Hoja de Datos de Lámpara LED Amarilla T-1 3/4 - 5mm de Diámetro - Voltaje Directo 2.4V - Disipación de Potencia 75mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas para una lámpara LED de alto rendimiento y montaje pasante. El dispositivo está diseñado para aplicaciones generales de indicación e iluminación donde la fiabilidad, la eficiencia y la facilidad de integración son primordiales. Utiliza un material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una salida de luz amarilla distintiva, ofreciendo un equilibrio entre claridad visual y eficiencia energética.

El LED está alojado en un paquete popular T-1 3/4, correspondiente a una lente de 5mm de diámetro, lo que lo hace compatible con una amplia gama de diseños de PCB y recortes de panel existentes. Su diseño enfatiza el bajo consumo de energía y la alta intensidad luminosa, haciéndolo adecuado para dispositivos alimentados por batería o aplicaciones donde minimizar el uso de energía es crítico. El producto cumple con las directivas RoHS, lo que indica que está libre de sustancias peligrosas como el plomo (Pb).

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen bajo condiciones ambientales específicas (TA=25°C). Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el dispositivo puede disipar de forma segura en forma de calor.
• Corriente Directa Continua (IF):30 mA. La corriente continua máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa de Pico:60 mA. Esta corriente más alta solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms) para manejar picos breves.
• Factor de Reducción:0.4 mA/°C por encima de 50°C. La corriente continua máxima debe reducirse linealmente a medida que la temperatura ambiente aumenta más allá de 50°C para evitar el sobrecalentamiento.
• Rango de Temperatura de Operación:-40°C a +100°C. El rango de temperatura ambiente dentro del cual se especifica que el dispositivo debe operar.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-55°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante 5 segundos, medidos a 1.6mm del cuerpo del LED. Esto define el perfil térmico para procesos de soldadura manual o por ola.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de IF = 20mA y TA = 25°C, proporcionando el rendimiento de referencia.

• Intensidad Luminosa (Iv):400 - 2500 mcd (mililúmenes), con un valor típico de 1150 mcd. Este amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (detallado más adelante). La intensidad se mide utilizando un sensor filtrado para coincidir con la respuesta fotópica del ojo humano (curva CIE).
• Ángulo de Visión (2θ1/2):30 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor medido en el eje central. Indica un haz moderadamente enfocado.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λP):591 nm. La longitud de onda a la cual la potencia espectral de salida es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λd):582 - 596 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color, derivada del diagrama de cromaticidad CIE. Garantiza que el color amarillo caiga dentro de un rango especificado.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm. El ancho del espectro emitido a la mitad de su potencia máxima, indicando la pureza del color.
• Voltaje Directo (VF):2.05 - 2.4 V, con un valor típico de 2.4V a 20mA. Esta es la caída de voltaje a través del LED durante su operación.
• Corriente Inversa (IR):100 µA máximo a VR = 5V. Los LED no están diseñados para operación en polarización inversa; este parámetro es solo para fines de prueba de fuga.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en las aplicaciones, los LED se clasifican ("binning") en función de parámetros ópticos clave. Esta hoja de datos detalla un sistema de clasificación para la intensidad luminosa.

Clasificación de Intensidad Luminosa (@ 20mA):Los LED se categorizan en seis grupos (SB1 a SB6), cada uno con un rango de intensidad mínimo y máximo. La tolerancia para cada límite de grupo es de ±15%.

• SB1:1900 - 2500 mcd
• SB2:1500 - 1900 mcd
• SB3:1150 - 1500 mcd
• SB4:880 - 1150 mcd
• SB5:680 - 880 mcd
• SB6:400 - 680 mcd

Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LED con el nivel de brillo requerido para su aplicación específica, asegurando uniformidad visual cuando se usan múltiples LED juntos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien los datos gráficos específicos se mencionan en el documento (Curvas de Características Eléctricas/Ópticas Típicas en la página 4), los parámetros implican curvas de comportamiento estándar de LED que deben considerarse en el diseño:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):La relación es exponencial. Un pequeño aumento en el voltaje más allá del VF típico causa un gran aumento en la corriente, lo que requiere medidas de limitación de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-Iv):La intensidad generalmente aumenta con la corriente, pero puede saturarse o degradarse a corrientes muy altas debido a efectos de calentamiento.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:La salida de luz típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. El factor de reducción para la corriente gestiona indirectamente este efecto térmico.
• Distribución Espectral:La salida es una banda estrecha centrada alrededor de la longitud de onda pico de 591 nm, característica de la tecnología AlInGaP, que proporciona una buena saturación de color.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo utiliza un paquete estándar con terminales radiales y una lente transparente de diámetro T-1 3/4 (5mm). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas en tolerancia).
• La tolerancia estándar es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de la resina debajo de la brida es de 1.0mm.
• La separación de terminales se mide en el punto donde los terminales salen del cuerpo del paquete.

