Hoja de Datos del LED LTL2V3WFK - Carcasa T-1 3/4 - Voltaje Directo 2.0V - Color Amarillo Naranja - 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 generales de indicación e iluminación donde se requiere un rendimiento fiable y una visibilidad clara. Utiliza tecnología de semiconductores de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una luz de color amarillo naranja. El producto se caracteriza por su popular diámetro de carcasa T-1 3/4, lo que lo hace compatible con una amplia gama de diseños de PCB estándar y recortes en paneles.

Las ventajas principales de este componente incluyen su alta intensidad luminosa, que garantiza una visibilidad brillante incluso en entornos bien iluminados, y su bajo consumo de energía, contribuyendo a un diseño de sistema eficiente. Está diseñado para un montaje versátil en placas de circuito impreso o directamente en paneles. El dispositivo también es compatible con circuitos integrados, presentando bajos requisitos de corriente que permiten su accionamiento directo desde muchas salidas de nivel lógico con una simple resistencia en serie.

El mercado objetivo para este LED abarca un amplio espectro de equipos electrónicos, incluyendo dispositivos de automatización de oficinas, equipos de comunicación, electrodomésticos y diversas aplicaciones domésticas. Su diseño prioriza un equilibrio entre rendimiento, fiabilidad y facilidad de integración.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura ambiente (T_A) de 25°C. La disipación de potencia continua máxima es de 120 mW. La corriente directa continua no debe exceder los 50 mA en condiciones normales de funcionamiento. Para operación pulsada, se permite una corriente directa 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 un voltaje inverso de hasta 5 V. El rango de temperatura de operación se especifica desde -40°C hasta +80°C, mientras que el rango de temperatura de almacenamiento es más amplio, desde -55°C hasta +100°C. Para la soldadura, los terminales pueden someterse a una temperatura de 260°C durante un máximo de 5 segundos, siempre que el punto de soldadura esté al menos a 2 mm (0.08 pulgadas) del cuerpo del LED.

Se aplica un factor de reducción (derating) de 0.75 mA/°C a la corriente directa continua a partir de los 40°C en adelante. Esto significa que a medida que la temperatura ambiente aumenta más allá de 40°C, la corriente continua máxima permitida debe reducirse linealmente para evitar el sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad a largo plazo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Las características eléctricas y ópticas son los parámetros clave de rendimiento en condiciones típicas de funcionamiento, también especificados a T_A=25°C.

Parámetros Ópticos:

• Intensidad Luminosa (I_V):Es la medida de la potencia percibida de la luz. El valor oscila entre un mínimo de 3200 mcd (mililumenes) y un valor típico de 9300 mcd cuando se alimenta con una corriente directa (I_F) de 20 mA. La medición se realiza utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva estándar de respuesta fotópica del ojo CIE. Se aplica una tolerancia de ±15% al valor garantizado de intensidad luminosa.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):Se define como el ángulo total en el que la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad medida en el eje central. Para este LED, el ángulo de visión es de 30 grados, lo que indica un haz relativamente enfocado, adecuado para indicación direccional.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_P):La longitud de onda a la cual la potencia óptica de salida es máxima. Se especifica como 611 nm.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Este parámetro define el color percibido del LED. Se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa la longitud de onda única que mejor coincide con el color. El valor oscila entre 600 nm y 610 nm.
• Ancho Medio Espectral (Δλ):El ancho de banda espectral medido a la mitad de la intensidad máxima (Ancho Total a Media Altura - FWHM). Es de 17 nm, lo cual es característico del espectro de emisión relativamente estrecho de los materiales AlInGaP.

Parámetros Eléctricos:

• Voltaje Directo (V_F):La caída de voltaje a través del LED cuando conduce. A I_F= 20 mA, el voltaje directo es típicamente de 2.0 V, con un rango desde 1.8 V (mín.) hasta 2.4 V (máx.). Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa (I_R):La pequeña corriente de fuga que fluye cuando se aplica un voltaje inverso. Es de 100 μA máximo cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Los LEDs se clasifican en lotes (bins) según parámetros ópticos clave para garantizar la consistencia dentro de un lote de producción y para requisitos de aplicación específicos.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en cuatro lotes, identificados por los códigos U, V, W y X. La clasificación se marca en cada bolsa de empaque.

