Ficha Técnica da Lâmpada LED Bi-Color 209-3SURSYGW/S530-A3 - 3mm Redonda - Tensão 2.0V - Vermelho Brilhante e Verde Amarelo

1. Visão Geral do Produto

O modelo 209-3SURSYGW/S530-A3 é uma lâmpada LED bi-color que integra dois chips semicondutores num único encapsulamento redondo de 3mm. Este dispositivo foi projetado para fornecer uma saída de luz uniforme e um amplo ângulo de visão, tornando-o adequado para diversas aplicações de sinalização e retroiluminação. A lâmpada está disponível numa configuração que emite duas cores distintas: Vermelho Brilhante e Verde Amarelo Brilhante, conseguidas através da tecnologia de material AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio) para ambos os chips. O encapsulamento é do tipo resina branca difusa para a versão bi-color, o que ajuda a difundir a luz para uma aparência mais uniforme.

As principais vantagens deste produto incluem a fiabilidade do estado sólido que resulta numa longa vida operacional, o baixo consumo de energia que o torna compatível com circuitos integrados, e a conformidade com as principais normas ambientais e de segurança, tais como RoHS, REACH da UE e requisitos livres de halogéneos. O seu design visa aplicações em eletrónica de consumo e periféricos de computador.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação sob ou nestas condições.

• Corrente Contínua Direta (IF): 25 mA para ambos os chips SUR (Vermelho Brilhante) e SYG (Verde Amarelo Brilhante).
• Corrente de Pico Direta (IFP): 60 mA para ambos os chips, permitida sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz.
• Tensão Reversa (VR): 5 V. Exceder este valor pode causar ruptura da junção.
• Dissipação de Potência (Pd): 60 mW por chip. Esta é a potência máxima que o dispositivo pode dissipar a Ta=25°C.
• Temperatura de Operação (Topr): -40°C a +85°C. O dispositivo foi projetado para funcionar dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg): -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (Tsol): 260°C por um máximo de 5 segundos, definindo a tolerância do perfil de soldadura por refluxo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 20 mA, salvo indicação em contrário.

• Tensão Direta (VF): O valor típico é 2.0V para ambas as cores, com uma gama de 1.7V (Mín.) a 2.4V (Máx.). Esta baixa tensão é fundamental para operação de baixa potência.
• Corrente Reversa (IR): Máximo de 10 µA a VR=5V, indicando um bom isolamento da junção.
• Intensidade Luminosa (IV): O chip SUR (Vermelho) tem uma intensidade típica de 50 mcd, enquanto o chip SYG (Verde Amarelo) tem uma intensidade típica de 20 mcd. Esta diferença é inerente à resposta fotópica do olho humano e aos materiais dos chips.
• Ângulo de Visão (2θ1/2): Um amplo semi-ângulo de 80 graus é típico para ambas as cores, proporcionando um padrão de emissão amplo.
• Comprimento de Onda de Pico (λp): SUR: 632 nm (Vermelho), SYG: 575 nm (Verde Amarelo).
• Comprimento de Onda Dominante (λd): SUR: 624 nm, SYG: 573 nm. Esta é a perceção monocromática da cor pelo olho humano.
• Largura de Banda do Espectro de Radiação (Δλ): Aproximadamente 20 nm para ambos, definindo a pureza espectral.

Nota: As incertezas de medição são especificadas para Tensão Direta (±0.1V), Intensidade Luminosa (±10%) e Comprimento de Onda Dominante (±1.0nm).

3. Análise das Curvas de Desempenho

3.1 Características do Chip SUR (Vermelho Brilhante)

As curvas fornecidas oferecem uma visão do comportamento do dispositivo sob condições variáveis.

• Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda: Mostra um pico acentuado por volta de 632 nm, confirmando a emissão vermelha.
• Padrão de Diretividade: Ilustra o perfil de emissão tipo Lambertiano correspondente ao ângulo de visão de 80 graus.
• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV): Demonstra a relação exponencial, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente. A curva mostra a tensão de ligação típica e a resistência dinâmica.
• Intensidade Relativa vs. Corrente Direta: Mostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode exibir não-linearidade ou saturação em correntes mais altas, enfatizando a necessidade de condições de acionamento adequadas.
• Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente: Indica uma diminuição na intensidade luminosa à medida que a temperatura ambiente aumenta, uma característica comum dos LEDs devido ao aumento da recombinação não radiativa.
• Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente: Provavelmente mostra a relação sob polarização de tensão constante, destacando os efeitos térmicos na corrente.

3.2 Características do Chip SYG (Verde Amarelo Brilhante)

Curvas semelhantes são fornecidas para o chip SYG, com diferenças-chave nos gráficos específicos de comprimento de onda.

• Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda: O pico está centrado em torno de 575 nm.
• Coordenada de Cromaticidade vs. Corrente Direta: Esta curva única para o chip SYG mostra como a cor percebida (coordenadas de cromaticidade) pode mudar ligeiramente com alterações na corrente de acionamento, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.
• A curva IV, intensidade vs. corrente e as curvas de dependência térmica seguem tendências semelhantes às do chip SUR, mas com valores específicos das propriedades do material do SYG.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento redondo padrão de 3mm. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros.
• A altura da flange deve ser inferior a 1.5mm (0.059\").
• Aplica-se uma tolerância geral de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.
• O diagrama mostra o espaçamento dos terminais, o diâmetro do corpo e a altura total, que são críticos para o design da pegada na PCB e o encaixe mecânico.

4.2 Identificação da Polaridade

O encapsulamento apresenta uma flange ou lado plano no terminal do cátodo (negativo). A polaridade correta deve ser observada durante a instalação para evitar danos por polarização reversa.

5. Diretrizes de Soldadura e Montagem

5.1 Conformação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da cápsula de epóxi para evitar tensão no chip interno e nas ligações dos fios.
• A conformação deve ser feitaantes soldering.
• Evite aplicar tensão no encapsulamento. Os furos na PCB devem alinhar-se perfeitamente com os terminais do LED para evitar tensão após montagem.
• Corte os terminais à temperatura ambiente.

5.2 Condições de Armazenamento

• Armazenamento recomendado: ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa após o envio.
• Vida útil na prateleira: 3 meses nestas condições. Para armazenamento mais longo (até 1 ano), use um recipiente selado com atmosfera de azoto e dessecante.
• Evite transições rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

5.3 Processo de Soldadura

Mantenha uma distância mínima de 3mm do ponto de soldadura à cápsula de epóxi.

• Soldadura Manual: Temperatura máxima da ponta do ferro 300°C (para ferro de 30W máximo). Tempo máximo de soldadura 3 segundos.
• Soldadura por Onda/Imersão: Temperatura máxima de pré-aquecimento 100°C (por máximo 60 seg). Temperatura máxima do banho de solda 260°C por máximo 5 segundos.
• É fornecido um gráfico de perfil de soldadura recomendado, mostrando tipicamente uma fase de aquecimento, pré-aquecimento, refluxo e arrefecimento para gerir o stress térmico.
• Evite tensão nos terminais a altas temperaturas. Não solde mais do que uma vez.

6. Informações de Embalagem e Encomenda

6.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados em materiais resistentes à humidade e antiestáticos para proteção contra descargas eletrostáticas (ESD) e humidade ambiental.

• Fluxo de Embalagem: Os LEDs são colocados num saco antiestático. Vários sacos são colocados numa caixa interior. Várias caixas interiores são embaladas numa caixa exterior.
• Quantidade de Embalagem: Mínimo de 200 a 1000 peças por saco. 4 sacos por caixa interior. 10 caixas interiores por caixa exterior.

