Hoja de Datos de Lámpara LED de Montaje Through Hole T-1 5mm - Rojo 639nm - 2.4V 30mA - 72mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED estándar de montaje through-hole con diámetro T-1 (5mm). Este componente está diseñado para indicación de estado e iluminación en una amplia gama de aplicaciones electrónicas. Sus principales ventajas incluyen bajo consumo de energía, alta eficiencia luminosa y una construcción libre de plomo y conforme con RoHS. El dispositivo presenta una lente difusora roja que utiliza tecnología AlInGaP, ofreciendo un factor de forma popular adecuado tanto para prototipos como para producción en volumen.

Los mercados objetivo para este LED son diversos, abarcando equipos de comunicación, periféricos informáticos, electrónica de consumo, electrodomésticos y sistemas de control industrial. Su flexibilidad de diseño se ve respaldada por la disponibilidad en varios bins de intensidad luminosa y un ángulo de visión estándar, lo que permite a los ingenieros seleccionar el nivel de brillo apropiado para las necesidades específicas de su aplicación.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites para evitar daños permanentes. Los valores clave incluyen una disipación de potencia máxima de 72mW a una temperatura ambiente (TA) de 25°C. La corriente directa continua está limitada a 30mA, mientras que se permite una corriente directa de pico más alta de 90mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). El rango de temperatura de operación se especifica desde -30°C hasta +85°C. Un parámetro crítico es el factor de reducción (derating) para la corriente directa, que es de 0.57 mA/°C linealmente desde 50°C hacia arriba. Esto significa que la corriente continua permitida disminuye a medida que la temperatura ambiente supera los 50°C, para gestionar la temperatura de unión y garantizar la fiabilidad.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Medidas a TA=25°C y una corriente de prueba estándar (IF) de 20mA, se define el rendimiento central del LED. La intensidad luminosa (Iv) tiene un valor típico de 180 milicandelas (mcd), con un mínimo de 110 mcd y un máximo de hasta 400 mcd dependiendo del código de bin. El ángulo de visión (2θ1/2), donde la intensidad es la mitad del valor en el eje, es de 50 grados, proporcionando un haz moderadamente amplio. La longitud de onda de emisión pico (λP) es de 639 nm, y la longitud de onda dominante (λd) varía de 621 nm a 642 nm, definiendo el color rojo percibido. La tensión directa (VF) es típicamente de 2.4V con un máximo de 2.4V a 20mA. La corriente inversa (IR) está limitada a 100 μA a una tensión inversa (VR) de 5V, aunque el dispositivo no está diseñado para operar en polarización inversa.

3. Especificación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins. Se utilizan dos dimensiones principales de clasificación:

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LEDs se clasifican según su intensidad luminosa medida a 20mA. Los códigos de bin van desde F (110-140 mcd) hasta K (310-400 mcd). Se aplica una tolerancia de ±15% a cada límite de bin.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Para la consistencia de color, los LEDs se clasifican por su longitud de onda dominante. Los códigos H29 a H33 cubren el rango desde 621.0 nm hasta 642.0 nm en pasos de aproximadamente 4nm. La tolerancia para cada límite de bin es de ±1 nm.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque los datos gráficos específicos se hacen referencia en la hoja de datos (Fig. 1-6), las curvas típicas para esta clase de dispositivo ilustran relaciones clave. La curva de corriente directa vs. tensión directa (I-V) muestra la relación exponencial característica de un diodo. La curva de intensidad luminosa relativa vs. corriente directa demuestra que la salida de luz aumenta linealmente con la corriente dentro del rango de operación. La curva de intensidad luminosa relativa vs. temperatura ambiente típicamente muestra una disminución en la salida a medida que aumenta la temperatura, destacando la importancia de la gestión térmica. La curva de distribución espectral se centra alrededor de la longitud de onda pico de 639 nm con un ancho medio espectral de aproximadamente 20 nm.

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones de Contorno

El LED se ajusta al encapsulado estándar con terminales radiales T-1 (5mm). Las dimensiones clave incluyen el diámetro de la lente, la altura total y la separación entre terminales. Los terminales emergen del encapsulado con una separación especificada, y se aplica una tolerancia de ±0.25mm a la mayoría de las dimensiones. Se define una protuberancia máxima de la resina bajo la brida de 1.0mm. El terminal del ánodo (positivo) se identifica típicamente como el terminal más largo.

5.2 Especificación de Embalaje

Los LEDs se embalan para manejo a granel y envío. El flujo de embalaje estándar es: 1,000 piezas por bolsa antiestática; 10 bolsas (10,000 pzas) por cartón interior; 8 cartones interiores (80,000 pzas) por caja maestra exterior. Solo se permiten paquetes no completos para el paquete final en un lote de envío.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Almacenamiento y Manipulación

Los LEDs deben almacenarse en un ambiente que no supere los 30°C y el 70% de humedad relativa. Si se retiran del embalaje original, deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice un contenedor sellado con desecante. Manipule con precauciones ESD: use pulseras antiestáticas conectadas a tierra, estaciones de trabajo e ionizadores para neutralizar la estática en la lente de plástico.

6.2 Formado de Terminales

El doblado de los terminales debe realizarse en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED, a temperatura ambiente, y antes del proceso de soldadura. La base del marco de terminales no debe usarse como punto de apoyo. Durante la inserción en el PCB, utilice una fuerza de sujeción mínima.