• Lote U:3200 mcd (mín.) a 4200 mcd (máx.)
• Lote V:4200 mcd (mín.) a 5500 mcd (máx.)
• Lote W:5500 mcd (mín.) a 7200 mcd (máx.)
• Lote X:7200 mcd (mín.) a 9300 mcd (máx.)

Todas las mediciones se toman a I_F= 20 mA, con una tolerancia de ±15% para la precisión de medición.

3.2 Clasificación por Tono (Longitud de Onda Dominante)

El color, definido por la longitud de onda dominante, también se clasifica en lotes para controlar la consistencia del color. Los lotes se identifican como H23, H24 y H25.

• Lote H23:600.0 nm (mín.) a 603.0 nm (máx.)
• Lote H24:603.0 nm (mín.) a 606.5 nm (máx.)
• Lote H25:606.5 nm (mín.) a 610.0 nm (máx.)

La tolerancia para la precisión de medición es de ±1 nm. Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar LEDs con puntos de color muy específicos si su aplicación lo requiere.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas de rendimiento típicas, los datos gráficos específicos para parámetros como la corriente frente a la intensidad luminosa (curva I-V), la dependencia de la temperatura del voltaje directo y la curva de distribución espectral no se proporcionan en el extracto de texto. En una hoja de datos completa, estas curvas son críticas para el diseño.

Típicamente, para un LED AlInGaP como este, la curva I-V mostraría una relación exponencial entre la corriente y el voltaje una vez que se supera el voltaje de encendido (alrededor de 1.8-2.0V). La curva de intensidad luminosa es generalmente lineal con la corriente en el rango de operación normal (por ejemplo, hasta 20-30mA), después de lo cual la eficiencia puede disminuir debido al calentamiento. El voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo, lo que significa que disminuye ligeramente a medida que aumenta la temperatura de la unión. La curva de distribución espectral mostraría un solo pico centrado alrededor de 611 nm con el FWHM de 17 nm indicado, confirmando la salida de color amarillo naranja.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones y Tolerancias de la Carcasa

El LED está alojado en una carcasa estándar de diámetro T-1 3/4. Todas las dimensiones se proporcionan en milímetros, con pulgadas entre paréntesis. La tolerancia general para las dimensiones es de ±0.25 mm (±0.010") a menos que una nota específica indique lo contrario. Las notas mecánicas clave incluyen:

• La resina debajo de la brida puede sobresalir un máximo de 1.0 mm (0.04").
• La separación entre terminales se mide en el punto donde los terminales emergen del cuerpo del paquete.

El dibujo dimensional específico, que detallaría el diámetro del cuerpo, la forma de la lente, la longitud de los terminales y el diámetro de los terminales, se hace referencia pero no se describe en detalle en el texto proporcionado.

5.2 Identificación de Polaridad

Para los LEDs de montaje pasante, la polaridad suele indicarse por la longitud del terminal (el terminal más largo suele ser el ánodo, o terminal positivo) y a veces por un punto plano en el borde de la lente o una muesca en la brida. El método exacto para esta pieza específica debe verificarse en el componente físico o en el dibujo detallado del paquete.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es esencial para mantener la integridad y el rendimiento del dispositivo.

6.1 Formado de Terminales y Montaje en PCB

• El formado de terminales debe realizarseantesde la soldadura y a temperatura ambiente normal.
• La curvatura debe realizarse en un punto al menos a 3 mm de la base de la lente del LED. La base del marco de terminales en sí no debe usarse como punto de apoyo durante el doblado.
• Durante el montaje en PCB, utilice la fuerza mínima de sujeción necesaria para mantener el componente en su lugar, evitando tensiones mecánicas excesivas en los terminales o la carcasa.

6.2 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse una distancia mínima de 2 mm entre la base de la lente y el punto de soldadura. La lente nunca debe sumergirse en el estaño.

Condiciones de Soldadura Recomendadas:

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima de 300°C. El tiempo de soldadura no debe exceder los 3 segundos por terminal. Esto debe hacerse solo una vez.
• Soldadura por Ola:
  • Temperatura de precalentamiento: Máximo 100°C.
  • Tiempo de precalentamiento: Máximo 60 segundos.
  • Temperatura de la ola de soldadura: Máximo 260°C.
  • Tiempo de soldadura: Máximo 5 segundos.