6.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui vários códigos:

• CPN: Número de Peça do Cliente.
• P/N: Número de Peça do Fabricante (ex., 209-3SURSYGW/S530-A3).
• QTY: Quantidade na embalagem.
• CAT: Classificações para Intensidade Luminosa e Tensão Direta (informação de binning).
• HUE: Classificação de Cor (binning de comprimento de onda).
• REF: Referência de Tensão Direta.
• LOT No: Número de lote de fabrico rastreável.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Conforme listado na ficha técnica, as aplicações primárias incluem:

• Televisores (indicadores de estado, retroiluminação)
• Monitores (luzes de energia/atividade)
• Telefones (indicadores de estado da linha, mensagens em espera)
• Computadores (atividade do disco rígido, indicadores de energia)

A capacidade bi-color permite indicação de duplo estado (ex., vermelho para standby/erro, verde para ligado/ok) usando uma única pegada de componente.

7.2 Considerações de Design

• Limitação de Corrente: Utilize sempre uma resistência em série ou um driver de corrente constante para limitar a corrente direta a 20mA ou menos para operação contínua, respeitando o Valor Máximo Absoluto de 25mA.
• Gestão Térmica: Embora a dissipação de potência seja baixa, garanta que a temperatura ambiente de operação não excede 85°C. Evite colocar perto de outras fontes de calor.
• Proteção contra ESDEmbora embalados em materiais antiestáticos, devem ser observadas as precauções padrão de manuseamento ESD durante a montagem.
• Design Óptico: O amplo ângulo de visão é adequado para visualização direta. Para luz focada ou guiada, podem ser necessárias lentes externas ou tubos de luz.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com outros números de peça não seja fornecida nesta ficha técnica, as características diferenciadoras deste produto podem ser inferidas:

• Dual-Chip, Bi-Color em Encapsulamento de 3mm: Integra duas funções (duas cores) num tamanho de encapsulamento muito comum e pequeno, economizando espaço na placa em comparação com o uso de dois LEDs separados.
• Chips Casados: Os dois chips são casados para uma saída de luz uniforme, o que é importante para a consistência estética em aplicações de sinalização.
• Material AlGaInP: Tanto para o vermelho como para o verde-amarelo, este material oferece tipicamente maior eficiência e melhor estabilidade térmica em comparação com tecnologias mais antigas como GaAsP para certas cores.
• Conformidade Abrangente: Cumpre as normas RoHS, REACH e Livre de Halogéneos, o que é essencial para a fabricação de eletrónica moderna que serve mercados globais.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

9.1 Posso acionar este LED continuamente a 25mA?

Embora o Valor Máximo Absoluto para corrente direta contínua seja 25mA, as Características Eletro-Ópticas são especificadas a 20mA. Para uma operação de longo prazo fiável e para ter em conta potenciais variações na tensão de alimentação e temperatura, é uma prática padrão de design operar na ou abaixo da condição de teste típica de 20mA. Operar a 25mA pode reduzir a vida útil e aumentar o stress térmico.

9.2 Por que a intensidade luminosa é diferente para os chips vermelho e verde-amarelo?

A diferença (50 mcd vs. 20 mcd típico) deve-se principalmente a dois fatores: a eficiência inerente do material AlGaInP em produzir luz nesses comprimentos de onda específicos e a sensibilidade do olho humano (resposta fotópica). O olho é mais sensível à luz verde (~555 nm). O chip verde-amarelo (575 nm) está mais próximo deste pico do que o chip vermelho (632 nm), mas a eficiência do material e a óptica interna do encapsulamento também desempenham um papel significativo na intensidade final medida em milicandelas.

9.3 Como interpreto o 'CAT' e o 'HUE' no rótulo para o meu design de circuito?

'CAT' refere-se às classificações combinadas para intensidade luminosa e tensão direta. 'HUE' refere-se à classificação de comprimento de onda (cor). Para aplicações que requerem consistência apertada no brilho ou cor entre múltiplos LEDs, deve especificar ou selecionar LEDs das mesmas classificações CAT e HUE. Para aplicações de sinalização não críticas, isto pode ser menos importante. A ficha técnica fornece as gamas (Mín./Típ./Máx.); as classificações representam subdivisões dentro destas gamas.

