Hoja de Datos del LED LTL1NHSJ4D - Paquete de 3.1mm de Diámetro - Ámbar Difuso - 2.1V Típico - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para una lámpara LED de alta eficiencia y montaje pasante. El dispositivo está diseñado para aplicaciones de indicación de propósito general que requieren una alta salida luminosa con bajo consumo de energía. Sus características principales incluyen un paquete compacto de 3.1mm de diámetro, compatibilidad con circuitos integrados debido a sus bajos requisitos de corriente y opciones de montaje versátiles en placas de circuito impreso o paneles. La fuente de luz utiliza tecnología AlInGaP para producir una salida de luz amarilla difusa de color ámbar.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo no debe operarse más allá de los siguientes límites para evitar daños permanentes. La disipación máxima de potencia es de 75 mW. La corriente directa máxima, aplicable en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms), es de 60 mA. La corriente continua directa máxima es de 20 mA. El dispositivo puede soportar una tensión inversa de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento se extiende de -40°C a +100°C. Para la soldadura, los terminales pueden someterse a una temperatura de 260°C durante un máximo de 5 segundos, medidos a 1.6mm del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas / Ópticas

Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. La intensidad luminosa (I_V) tiene un valor típico de 700 mcd a una corriente directa (I_F) de 20 mA, con un mínimo de 240 mcd y un máximo de 1150 mcd. El ángulo de visión (2θ_1/2) es de 25 grados. La longitud de onda de emisión pico (λ_P) es de 591 nm. La longitud de onda dominante (λ_d) oscila entre 586 nm y 594 nm, con un valor típico de 590 nm. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm. La tensión directa (V_F) es típicamente de 2.1 V a 20 mA, con un rango de 1.6 V a 2.6 V. La corriente inversa (I_R) es un máximo de 100 μA a una tensión inversa (V_R) de 5V. Es fundamental tener en cuenta que el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Los LED se clasifican en lotes según la intensidad luminosa y la longitud de onda dominante para garantizar consistencia en las aplicaciones. Los lotes de intensidad luminosa son: JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd) y NP (680-1150 mcd), cada uno con una tolerancia de ±15%. Los lotes de longitud de onda dominante son: H16 (586.0-588.0 nm), H17 (588.0-590.0 nm), H18 (590.0-592.0 nm) y H19 (592.0-594.0 nm), cada uno con una tolerancia de ±1 nm. El código de lote específico para intensidad está marcado en cada bolsa de empaque.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas medidas a 25°C de temperatura ambiente. Estas curvas representan visualmente la relación entre parámetros clave como corriente directa vs. tensión directa, intensidad luminosa vs. corriente directa y la distribución espectral de la luz emitida. Analizar estas curvas es esencial para comprender el comportamiento del dispositivo en diferentes condiciones de operación, predecir el rendimiento con corrientes no estándar y diseñar circuitos de excitación apropiados para lograr niveles de brillo deseados manteniendo la eficiencia y la longevidad.

5. Información Mecánica y de Empaque

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete redondo estándar de 3.1mm de diámetro diseñado para montaje pasante. Las tolerancias dimensionales clave son de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario. La resina debajo de la brida puede sobresalir o hundirse un máximo de 0.5mm. El espaciado de terminales se mide en el punto donde estos emergen del cuerpo del paquete. En la hoja de datos se proporcionan dibujos mecánicos detallados con todas las dimensiones críticas para un diseño de PCB preciso y una integración mecánica adecuada.

5.2 Especificación de Empaque

Los LED se suministran en bolsas de empaque que contienen 1000, 500, 200 o 100 unidades. Diez de estas bolsas se combinan en una caja interior, totalizando 10,000 unidades por caja interior. Para envíos más grandes, ocho cajas interiores se empaquetan en una caja exterior, resultando en un total de 80,000 unidades por caja exterior. Se señala que dentro de un lote de envío, solo el paquete final puede no ser una unidad de empaque completa.

6. Pautas de Soldadura y Ensamblaje

El manejo adecuado es crucial para la fiabilidad. Para el almacenamiento, el ambiente no debe superar los 30°C o el 70% de humedad relativa. Los LED retirados de su empaque original deben usarse dentro de los tres meses. Para la limpieza, solo se recomiendan disolventes a base de alcohol como el alcohol isopropílico. Durante el formado de terminales, las curvas deben realizarse al menos a 3mm de la base de la lente del LED, y la operación debe realizarse a temperatura ambiente antes de soldar. Al soldar, se debe mantener una distancia mínima de 2mm entre el punto de soldadura y la base de la lente. Las condiciones de soldadura recomendadas son: temperatura del soldador máxima 350°C durante máximo 3 segundos (una sola vez), o soldadura por ola con precalentamiento máximo 100°C durante máximo 60 segundos y temperatura de la ola de soldadura máxima 260°C durante máximo 5 segundos. El reflujo por infrarrojos (IR) no es adecuado para este producto LED de montaje pasante.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Método de Excitación

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED individual. No se aconseja utilizar una sola resistencia para un arreglo en paralelo (Circuito B en la hoja de datos), ya que ligeras variaciones en las características de tensión directa (V_F) de cada LED pueden conducir a diferencias significativas en el reparto de corriente y, en consecuencia, a una intensidad luminosa desigual.

