Hoja de Datos de Lámpara LED LTL42FGRBBH281 - Multicolor (Verde/Rojo/Azul) - 20mA - Montaje Through-Hole - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTL42FGRBBH281 es una lámpara LED multicolor de montaje through-hole diseñada para indicación en placas de circuito. Cuenta con un soporte (carcasa) de plástico negro en ángulo recto que aloja los componentes LED, mejorando el contraste. El producto está diseñado para facilitar el ensamblaje en placas de circuito impreso (PCB) y está disponible en configuraciones que permiten apilamiento e instalación sencilla.

1.1 Ventajas Principales

• Diseñado para facilitar el ensamblaje en placa de circuito.
• La carcasa negra mejora el contraste para una mejor visibilidad.
• Bajo consumo de energía y alta eficiencia.
• Producto libre de plomo, conforme a las directivas RoHS.
• Utiliza materiales semiconductores específicos para la emisión de color: InGaN para el chip azul (470nm), AlInGaP para el rojo (631nm) y AlInGaP para el verde (569nm).

1.2 Aplicaciones Destinadas

• Sistemas informáticos y periféricos
• Equipos de comunicación
• Electrónica de consumo
• Controles e instrumentación industrial

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

2.1 Valores Máximos Absolutos (TA=25°C)

La siguiente tabla detalla los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No se recomienda operar fuera de estos rangos.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas (TA=25°C)

Estos parámetros definen el rendimiento típico del dispositivo bajo condiciones de prueba especificadas.

Notas:1. La medición de intensidad luminosa aproxima la respuesta del ojo CIE. 2. El ángulo de visión es el ángulo fuera del eje donde la intensidad es la mitad del valor axial. 3. La longitud de onda dominante define el color según el diagrama CIE. 4. Iv incluye una tolerancia de prueba de ±15%. 5. La corriente inversa está controlada por la fuente. 6. La tensión inversa es solo para prueba; el dispositivo no está diseñado para operación inversa.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos indica valores típicos para parámetros clave. En producción, los dispositivos suelen agruparse (binning) según características específicas para garantizar consistencia en una aplicación. Aunque los códigos de bin exactos no se proporcionan en este documento, los parámetros sujetos a binning probablemente incluyen:

• Longitud de Onda / Longitud de Onda Dominante (λd):Como se muestra en la tabla de características, cada color tiene un rango min/típ/máx. Los productos se clasifican en bins según la longitud de onda dominante medida para proporcionar puntos de color consistentes.
• Intensidad Luminosa (Iv):El amplio rango (Mín a Máx) para cada color sugiere que los dispositivos se agrupan según su salida de luz para cumplir con los requisitos de brillo en diferentes aplicaciones.
• Tensión Directa (VF):El rango especificado indica que los LED pueden agruparse por caída de tensión directa, lo cual es importante para diseñar circuitos limitadores de corriente y garantizar brillo uniforme en configuraciones en paralelo.

Los diseñadores deben consultar la información específica de binning del fabricante para aplicaciones críticas de coincidencia de color o corriente.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas para cada color de LED (Verde/Amarillo Verde, Rojo, Azul). Estas curvas representan gráficamente la relación entre parámetros clave y son esenciales para el diseño de circuitos.

4.1 Curvas IV (Corriente-Tensión) Típicas

Estas curvas trazan la corriente directa (IF) frente a la tensión directa (VF) para cada color de LED a 25°C. Muestran la relación no lineal típica de los diodos. La tensión de rodilla es aproximadamente 2.0V para LED Verde/Rojo y 3.2V para LED Azules. Los diseñadores usan estas curvas para determinar la tensión de alimentación necesaria y el valor de la resistencia en serie para lograr la corriente de operación deseada (típicamente 10mA o 20mA según especificaciones).

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

Estas curvas ilustran cómo la salida de luz (Iv) aumenta con la corriente directa (IF). La relación es generalmente lineal dentro del rango de operación recomendado (hasta 20mA DC). Operar por encima de la corriente máxima absoluta puede provocar un aumento superlineal de la temperatura de unión y una degradación rápida de la salida de luz y la vida útil.

4.3 Distribución Espectral

Aunque no se grafica explícitamente, los parámetros de Longitud de Onda de Emisión Pico (λP), Longitud de Onda Dominante (λd) y Ancho Medio Espectral (Δλ) definen las características espectrales. Δλ indica la pureza del color; un valor más pequeño denota una luz más monocromática. Los LED Azules tienen el Δλ más amplio (35nm), mientras que los Verdes son los más estrechos (15nm).

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones de Contorno

El dispositivo utiliza un encapsulado through-hole con un soporte de plástico negro en ángulo recto. Notas mecánicas clave de la hoja de datos:

• Todas las dimensiones están en milímetros (pulgadas).
• La tolerancia es de ±0.25mm (.010\") a menos que se indique lo contrario.
• El material del soporte (carcasa) es plástico negro.
• LED1 es de color verde (amarillo verde) con una lente difusora verde.
• LED2 es de color rojo con una lente difusora blanca.
• LED3 y LED4 son de color azul con lentes difusoras blancas.

