Hoja de Datos del LED Amarillo LTL2V3YUJS - Lámpara de Montaje Pasante - Diámetro 5mm - 2.1V Típico - 20mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED amarilla 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. Sus ventajas principales incluyen una alta intensidad luminosa, bajo consumo de energía y un patrón de luz uniforme, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de equipos electrónicos.

1.1 Características Principales y Mercado Objetivo

El LED se caracteriza por su construcción sin plomo y conforme a RoHS. Ofrece una alta eficiencia luminosa, lo que se traduce en una salida brillante con un consumo de corriente relativamente bajo. El ángulo de visión típico de 36 grados proporciona una distribución de luz consistente y amplia. Este dispositivo es compatible con circuitos integrados, lo que significa que puede ser accionado directamente por muchas lógicas sin requerir etapas de control complejas. Sus mercados principales incluyen electrónica de consumo, paneles de control industrial, iluminación interior automotriz y varios indicadores de electrodomésticos donde se prefiere el montaje pasante por su durabilidad o para prototipado.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Las siguientes secciones proporcionan una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados para el dispositivo.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No están destinados para la operación normal.

• Disipación de Potencia:Máximo 120 mW. Esta es la potencia total (Vf * If) que el encapsulado puede manejar de forma segura.
• Corriente Directa:50 mA continua, 150 mA pico (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 1ms). Exceder la corriente continua sobrecalentará la unión semiconductor.
• Voltaje Inverso:Máximo 5 V. Los LED tienen un voltaje de ruptura inversa bajo; aplicar un voltaje inverso mayor puede causar una falla inmediata.
• Rangos de Temperatura:Operación: -40°C a +100°C; Almacenamiento: -55°C a +100°C. El dispositivo es adecuado para entornos hostiles.
• Derating:La corriente directa continua debe reducirse linealmente en 0.67 mA por cada grado Celsius por encima de una temperatura ambiente (Ta) de 60°C.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos y garantizados medidos a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidad Luminosa (Iv):2500-4200 mcd (milicandelas) típico a una corriente directa (If) de 20 mA. El código de clasificación real (T, U, V, W) en la bolsa de empaque indica el rango mínimo y máximo garantizado para un lote específico, con una tolerancia de ±15% en los límites de la clasificación.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):32-36 grados. Este es el ángulo total en el que la intensidad de la luz cae a la mitad de su valor axial máximo.
• Longitud de Onda:La fuente de luz es AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio). La Longitud de Onda de Emisión Pico (λP) es típicamente 590 nm. La Longitud de Onda Dominante (λd), que define el color percibido, se clasifica entre 584.5 nm y 592 nm (clasificaciones A, B, C). El ancho medio espectral (Δλ) es típicamente 17 nm, indicando un color amarillo relativamente puro.
• Voltaje Directo (Vf):1.8-2.5 V a If=20mA, con un valor típico de 2.1V. Este parámetro también se clasifica (códigos 1 a 7) para ayudar en el diseño de circuitos para un brillo consistente en cadenas en paralelo.
• Corriente Inversa (Ir):Máximo 10 μA a un voltaje inverso (Vr) de 5V.
• Capacitancia (C):Típicamente 40 pF medido a polarización cero y 1 MHz. Esto es relevante para aplicaciones de conmutación de alta velocidad.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

El producto se clasifica en grupos basados en parámetros clave de rendimiento para garantizar consistencia dentro de un lote de producción y para necesidades específicas de aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los códigos de clasificación T, U, V, W categorizan los LED según su intensidad luminosa mínima a 20mA. Por ejemplo, la clasificación 'U' garantiza una intensidad entre 3200 y 4200 mcd (con una tolerancia de ±15% en estos límites). Esto permite a los diseñadores seleccionar un grado de brillo para su aplicación.

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los códigos de clasificación A, B, C ordenan los LED por su longitud de onda dominante (color). La clasificación 'A' cubre 584.5-587 nm (un amarillo más verdoso), 'B' cubre 587-589.5 nm, y 'C' cubre 589.5-592 nm (un amarillo más anaranjado). La tolerancia para cada límite de clasificación es de ±1 nm.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Los códigos de clasificación 1 a 7 agrupan los LED por su caída de voltaje directo a 20mA, en pasos de 0.1V desde 1.8V hasta 2.5V. Usar LED de la misma clasificación Vf en un circuito paralelo ayuda a prevenir el acaparamiento de corriente, donde los LED con menor Vf consumen más corriente y aparecen más brillantes o fallan prematuramente.