Nota Importante:La soldadura por reflujo infrarrojo (IR) se indica explícitamente comono adecuadapara este producto de lámpara LED de tipo pasante. Una temperatura o tiempo de soldadura excesivos pueden causar deformación de la lente o fallo catastrófico del LED.

6.3 Limpieza

Si es necesaria la limpieza, solo deben usarse disolventes a base de alcohol, como alcohol isopropílico.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Embalaje

Los LEDs se empaquetan en la siguiente jerarquía:

• Bolsa de Empaque:Contiene 1000, 500 o 250 piezas.
• Cartón Interno:Contiene 8 bolsas de empaque, totalizando 8000 piezas.
• Cartón Externo (Caja de Envío):Contiene 8 cartones internos, totalizando 64,000 piezas.

Una nota especifica que en cada lote de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.

7.2 Número de Parte y Etiquetado

El número de parte principal para este dispositivo esLTL2V3WFK. El código del lote de intensidad luminosa (U, V, W, X) se marca en cada bolsa de empaque individual, permitiendo la trazabilidad y selección de grados de brillo específicos.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al accionar múltiples LEDs, especialmente en paralelo, se recomienda encarecidamente utilizar una resistencia limitadora de corriente dedicada en serie con cada LED (Modelo de Circuito A).

Se desaconseja conectar LEDs directamente en paralelo sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B). Debido a las variaciones naturales en la característica de voltaje directo (V_F) de un LED a otro, la corriente, y por lo tanto el brillo, no se distribuirá uniformemente. El LED con el V_Fmás bajo consumirá más corriente y parecerá más brillante, lo que podría llevar a un fallo prematuro, mientras que otros pueden estar tenues.

El valor de la resistencia en serie (R_s) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_{de alimentación}- V_F) / I_F. Usando el V_Ftípico de 2.0V y una I_Fdeseada de 20mA con una alimentación de 5V, la resistencia sería (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. Un valor estándar como 150 Ω o 180 Ω sería apropiado, considerando el rango mínimo/máximo de V_Fpara garantizar que la corriente se mantenga dentro de límites seguros.

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LEDs son sensibles a las descargas electrostáticas. Para prevenir daños por ESD durante el manejo y montaje:

• Los operadores deben usar una pulsera conductora o guantes antiestáticos.
• Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Se puede usar un ionizador (soplador de iones) para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.

8.3 Condiciones de Almacenamiento

Para un almacenamiento prolongado fuera del embalaje original, se recomienda almacenar los LEDs en un recipiente sellado con desecante o en un ambiente de nitrógeno. Si se retiran del embalaje original, idealmente los LEDs deben usarse dentro de los tres meses. El entorno de almacenamiento recomendado no debe exceder los 30°C y el 70% de humedad relativa.

9. Comparativa Técnica y Consideraciones de Diseño

En comparación con tecnologías más antiguas como GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), este LED AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en una salida mucho más brillante para la misma corriente de accionamiento. El ángulo de visión de 30 grados proporciona un haz más enfocado en comparación con los LEDs de ángulo amplio o difusos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la luz necesita ser dirigida, como en indicadores de panel vistos desde un ángulo específico.

El voltaje directo de ~2.0V es más bajo que el de los LEDs azules o blancos de InGaN (típicamente ~3.0V+), lo que puede ser ventajoso en sistemas de bajo voltaje. Los diseñadores deben considerar cuidadosamente la disipación de calor, especialmente cuando operan cerca de la corriente máxima nominal o en temperaturas ambientales elevadas, utilizando la curva de reducción proporcionada.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo accionar este LED directamente desde un pin de microcontrolador de 3.3V?

R: Posiblemente, pero una resistencia en serie sigue siendo obligatoria. Calcule el valor de la resistencia en función del voltaje de salida del pin (probablemente 3.3V), el V_Fdel LED (~2.0V) y la corriente deseada (por ejemplo, 10-20mA). Asegúrese de que el pin del microcontrolador pueda suministrar la corriente requerida.

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

R: La Longitud de Onda Pico (λ_P=611 nm) es el punto físico de mayor potencia en el espectro de emisión. La Longitud de Onda Dominante (λ_d=600-610 nm) es un valor calculado que define el color percibido por el ojo humano, basado en las funciones de correspondencia de color CIE. A menudo son cercanas pero no idénticas.