El dibujo dimensional exacto se referencia en la hoja de datos, proporcionando medidas críticas para el diseño de la huella en PCB, incluyendo espaciado de terminales, tamaño del cuerpo y ubicación de orificios de montaje.

5.2 Identificación de Polaridad

Para LED through-hole, la polaridad suele indicarse por la longitud de los terminales (terminal más largo es el ánodo) o por una marca plana en la lente o carcasa. El dibujo de contorno de la hoja de datos debe marcar claramente el cátodo (generalmente el terminal más corto o el terminal más cercano a un borde plano). La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento del dispositivo.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Condiciones de Almacenamiento

El ambiente de almacenamiento no debe exceder los 30°C o el 70% de humedad relativa. Los LED retirados de su embalaje original deben usarse dentro de los tres meses. Para almacenamiento prolongado fuera del embalaje original, almacenar en un contenedor sellado con desecante o en un desecador con ambiente de nitrógeno.

6.2 Limpieza

Utilice disolventes de limpieza a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesaria la limpieza. Evite productos químicos agresivos que puedan dañar la lente de plástico o la carcasa.

6.3 Formado de Terminales

Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No utilice la base del marco de terminales como punto de apoyo. Realice el formado de terminales antes de soldar a temperatura ambiente. Durante el ensamblaje del PCB, utilice la mínima fuerza de sujeción posible para evitar estrés mecánico excesivo en el componente.

6.4 Parámetros de Soldadura

Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente/soporte hasta el punto de soldadura. Evite sumergir la lente/soporte en la soldadura.

Importante:Temperatura o tiempo excesivos pueden deformar la lente o causar fallos. El reflujo IR NO es adecuado para este producto through-hole. La temperatura máxima de soldadura por ola no define la Temperatura de Deflexión por Calor (HDT) o el punto de fusión del soporte.

7. Embalaje e Información de Pedido

7.1 Especificación de Embalaje

La hoja de datos incluye una sección dedicada a la especificación de embalaje (referenciada como página 7/10). Esto detalla cómo se suministran los componentes, típicamente en tubos antiestáticos, carretes o bandejas. Incluye información sobre la cantidad por paquete, dimensiones del carrete y orientación para manejo automatizado.

7.2 Regla de Numeración de Modelo

El número de parte LTL42FGRBBH281 probablemente codifica atributos clave. Una convención común incluye: Serie (LTL), Código de tamaño/encapsulado (42), Color (FGRB para una combinación de colores) y código de variante/óptica específico (BH281). La decodificación exacta debe confirmarse con la guía de productos del fabricante.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LED en paralelo, se debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie con CADA LED (Modelo de Circuito A). Evite conectar LED directamente en paralelo sin resistencias individuales (Modelo de Circuito B), ya que ligeras variaciones en la tensión directa (VF) causarán diferencias significativas en el reparto de corriente y, por lo tanto, en el brillo.

Circuito A (Recomendado):[Vcc] -- [Resistor] -- [LED] -- [GND]. Una rama separada resistor-LED para cada LED en paralelo.

Circuito B (No Recomendado para uniformidad):[Vcc] -- [Resistor] -- [LED1 // LED2 // LED3] -- [GND].

8.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son sensibles a la electricidad estática. Las medidas de prevención incluyen:

• Use una pulsera conductora o guantes antiestáticos al manipular.
• Asegúrese de que todo el equipo, estaciones de trabajo y estanterías estén correctamente conectados a tierra.
• Use un ionizador para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico durante la manipulación.

8.3 Consideraciones Térmicas

Aunque la disipación de potencia es baja (52-76 mW), mantener la temperatura de unión dentro del rango de operación (-30°C a +85°C) es crucial para la longevidad y la estabilidad de la salida de luz. Asegure un espaciado adecuado en el PCB y considere la temperatura ambiente en el gabinete. Operar en o cerca de la corriente continua máxima generará más calor.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTL42FGRBBH281 ofrece ventajas específicas en su categoría:

• Multicolor en un Solo Encapsulado:Integra múltiples chips LED (Verde/Amarillo Verde, Rojo, Azul) con lentes difusoras distintas, adecuado para indicación de múltiples estados.
• Soporte en Ángulo Recto:La carcasa negra en ángulo recto está diseñada para un montaje fácil en PCB y proporciona una dirección de visión definida, mejorando el contraste.
• Diseño Apilable:El diseño de la carcasa permite el apilamiento, permitiendo crear matrices verticales u horizontales para displays de barra o multi-segmento.
• Fiabilidad del Montaje Through-Hole:Ofrece una conexión mecánica robusta al PCB, adecuada para aplicaciones sujetas a vibración o que requieren ensamblaje/reparación manual.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo alimentar el LED azul a 20mA como el rojo?