4. Información Mecánica y de Empaque

4.1 Dimensiones del Encapsulado y Polaridad

El dispositivo es un encapsulado LED redondo estándar de 5mm (T-1 3/4) de montaje pasante con lente transparente. El terminal del cátodo se identifica típicamente como el terminal más corto o el terminal adyacente a un punto plano en el borde de la lente. Los terminales emergen del encapsulado con un espaciado especificado, y todas las tolerancias dimensionales son de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario. El formado de terminales debe realizarse al menos a 3mm de la base de la lente para evitar dañar las conexiones internas.

4.2 Especificaciones de Empaque

Los LED se empaquetan en bolsas antiestáticas. Las cantidades de empaque estándar son 1000, 500 o 250 piezas por bolsa. Ocho bolsas se colocan en una caja interna (total 8000 pzas), y ocho cajas internas se empaquetan en una caja de envío externa (total 64,000 pzas). Para lotes de envío, solo el paquete final puede contener una cantidad no completa.

5. Guías de Montaje, Soldadura y Manipulación

5.1 Almacenamiento y Limpieza

Para almacenamiento a largo plazo fuera del empaque original, los LED deben mantenerse en un ambiente que no exceda los 30°C y 70% de humedad relativa. Se recomienda usarlos dentro de los tres meses o almacenarlos en un contenedor sellado con desecante. La limpieza, si es necesaria, debe realizarse con solventes a base de alcohol como alcohol isopropílico.

5.2 Proceso de Soldadura

Importante:Este es un dispositivo de montaje pasante y NO es adecuado para procesos de soldadura por reflujo infrarrojo (IR). Solo debe usarse soldadura por ola o soldadura manual.

• Soldadura Manual:La temperatura del cautín no debe exceder los 300°C, y el tiempo de soldadura por terminal debe ser de 3 segundos máximo. Se debe mantener un espacio mínimo de 2mm entre el punto de soldadura y la base de la lente del LED.
• Soldadura por Ola:La temperatura de precalentamiento no debe exceder los 100°C por hasta 60 segundos. La temperatura de la ola de soldadura debe ser un máximo de 260°C, con los terminales expuestos por no más de 5 segundos.

Una temperatura o tiempo excesivos pueden derretir la lente o causar una falla catastrófica del chip LED.

5.3 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Aunque no son tan sensibles como algunos CI, los LED pueden dañarse por descargas electrostáticas. Las precauciones recomendadas incluyen el uso de pulseras y estaciones de trabajo conectadas a tierra, guantes antiestáticos e ionizadores para neutralizar la carga estática en la superficie del LED durante la manipulación.

6. Recomendaciones de Diseño para Aplicación

6.1 Diseño del Circuito de Accionamiento

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme y longevidad, deben ser accionados con un mecanismo limitador de corriente. El método más simple y recomendado es usar una resistencia en serie para cada LED, como se muestra en el Modelo de Circuito A en el documento fuente. Esto compensa las variaciones en el voltaje directo (Vf) entre LED individuales. Conectar múltiples LED directamente en paralelo (Modelo de Circuito B) sin resistencias individuales no es recomendable, ya que las diferencias en Vf causarán una distribución de corriente y brillo desigual.

El valor de la resistencia en serie (R) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vsuministro - Vf_LED) / If, donde Vf_LED es el voltaje directo del LED a la corriente deseada (If). Siempre use el Vf máximo de la hoja de datos para un diseño conservador que asegure que la corriente no exceda el límite incluso con un LED de bajo Vf.

6.2 Consideraciones de Gestión Térmica

Aunque el encapsulado pasante disipa calor a través de sus terminales, se debe prestar atención a la disipación de potencia y la curva de derating. Operar a altas temperaturas ambientales (por encima de 60°C) requiere reducir la corriente directa continua máxima como se especifica. Asegurar un espaciado adecuado en el PCB y evitar encerrar el LED en un espacio sellado y sin ventilación ayudará a mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros.