P: ¿Por qué un ángulo de visión de 30 grados se especifica como 2θ_1/2?

? R: El símbolo 2θ_1/2denota el ángulo de visióntotal. El semiángulo (θ_1/2) es de 15 grados fuera del eje, donde la intensidad cae al 50%. Por lo tanto, el ángulo total entre los dos puntos de intensidad del 50% es de 30 grados.

P: ¿Puedo usarlo para un dispositivo alimentado por batería?

R: Sí, su bajo V_Fy su capacidad para operar con corrientes tan bajas como unos pocos miliamperios (con brillo reducido) lo hacen adecuado para aplicaciones alimentadas por batería. Incluya siempre una resistencia en serie para controlar la corriente.

11. Ejemplo Práctico de Aplicación

Escenario: Diseñar un panel de indicadores de múltiples estados para un equipo de prueba.

El panel requiere cuatro indicadores amarillo naranja distintos para "Encendido", "En Espera", "Prueba en Progreso" y "Fallo". Un brillo uniforme es crítico para una apariencia profesional.

Pasos de Diseño:

1. Selección de Componentes:Especificar el LED LTL2V3WFK y solicitar componentes del mismo lote de intensidad luminosa (por ejemplo, todos del Lote W) para minimizar la variación de brillo.
2. Diseño del Circuito:El sistema utiliza una línea de 5V. Para cada LED, coloque una resistencia de 150 Ω, 1/4W en serie. Cálculo: (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω. Disipación de potencia en la resistencia: (0.02A)^2 * 150Ω = 0.06W, muy por debajo de la potencia nominal.
3. Diseño del PCB:Asegúrese de que los orificios para los terminales del LED estén espaciados según la dimensión de separación de terminales de la hoja de datos. Incluya un contorno en serigrafía que muestre la polaridad (por ejemplo, un lado plano o "+" para el ánodo).
4. Montaje:Durante el montaje manual, doble los terminales con cuidado a >3mm del cuerpo. Utilice un soldador de temperatura controlada ajustado a 280°C, aplicando calor durante menos de 3 segundos por unión.
5. Circuito de Accionamiento:Conecte cada par LED-resistencia a un pin de salida digital separado de un microcontrolador. Activar el pin a nivel ALTO (5V) iluminará el LED con ~20mA.

Este enfoque garantiza un funcionamiento fiable, consistente y duradero de todas las luces indicadoras.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED funciona según el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. La región activa está compuesta de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). Cuando se aplica un voltaje directo que excede el potencial de barrera de la unión (aproximadamente 1.8-2.4V), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Aquí, se recombinan, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, lo que dicta directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida, en este caso, en el espectro amarillo naranja alrededor de 611 nm. La lente de epoxi sirve para proteger el chip semiconductor, dar forma al haz de salida de luz (ángulo de visión de 30 grados) y, en esta versión "difusa", también dispersa la luz para reducir el deslumbramiento y crear una apariencia más uniforme cuando se ve directamente.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

Los LEDs de montaje pasante como el paquete T-1 3/4 siguen siendo ampliamente utilizados en aplicaciones donde el montaje manual, la alta fiabilidad en entornos hostiles o el fácil reemplazo en campo son prioridades. Sin embargo, la tendencia más amplia de la industria se dirige fuertemente hacia paquetes de dispositivos de montaje superficial (SMD) (por ejemplo, 0603, 0805, 2835) para el montaje automatizado, mayor densidad y mejor gestión térmica.

En términos de materiales, la tecnología AlInGaP representa una solución madura y altamente eficiente para colores rojo, naranja, ámbar y amarillo. En gran medida ha reemplazado a tecnologías más antiguas y menos eficientes como GaAsP. Para colores como azul, verde y blanco, InGaN (Nitruro de Indio y Galio) es el sistema de material dominante. El desarrollo continuo se centra en aumentar la eficacia luminosa (lúmenes por vatio), mejorar la consistencia y estabilidad del color con la temperatura y a lo largo de la vida útil, y permitir mayores densidades de potencia en paquetes más pequeños. Si bien esta hoja de datos representa un componente estándar y fiable, los productos más nuevos pueden ofrecer mayor brillo en paquetes similares o el mismo brillo con corrientes de accionamiento más bajas.