R: La tabla de Valores Máximos Absolutos especifica una Corriente Directa Continua de 20mA para todos los colores. Sin embargo, la tabla de Características Eléctricas lista condiciones de prueba de IF=10mA para Azul y Verde, e IF=20mA para Rojo. Para una operación confiable a largo plazo, es recomendable operar los LED Azules y Verdes en o cerca de 10mA, ya que esta es la condición bajo la cual se garantizan sus especificaciones ópticas. Exceder esto puede reducir la vida útil o alterar el color.

P2: ¿Por qué la corriente inversa para el LED Azul (10μA) es mucho menor que para Verde/Rojo (100μA)?

R: Esta diferencia es inherente a los materiales semiconductores utilizados (InGaN para Azul vs. AlInGaP para Rojo/Verde). Las características de la unión del diodo, incluida la corriente de fuga inversa, varían con el bandgap del material y el proceso de fabricación.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico (λP) y Longitud de Onda Dominante (λd)?

R: La Longitud de Onda Pico es la única longitud de onda a la que la distribución espectral de potencia es máxima. La Longitud de Onda Dominante se deriva del diagrama de cromaticidad CIE y representa el color percibido de la luz; es la única longitud de onda que coincidiría con la sensación de color. λd es más relevante para la especificación de color en aplicaciones centradas en el ser humano.

P4: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Dada la baja disipación de potencia (máx. 76mW para Azul), generalmente no se requiere un disipador de calor dedicado para la operación estándar dentro de los límites de corriente especificados. Un diseño de PCB adecuado con algo de área de cobre alrededor de los terminales será suficiente para la disipación de calor en la mayoría de los entornos.

11. Caso de Estudio de Aplicación Práctica

Escenario: Diseño de un Indicador de Estado Multifunción para un Controlador Industrial.

Un controlador lógico programable (PLC) industrial requiere un solo indicador para mostrar múltiples estados: En Espera (Verde), En Ejecución (Verde Intermitente), Fallo (Rojo) y Comunicación Activa (Azul).

Implementación del Diseño:

1. Se selecciona el LTL42FGRBBH281 por su capacidad multicolor integrada en un solo encapsulado through-hole, ahorrando espacio en la placa en comparación con usar tres LED separados.

2. Un pin GPIO de un microcontrolador se conecta a cada cátodo del LED (a través de una resistencia limitadora de corriente), con los ánodos conectados al riel de alimentación. Esto permite el control independiente de cada color.

3. Los valores de las resistencias se calculan usando R = (Vcc - VF) / IF. Para una alimentación de 5V: R_Verde/Rojo ≈ (5V - 2.5V) / 0.01A = 250Ω; R_Azul ≈ (5V - 3.8V) / 0.01A = 120Ω. Se eligen valores estándar de resistencia (270Ω y 120Ω).

4. La carcasa en ángulo recto permite montar el indicador en el borde del PCB, mirando hacia afuera a través de un corte en el panel. La carcasa negra asegura un alto contraste contra el panel.

5. El software controla el patrón de parpadeo para el estado "En Ejecución" alternando el pin del LED Verde.

Este diseño aprovecha las características clave del producto: integración multicolor, facilidad de ensamblaje y carcasa de alto contraste.

12. Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores de unión p-n que emiten luz mediante electroluminiscencia. Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial incorporado de la unión, los electrones de la región n se recombinan con los huecos de la región p en la región activa. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por la energía del bandgap del material semiconductor utilizado en la región activa. El LTL42FGRBBH281 utiliza AlInGaP para la emisión roja y verde e InGaN para la emisión azul. La lente de plástico sirve para enfocar la luz, proteger el dado semiconductor y, cuando es difusora, para ampliar el ángulo de visión y suavizar la apariencia de la luz.

13. Tendencias Tecnológicas

La lámpara LED through-hole representa una tecnología de encapsulado madura y fiable. Las tendencias actuales de la industria muestran un fuerte cambio hacia encapsulados de dispositivo de montaje superficial (SMD) (por ejemplo, 0603, 0805, 1206 y encapsulados de potencia más grandes) para la mayoría de los nuevos diseños debido a su menor huella, idoneidad para el ensamblaje automatizado pick-and-place y perfil más bajo. Sin embargo, componentes through-hole como el LTL42FGRBBH281 siguen siendo relevantes en nichos específicos: aplicaciones que requieren extrema robustez mecánica, aislamiento de alta tensión, ensamblaje/reparación manual, kits educativos, o donde las características de visión en ángulo recto y apilamiento son específicamente ventajosas. La tecnología continúa beneficiándose de mejoras en materiales semiconductores (por ejemplo, mayor eficiencia, mejor reproducción cromática) y técnicas de moldeo por inyección de plástico, incluso dentro del factor de forma through-hole.