6.3 Escenarios de Aplicación Típicos

• Indicadores de Estado:Indicadores de encendido, espera o falla en electrodomésticos, equipos de red y controles industriales.
• Iluminación de Paneles:Retroiluminación para interruptores, diales o leyendas en paneles de instrumentos.
• Iluminación Interior Automotriz:Luces de mapa, retroiluminación de indicadores del tablero (sujeto a calificaciones específicas de grado automotriz).
• Señalización y Pantallas:Como píxeles individuales o segmentos en pantallas informativas de baja resolución.

7. Curvas y Características de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas de rendimiento típicas que son cruciales para entender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Si bien los gráficos específicos no se reproducen en el texto, sus implicaciones se analizan a continuación.

7.1 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-V)

La salida de luz (intensidad luminosa) es aproximadamente proporcional a la corriente directa en un cierto rango. Sin embargo, la eficiencia puede caer a corrientes muy altas debido al aumento de calor. La curva ayuda a los diseñadores a elegir un punto de operación que equilibre el brillo con la eficacia y la vida útil del dispositivo.

7.2 Voltaje Directo vs. Temperatura

El voltaje directo de un LED tiene un coeficiente de temperatura negativo; disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. Esta es una consideración importante para accionamientos a voltaje constante, ya que un LED más caliente consumirá más corriente, lo que podría llevar a una fuga térmica si no está limitada adecuadamente.

7.3 Distribución Espectral

La curva de salida espectral muestra la intensidad de la luz emitida en cada longitud de onda. Confirma la longitud de onda pico y el ancho medio espectral, definiendo la pureza del color. Los cambios en esta curva con la temperatura o la corriente de accionamiento son típicamente mínimos para los LED AlInGaP en comparación con otros tipos.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

8.1 ¿Puedo accionar este LED directamente desde una salida lógica de 5V o un pin de microcontrolador?

No, no directamente. Un pin típico de microcontrolador solo puede suministrar o recibir 20-40mA, lo cual está dentro del rango del LED, pero el voltaje de salida del pin es de 5V (o 3.3V). El voltaje directo del LED es solo de unos 2.1V. Conectarlo directamente intentaría pasar una corriente muy alta y no controlada, dañando tanto al LED como posiblemente al pin del microcontrolador. Siempre debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie.

8.2 ¿Por qué hay una tolerancia de ±15% en los límites de clasificación de intensidad luminosa?

Esta tolerancia explica las variaciones del sistema de medición y las fluctuaciones menores de producción. Significa que un LED de la clasificación U (3200-4200 mcd) podría medir realmente tan bajo como ~2720 mcd (3200 * 0.85) o tan alto como ~4830 mcd (4200 * 1.15) cuando se mide en un sistema calibrado diferente. Los diseñadores deben tener en cuenta este rango en sus requisitos ópticos.

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

Longitud de Onda Pico (λP)es la longitud de onda en la que la curva de distribución de potencia espectral alcanza su intensidad máxima.Longitud de Onda Dominante (λD)es un valor calculado derivado del diagrama de cromaticidad CIE; representa la longitud de onda única de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color que el LED para un observador humano estándar. λD es más relevante para la especificación de color en aplicaciones.

9. Panorama Tecnológico y Tendencias

9.1 Principio de la Tecnología AlInGaP

Este LED utiliza un material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) para su región activa. Al controlar precisamente las proporciones de estos elementos durante el crecimiento del cristal, la banda prohibida del material puede diseñarse para emitir luz en las partes amarilla, naranja y roja del espectro visible. AlInGaP es conocido por su alta eficiencia cuántica interna y buen rendimiento a temperaturas elevadas en comparación con tecnologías más antiguas como el Fosfuro de Galio (GaP).

9.2 Contexto Industrial y Evolución

Los LED de montaje pasante como este representan una tecnología de encapsulado madura y altamente confiable. Si bien los LED de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños por su tamaño más pequeño y adecuación para el montaje automatizado, los LED pasantes siguen siendo vitales para aplicaciones que requieren mayor robustez mecánica, prototipado manual más fácil, reparación o situaciones donde la disipación de calor a través de los terminales es beneficiosa. El desarrollo continuo se centra en aumentar la eficacia luminosa (más luz por vatio) y mejorar la consistencia del color dentro de las clasificaciones de producción, incluso para estos tipos de encapsulado establecidos.