de alto rendimiento y bajo consumo en un encapsulado pasante popular de diámetro T-1 (3mm). El dispositivo utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) como fuente de luz, encapsulado en una lente transparente. Está diseñado para montaje versátil en placas de circuito impreso (PCB) o paneles y es compatible con niveles de excitación de circuitos integrados (CI) debido a sus bajos requisitos de corriente. Las aplicaciones principales incluyen indicadores de estado, retroiluminación e iluminación de propósito general en electrónica de consumo, equipos de oficina y dispositivos de comunicación donde se necesita una indicación roja brillante y fiable.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

El dispositivo está clasificado para operar dentro de límites ambientales y eléctricos estrictos para garantizar la fiabilidad y prevenir fallos catastróficos. La disipación máxima de potencia es de 75 mW a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. La corriente directa continua no debe exceder los 30 mA de forma continua. Para operación pulsada, se permite una corriente directa de pico de 90 mA bajo condiciones específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 0.1 ms. El dispositivo puede soportar una tensión inversa de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación y almacenamiento se especifica de -40°C a +100°C. Para la soldadura, los terminales pueden someterse a 260°C durante un máximo de 5 segundos, siempre que el punto de soldadura esté al menos a 1.6mm (0.063\") del cuerpo del LED. Un factor crítico de reducción de 0.4 mA/°C se aplica a la corriente directa continua para temperaturas ambiente superiores a 50°C, lo que significa que la corriente continua permitida disminuye linealmente a medida que aumenta la temperatura.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a T_A=25°C y una corriente de operación (I_F) de 20 mA. La intensidad luminosa (I_V) tiene un valor típico de 880 milicandelas (mcd), con un mínimo de 310 mcd, lo que indica un posible binning. El ángulo de visión (2θ_1/2), definido como el ángulo total en el que la intensidad cae a la mitad de su valor axial, es de 22 grados, característico de un LED T-1 estándar con un haz estrecho. La longitud de onda de emisión pico (λ_P) es de 632 nm, mientras que la longitud de onda dominante (λ_d), que define el color percibido, es de 624 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 20 nm. La tensión directa (V_F) mide típicamente 2.4V, con un máximo de 2.4V a 20mA. La corriente inversa (I_R) es un máximo de 100 μA a 5V de polarización inversa, y la capacitancia de unión (C) es de 40 pF medida a polarización cero y 1 MHz.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto se clasifica según dos parámetros clave: intensidad luminosa y longitud de onda dominante. Este binning garantiza la consistencia dentro de un lote de producción y permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo o color.

3.1 Binning de Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en bins con una tolerancia del 15% en cada límite. Los bins referenciados para este producto son KL (310-520 mcd) y MN (520-880 mcd). Bins superiores como PQ (880-1500 mcd) y RS (1500-2500 mcd) se enumeran como referencia, indicando la capacidad de la plataforma tecnológica, aunque pueden no estar disponibles para este número de parte específico. El código de bin se marca en cada bolsa de empaque para trazabilidad.

3.2 Binning de Longitud de Onda Dominante

La longitud de onda dominante, que determina el tono preciso del rojo, se clasifica en pasos de aproximadamente 4nm con una tolerancia de ±1nm por bin. Los bins listados son H27 (613.5-617.0 nm), H28 (617.0-621.0 nm), H29 (621.0-625.0 nm), H30 (625.0-629.0 nm) y H31 (629.0-633.0 nm). El valor típico de 624 nm se encuentra dentro del bin H29.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Estas suelen incluir la relación entre la corriente directa (I_F) y la tensión directa (V_F), que muestra la característica exponencial I-V del diodo. Otra curva crucial representa la intensidad luminosa relativa frente a la temperatura ambiente, ilustrando el coeficiente de temperatura negativo de la salida de luz común en los LED: la salida disminuye a medida que aumenta la temperatura. Una tercera curva estándar muestra la intensidad luminosa relativa frente a la corriente directa, demostrando cómo la salida de luz aumenta con la corriente pero puede saturarse o degradarse a corrientes muy altas. La curva de distribución espectral mostraría la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrada alrededor del pico de 632 nm con el ancho medio declarado de 20 nm.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

El dispositivo cumple con las dimensiones estándar del encapsulado LED redondo T-1 (3mm). Las notas mecánicas clave incluyen: todas las dimensiones están en milímetros (con pulgadas entre paréntesis), con una tolerancia general de ±0.25mm (0.010\") a menos que se especifique lo contrario. La resina debajo de la brida puede sobresalir hasta 1.0mm (0.04\") como máximo. El espaciado de los terminales se mide en el punto donde estos emergen del cuerpo del encapsulado, lo cual es crítico para el diseño del PCB.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños. Los terminales deben formarse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED, sin usar la base del marco de los terminales como punto de apoyo. El formado debe realizarse a temperatura ambiente y antes de la soldadura. Durante el montaje en PCB, se debe usar una fuerza de sujeción mínima. Para la soldadura, se debe mantener una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. La lente nunca debe sumergirse en la soldadura. Las condiciones recomendadas son: para soldador de hierro, una temperatura máxima de 300°C durante no más de 3 segundos (una sola vez); para soldadura por ola, precalentar a un máximo de 100°C hasta 60 segundos, seguido de una ola de soldadura a un máximo de 260°C hasta 10 segundos. Se establece explícitamente que el reflujo por infrarrojos (IR) no es adecuado para este producto de tipo pasante. Una temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar fallos.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El empaquetado estándar es el siguiente: los LED se empaquetan en bolsas que contienen 1000, 500 o 250 piezas. Diez de estas bolsas se colocan en una caja interior, totalizando 10,000 piezas. Ocho cajas interiores se empaquetan en una caja de envío exterior, resultando en un total de 80,000 piezas por caja exterior. Se señala que dentro de un lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa. El número de parte específico es LTL42EKEKNN.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Diseño del Circuito de Excitación

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme cuando se conectan múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual (Modelo de Circuito A). Se desaconseja excitar múltiples LED en paralelo directamente desde una fuente de tensión común con una sola resistencia compartida (Modelo de Circuito B), ya que las ligeras variaciones en la característica de tensión directa (V_F) entre LED individuales causarán diferencias significativas en la corriente y, en consecuencia, en el brillo.