7.2 Protección contra ESD (Descarga Electroestática)

Estos dispositivos son sensibles a las descargas electrostáticas. Para prevenir daños, el personal debe usar pulseras conductoras o guantes antiestáticos. Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra. Se sugiere un soplador de iones para neutralizar las cargas estáticas que puedan acumularse en la lente de plástico durante el manejo y almacenamiento.

7.3 Uso Previsto y Precauciones

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios en aplicaciones de oficina, comunicaciones y domésticas. No está diseñado para aplicaciones críticas para la seguridad donde una falla podría poner en peligro la vida o la salud (por ejemplo, aviación, dispositivos médicos, controles de transporte) sin consulta previa y calificación específica.

8. Comparación Técnica y Consideraciones de Diseño

En comparación con tecnologías más antiguas, el uso del material AlInGaP ofrece una mayor eficiencia y una salida de color más estable en el tiempo y con la temperatura. El paquete de 3.1mm es un estándar común de la industria, lo que garantiza la compatibilidad con las huellas de PCB y los cortes de panel existentes. La tensión directa típica de 2.1V a 20mA lo hace adecuado para ser excitado directamente desde fuentes lógicas de 3.3V o 5V con una simple resistencia en serie. Los diseñadores deben considerar cuidadosamente la disipación de calor, ya que exceder los valores máximos absolutos de potencia, corriente o temperatura degradará el rendimiento y acortará la vida útil. El ángulo de visión de 25 grados indica un haz relativamente enfocado, adecuado para aplicaciones de indicación de línea de visión directa.

9. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar con una fuente de 5V?

R: Usando la Ley de Ohm (R = (V_fuente- V_F) / I_F) y la V_Ftípica de 2.1V a 20mA, R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 Ohmios. Una resistencia estándar de 150 Ohmios es un punto de partida adecuado. Siempre verifique la corriente real en el circuito.

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

R: No. La corriente continua directa máxima absoluta es de 20 mA. Exceder esta especificación corre el riesgo de dañar permanentemente el dispositivo y viola las condiciones de operación especificadas.

P: La intensidad luminosa tiene un rango amplio (240-1150 mcd). ¿Cómo aseguro un brillo consistente?

R: Utilice el sistema de clasificación. Especifique el lote de intensidad luminosa requerido (JK, LM o NP) al realizar el pedido para obtener LED dentro de un rango de rendimiento más ajustado. El código del lote está marcado en la bolsa de empaque.

P: ¿Se necesita protección contra tensión inversa?

R: Si bien el dispositivo puede tolerar hasta 5V en inversa, no está diseñado para operación inversa. En circuitos donde es posible una tensión inversa (por ejemplo, acoplamiento AC, cargas inductivas), se recomienda protección externa, como un diodo en paralelo (cátodo a ánodo).

10. Caso Práctico de Aplicación

Considere diseñar un panel indicador de estado para un router de red con diez indicadores LED ámbar idénticos. Para garantizar un brillo uniforme, cada LED LTL1NHSJ4D debe ser excitado individualmente desde el pin GPIO del microcontrolador de 3.3V. Se coloca una resistencia en serie de aproximadamente 62 Ohmios ((3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 Ohmios, valor estándar más cercano 62 Ohmios) en la línea del ánodo de cada LED. Los LED se montan en el PCB con los terminales formados a 4mm del cuerpo para adaptarse al grosor del panel. Durante el ensamblaje, se siguen las precauciones contra ESD y la soldadura se realiza con un soldador de temperatura controlada ajustado a 320°C durante 2 segundos por unión. Al especificar el lote de intensidad LM (400-680 mcd), se logra una apariencia de brillo medio consistente en los diez indicadores.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en un diodo semiconductor. La región activa está compuesta de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Cuando se aplica una tensión directa, los electrones y los huecos se inyectan en la región activa donde se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda dominante de la luz emitida, en este caso, ámbar/amarilla. El material de la lente difusa dispersa la luz, creando un patrón de visión más amplio y uniforme en comparación con una lente transparente.

12. Tendencias de Desarrollo

La tendencia general en los LED indicadores continúa hacia una mayor eficiencia (más lúmenes por vatio), lo que permite la misma salida luminosa con corrientes de excitación más bajas, reduciendo el consumo de energía y la generación de calor. También hay un enfoque en mejorar la consistencia y estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil. Si bien los paquetes de montaje pasante siguen siendo populares para prototipos, ensamblaje manual y ciertas aplicaciones industriales, los paquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD) son cada vez más dominantes en la fabricación automatizada y de alto volumen debido a su tamaño más pequeño y perfil más bajo. La tecnología subyacente del material AlInGaP es madura y ofrece un rendimiento excelente para colores rojo, naranja y ámbar.