6.3 Proceso de Soldadura

Debe mantenerse una distancia mínima de 3mm entre el punto de soldadura y la base de la lente. La lente no debe sumergirse en la soldadura. Las condiciones recomendadas son:
Soldador de Estaño:Máx. 350°C durante 3 segundos máx., con la punta no más cerca de 2mm de la base de la lente.
Soldadura por Ola:Precalentar a máx. 100°C durante 60s máx., ola de soldadura a máx. 260°C durante 5s máx., con el nivel de soldadura no más alto de 2mm desde la base de la lente.
La soldadura por reflujo infrarrojo (IR) no es adecuada para este encapsulado through-hole. El calor o tiempo excesivo puede deformar la lente o causar fallos.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Para un brillo consistente, especialmente al conectar múltiples LEDs en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED (Circuito A). Se desaconseja alimentar múltiples LEDs en paralelo directamente desde una fuente de tensión (Circuito B) debido a las variaciones en la tensión directa (VF) de cada LED individual, lo que causará una distribución desigual de la corriente y, por tanto, un brillo desigual.

7.2 Consideraciones de Diseño

Considere la caída de tensión directa y la corriente deseada para calcular el valor apropiado de la resistencia en serie usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Tenga en cuenta la reducción de la corriente directa con la temperatura ambiente si el entorno de operación es cálido. Asegúrese de que el diseño del PCB permita la distancia mínima recomendada entre la soldadura y el cuerpo del LED. Este LED es adecuado tanto para señalización interior como exterior, así como para equipos electrónicos en general, pero el diseño debe tener en cuenta el sellado ambiental si se usa en exteriores.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas, este LED rojo basado en AlInGaP ofrece una mayor eficiencia luminosa y un mejor rendimiento frente a la temperatura. El encapsulado estándar T-1 garantiza una amplia compatibilidad con las huellas de PCB y zócalos existentes. La disponibilidad de múltiples bins de intensidad permite la optimización de costos: seleccionar un bin más bajo para indicadores no críticos y un bin más alto para aplicaciones que requieren mayor visibilidad. El cumplimiento de RoHS es un diferenciador clave para productos dirigidos a mercados globales con estrictas regulaciones ambientales.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Puedo alimentar este LED sin una resistencia en serie?
R: No. Operar un LED directamente desde una fuente de tensión es muy probable que exceda su clasificación de corriente máxima, lo que lleva a un fallo inmediato o rápido. Una resistencia en serie es obligatoria para la regulación de corriente.

P: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda pico y longitud de onda dominante?
R: La longitud de onda pico (λP) es la longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima (639 nm). La longitud de onda dominante (λd) se deriva de las coordenadas de color y representa la longitud de onda única de la luz monocromática que parecería tener el mismo color para el ojo humano (621-642 nm). La longitud de onda dominante es más relevante para la percepción del color.

P: ¿Puedo usar este LED para indicación de tensión inversa?
R: No. El dispositivo tiene una clasificación de tensión inversa máxima de 5V solo para pruebas de corriente de fuga. No está diseñado para operar en polarización inversa. Aplicar tensión inversa en un circuito puede dañarlo.

P: ¿Cómo interpreto el código de bin en la bolsa?
R: La etiqueta de la bolsa incluye códigos para intensidad luminosa (ej., G, H) y longitud de onda dominante (ej., H31). Consulte estos códigos con las tablas de bins en la sección 3 para conocer los valores mínimos y máximos garantizados para los LEDs en esa bolsa.

10. Caso Práctico de Aplicación

Escenario:Diseñar un indicador de encendido para un adaptador de 12V DC.
Pasos de Diseño:
1. Elija una corriente directa objetivo (IF). Usar el valor típico de 20mA es estándar.
2. Use la tensión directa típica (VF) de 2.4V para el cálculo.
3. Calcule la resistencia en serie: R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 Ohmios. El valor estándar E24 más cercano es 470 Ohmios.
4. Recalcule la corriente real: I = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (seguro).
5. Calcule la potencia de la resistencia: P = I² * R = (0.0204)² * 470 ≈ 0.195W. Una resistencia estándar de 1/4W (0.25W) es suficiente con margen.
6. Seleccione un bin de intensidad luminosa apropiado. Para un simple indicador de encendido, un bin más bajo (ej., F o G) suele ser adecuado y rentable.
7. Asegúrese de que la separación de los orificios en el PCB coincida con la separación de terminales del LED y que la almohadilla de soldadura mantenga la distancia requerida de 3mm del cuerpo del LED.

11. Principio de Funcionamiento

Un Diodo Emisor de Luz (LED) es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones de la región n y los huecos de la región p se inyectan a través de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan en la región activa, se libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda específica (color) de la luz emitida está determinada por la energía de la banda prohibida de los materiales semiconductores utilizados—en este caso, Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para la emisión de luz roja. La lente difusora encapsula el chip semiconductor y sirve para protegerlo, dar forma al haz (ángulo de visión) y difundir la luz para una apariencia más uniforme.

12. Tendencias Tecnológicas

Si bien los LEDs through-hole siguen siendo vitales para prototipos, reparaciones y ciertas aplicaciones que requieren conexiones mecánicas robustas, la tendencia de la industria se ha desplazado fuertemente hacia los LEDs de montaje superficial (SMD) para el ensamblaje automatizado de alto volumen. Los encapsulados SMD ofrecen huellas más pequeñas, perfiles más bajos y mejor idoneidad para la soldadura por reflujo. Sin embargo, componentes through-hole como este LED T-1 siguen siendo relevantes en entornos educativos, proyectos de aficionados y aplicaciones donde se espera montaje o reemplazo manual. Los avances en materiales como el AlInGaP han mejorado significativamente la eficiencia y el brillo de los LEDs rojos en comparación con tecnologías más antiguas como el GaAsP, permitiendo una operación a corriente más baja o una mayor salida de luz. Los desarrollos futuros en este factor de forma pueden centrarse en mayores ganancias de eficiencia y una oferta de colores ampliada dentro del mismo encapsulado mecánico.