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

El dispositivo es susceptible a daños por descargas electrostáticas. Deben implementarse medidas preventivas en el entorno de manejo: los operadores deben usar pulseras o guantes antiestáticos conectados a tierra; todo el equipo, maquinaria y superficies de trabajo deben estar correctamente conectados a tierra; los estantes de almacenamiento deben ser conductivos y estar conectados a tierra. Se recomienda un soplador de iones para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico debido a la fricción durante el manejo.

8.3 Almacenamiento y Limpieza

Para el almacenamiento, el ambiente no debe exceder los 30°C o el 70% de humedad relativa. Los LED retirados de su empaque original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento a más largo plazo fuera del paquete original, deben mantenerse en un recipiente sellado con desecante o en un desecador de nitrógeno. Si es necesaria la limpieza, solo deben usarse solventes a base de alcohol como el alcohol isopropílico.

9. Precauciones y Límites de Aplicación

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en peligro la vida o la salud, como en aviación, transporte, sistemas médicos o dispositivos de seguridad, se requiere consulta y aprobación específica antes de su uso. Esto resalta la clasificación del componente para aplicaciones de grado comercial/industrial, no críticas automotrices o médicas.

10. Comparación y Posicionamiento Técnico

Este LED rojo basado en AlInGaP ofrece ventajas sobre tecnologías más antiguas como GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), principalmente en términos de mayor eficiencia luminosa y mejor rendimiento a temperaturas elevadas. El ángulo de visión de 22 grados es estándar para un encapsulado T-1 no difuso, proporcionando un haz dirigido adecuado para indicadores de panel. La tensión directa de ~2.4V es compatible con fuentes de lógica comunes de 3.3V y 5V, requiriendo solo una simple resistencia en serie para operar. Su clasificación de disipación de potencia de 75mW es típica para un dispositivo de este tamaño.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo excitar este LED directamente desde una fuente de 5V?

R: No. Debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una fuente de 5V, una V_Ftípica de 2.4V y una I_Fdeseada de 20mA, el valor de la resistencia sería R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Una resistencia estándar de 130 o 150 Ohmios sería adecuada.

P: ¿Por qué se especifica una intensidad luminosa mínima?

R: Debido a las variaciones de fabricación, la intensidad luminosa se clasifica en bins. Los valores mínimo (310 mcd) y típico (880 mcd) indican el rango. Los diseñadores deben usar el valor mínimo para los cálculos de brillo en el peor de los casos para garantizar que el indicador sea suficientemente visible bajo todas las condiciones.

P: ¿Qué significa el factor de reducción de 0.4 mA/°C?

R: Por cada grado Celsius que aumente la temperatura ambiente por encima de 50°C, la corriente directa continua máxima permitida disminuye en 0.4 mA. A 75°C, la reducción es (75-50)*0.4 = 10 mA, por lo que la I_Fmáxima permitida sería 30 mA - 10 mA = 20 mA.

12. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un panel indicador de estado con 10 LED rojos de brillo uniforme.El sistema utiliza una línea de 5V. Basándose en la hoja de datos: 1) Seleccionar LED del mismo bin de intensidad luminosa (ej. MN) para consistencia. 2) Calcular la resistencia en serie para cada LED: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. Usar una resistencia de 1/8W o 1/4W. 3) En el diseño del PCB, asegurar que los agujeros para los terminales del LED estén espaciados según la dimensión \"espaciado de terminales... donde los terminales emergen del encapsulado\". 4) Colocar las almohadillas de soldadura al menos a 2mm del contorno del cuerpo del LED. 5) Durante el montaje, instruir al personal para manejar los LED con precauciones ESD, formar los terminales (si es necesario) a >3mm del cuerpo y seguir el perfil de soldadura por ola especificado.

13. Introducción al Principio de Operación

La luz se emite a través de un proceso llamado electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial de unión del diodo (alrededor de 2.4V para este material AlInGaP), los electrones del semiconductor tipo n y los huecos del semiconductor tipo p se inyectan a través de la unión p-n. Estos portadores de carga se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación semiconductor AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, rojo aproximadamente a 624-632 nm. La lente epoxi transparente da forma al haz de salida de luz.

14. Tendencias y Contexto Tecnológico

Si bien los LED pasantes como este encapsulado T-1 siguen siendo ampliamente utilizados para prototipos, montaje manual y aplicaciones que requieren un montaje mecánico robusto, la tendencia de la industria se ha desplazado fuertemente hacia encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) (ej., tipos 0603, 0805, 1206 y PLCC) para producción automatizada de alto volumen. La tecnología AlInGaP representa una solución madura y eficiente para LED rojos, naranjas y amarillos, ofreciendo un rendimiento superior al antiguo GaAsP. El desarrollo actual se centra en aumentar la eficiencia (lúmenes por vatio), mejorar el rendimiento a alta temperatura y permitir encapsulados SMD cada vez más pequeños con mayor salida de luz. Este dispositivo se encuentra dentro de una categoría de producto bien establecida y fiable.