5.2 Identificación de Polaridad

Para LED de montaje pasante, el cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la lente, un terminal más corto o una muesca en la brida. El dibujo dimensional de la hoja de datos aclararía el marcador específico. La polaridad correcta es esencial para la operación.

6. Guías de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crucial para la fiabilidad. El documento proporciona precauciones detalladas:

• Formado de Terminales:Debe realizarse a temperatura ambiente, antes de soldar. Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No utilice el cuerpo del paquete como punto de apoyo.
• Soldadura:
  • Soldadura con Hierro:Temperatura máxima 350°C durante máximo 3 segundos (una sola vez).
  • Soldadura por Ola:Precalentar a máximo 100°C durante máximo 60 seg, ola de soldadura a máximo 260°C durante máximo 5 seg.
  • Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 3mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. Evite sumergir la lente en la soldadura para evitar que la resina suba por los terminales, lo que puede causar problemas de soldadura.
  • No Recomendado:La soldadura por reflujo IR no es adecuada para este producto de tipo pasante.
• Limpieza:Utilice solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesario.
• Almacenamiento:Almacene en condiciones que no excedan los 30°C y el 70% de humedad relativa. Los LED retirados del embalaje original deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice contenedores sellados con desecante o en ambiente de nitrógeno.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El flujo de empaquetado estándar es el siguiente:

• Empaque Unitario:1000, 500, 200 o 100 piezas por bolsa antiestática.
• Cartón Interno:8 bolsas de empaque por cartón, totalizando 8000 piezas.
• Cartón Externo (Lote de Envío):8 cartones internos por cartón externo, totalizando 64,000 piezas. El paquete final en un lote de envío puede no estar completo.

El número de pieza específico para este dispositivo es LTL2R3KSK, que codifica información sobre el tipo de lente (Transparente), tecnología de fuente (AlInGaP) y color (Amarillo).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED está destinado a equipos electrónicos ordinarios, que incluyen:

• Indicadores de estado y alimentación en electrónica de consumo, electrodomésticos y equipos de oficina.
• Iluminación de panel y retroiluminación para interruptores y pantallas.
• Señalización de propósito general e iluminación decorativa donde se requiere una indicación amarilla clara.

Nota Importante:Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde una falla podría poner en peligro la vida o la salud (aviación, dispositivos médicos, sistemas de seguridad), es necesaria una consulta y calificación específicas.

8.2 Consideraciones de Diseño y Método de Conducción

Un LED es un dispositivo operado por corriente. Para garantizar un brillo consistente, especialmente cuando se conducen múltiples LED en paralelo, se recomienda encarecidamente una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LEDencarecidamente(Modelo de Circuito A).

No se recomienda utilizar una fuente de voltaje común con una sola resistencia para múltiples LED en paralelo (Modelo de Circuito B). Pequeñas variaciones en la característica de voltaje directo (VF) de un LED a otro causarán diferencias significativas en la corriente que fluye a través de cada uno, lo que conducirá a un brillo desigual. La resistencia en serie para cada LED estabiliza la corriente y compensa estas pequeñas diferencias de VF.

El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde Vcc es el voltaje de alimentación, VF es el voltaje directo del LED (use el valor máximo para fiabilidad) e IF es la corriente directa deseada (por ejemplo, 20mA).

9. Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son sensibles a las descargas electrostáticas. Para prevenir daños:

• Los operadores deben usar pulseras conductoras o guantes antiestáticos.
• Todo el equipo, estaciones de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Utilice un ionizador para neutralizar las cargas estáticas que puedan acumularse en la lente de plástico.
• Maneje los dispositivos en áreas protegidas contra ESD.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

Este LED amarillo AlInGaP ofrece ventajas distintivas:

• vs. LED Amarillos Tradicionales Basados en Fósforo:AlInGaP es un material semiconductor directo para luz amarilla, que ofrece mayor eficiencia, mejor estabilidad de color a lo largo del tiempo y la temperatura, y potencialmente una vida útil más larga en comparación con tecnologías más antiguas como un LED azul con fósforo amarillo.
• vs. Otros Colores en Paquete Similar:El ángulo de visión especificado (30°) proporciona un haz más enfocado que los LED de ángulo amplio, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren luz dirigida o mayor intensidad axial.
• Ventajas Clave Resumidas:Alta intensidad luminosa, bajo consumo de energía, alta eficiencia, cumplimiento RoHS y compatibilidad con el montaje estándar T-1 3/4.

11. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P1: ¿Puedo conducir este LED directamente desde una salida lógica de 5V o 3.3V?

R: No. Debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una fuente de 5V y un VF típico de 2.4V a 20mA, se requiere una resistencia de aproximadamente (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohmios. Siempre verifique la clasificación de corriente máxima.

P2: ¿Por qué hay un rango tan amplio en la intensidad luminosa (400-2500 mcd)?

R: Esto refleja la variación natural en la fabricación de semiconductores. El sistema de clasificación (SB1-SB6) le permite comprar LED dentro de un rango de brillo más estrecho y especificado para su aplicación, para garantizar la consistencia.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

R: La Longitud de Onda Pico (λP) es el pico físico del espectro de luz emitido. La Longitud de Onda Dominante (λd) se calcula a partir de las coordenadas de color y representa la longitud de onda única que el ojo humano percibe que es el color. λd es más relevante para la especificación del color.

P4: ¿Puedo usarlo para aplicaciones al aire libre?

R: El rango de temperatura de operación (-40°C a +100°C) permite muchos entornos al aire libre. Sin embargo, considere factores adicionales como la durabilidad de la lente contra la radiación UV y la entrada de humedad, que no se especifican en esta hoja de datos. Puede ser necesario un recubrimiento conformado o usar un LED clasificado para uso exterior.

12. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel de control con 10 indicadores de estado amarillos uniformes, alimentados por un riel de 12V CC.

Pasos de Diseño:

1. Selección del LED:Elija LED del mismo grupo de intensidad (por ejemplo, SB3: 1150-1500 mcd) para garantizar la coincidencia de brillo.
2. Configuración de Corriente:Seleccione una corriente de conducción estándar de 20mA para un buen brillo y longevidad.
3. Cálculo de la Resistencia:Usando el VF máximo (2.4V) para fiabilidad: R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480 Ohmios. El valor estándar más cercano es 470 Ohmios. Recalculando la corriente: IF = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (seguro).
4. Potencia en la Resistencia:P_R = IF^2 * R = (0.0204A)^2 * 470Ω ≈ 0.196W. Use una resistencia de 1/4 de Vatio.
5. Diseño de Placa:Coloque cada LED con su resistencia dedicada de 470Ω en serie. Asegúrese de que los orificios de la PCB coincidan con la separación de terminales del dibujo dimensional de la hoja de datos. Mantenga la distancia mínima de 3mm desde el cuerpo del LED hasta la almohadilla de soldadura.
6. Montaje:Siga las guías de soldadura con precisión, utilizando un hierro de temperatura controlada para evitar daños térmicos.

Este enfoque garantiza que los 10 indicadores tengan un rendimiento consistente y confiable.

13. Principio de Funcionamiento

Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. La región activa está compuesta de AlInGaP. Cuando se aplica un voltaje directo que excede la energía de la banda prohibida del material, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo (~590 nm). La lente epoxi transparente encapsula el chip semiconductor, proporciona protección mecánica y da forma al haz de luz de salida.

14. Tendencias Tecnológicas

Si bien los LED de montaje pasante siguen siendo vitales para prototipos, reparaciones y ciertas aplicaciones industriales, la industria más amplia de optoelectrónica tiende hacia paquetes de dispositivos de montaje superficial (SMD) para la mayoría de los nuevos diseños. Los LED SMD ofrecen ventajas en el montaje automatizado, una huella más pequeña y una mejor gestión térmica. Para los componentes pasantes, los desarrollos en curso se centran en aumentar la eficiencia (más salida de luz por vatio), mejorar la consistencia del color mediante clasificación avanzada y mejorar la fiabilidad en condiciones ambientales adversas. El sistema de material AlInGaP utilizado aquí representa una tecnología madura y eficiente para colores ámbar, amarillo y rojo, con mejoras incrementales en el crecimiento epitaxial y el empaquetado que continúan ampliando los límites del rendimiento.