10. Exemplo de Caso de Design e Utilização

Cenário: Indicador de Estado de Sistema de Duplo Estado para um Router de Rede.

Um designer precisa de um único LED para mostrar dois estados: Vermelho Sólido para 'Erro de Sistema/Arranque' e Verde Amarelo Sólido para 'Operação Normal/Online'.

• Seleção de Componentes: O 209-3SURSYGW/S530-A3 é ideal, pois fornece ambas as cores necessárias num único encapsulamento de 3mm.
• Design do Esquemático: O LED tem três terminais: ânodo comum ou cátodo comum? A ficha técnica descreve-o como uma lâmpada bi-color com dois chips. Tipicamente, tais encapsulamentos de 3 pinos têm um cátodo (ou ânodo) comum para ambos os chips, sendo o outro terminal de cada chip separado. O designer deve verificar o diagrama de ligação interna (implícito pela estrutura do número de peça) e projetar o circuito de acionamento em conformidade, usando dois pinos GPIO de um microcontrolador com resistências em série (ex., 150-200 Ohms para uma alimentação de 5V para obter ~20mA).
• Layout da PCB: Use as dimensões do encapsulamento para criar a pegada, garantindo que o espaçamento de 3mm dos furos e o marcador de polaridade (flange) estão corretamente representados. Mantenha a folga de 3mm do corpo do LED a qualquer pista de solda conforme o guia de soldadura.
• Controlo por Software: Para exibir vermelho, acione o pino do chip SUR em nível alto (se cátodo comum) enquanto mantém o pino SYG em nível baixo. Para exibir verde-amarelo, acione o pino do chip SYG em nível alto e mantenha o pino SUR em nível baixo. Garanta que apenas uma cor é acionada de cada vez, a menos que seja desejado um efeito de cor mista específico (o que exigiria equilíbrio de corrente).

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

O LED opera com base no princípio da eletroluminescência em materiais semicondutores. Os chips centrais são feitos de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio, Gálio e Índio), que é um semicondutor composto III-V.

• Geração de Luz: Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n do chip, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor, que é cuidadosamente projetada ajustando as proporções de Alumínio, Gálio e Índio na rede cristalina do AlGaInP.
• Determinação da Cor: Para o chip SUR, a composição é ajustada para produzir fotões com energia correspondente à luz vermelha (~624-632 nm). Para o chip SYG, uma composição ligeiramente diferente produz fotões para luz verde-amarela (~573-575 nm).
• Função do Encapsulamento: O encapsulamento de resina epóxi serve múltiplos propósitos: encapsula e protege o frágil chip semicondutor e as ligações dos fios contra danos mecânicos e ambientais, atua como uma lente para moldar o feixe de saída de luz (atingindo o ângulo de visão de 80 graus) e, na versão 'Branca Difusa', contém partículas difusoras para dispersar a luz e criar uma aparência mais uniforme e menos ofuscante.

12. Tendências e Contexto da Indústria

Este produto reflete várias tendências em curso na indústria de LEDs:

• Miniaturização com Funcionalidade Aumentada: Integrar múltiplos chips (bi-color) num encapsulamento padrão e pequeno como o redondo de 3mm permite aos designers adicionar funcionalidades sem aumentar o espaço na placa.
• Foco na Ciência dos Materiais: O uso de AlGaInP tanto para vermelho como para verde-amarelo indica uma mudança para sistemas de materiais de maior desempenho que oferecem melhor eficiência, brilho e estabilidade térmica em comparação com alternativas tradicionais.
• Conformidade Ambiental Rigorosa: A listagem explícita da conformidade RoHS, REACH e Livre de Halogéneos é agora um requisito fundamental para componentes usados em eletrónica vendida globalmente, impulsionado por regulamentações ambientais e procura do consumidor.
• Padronização e Fiabilidade: Especificações detalhadas para valores máximos absolutos, perfis de soldadura e condições de armazenamento destacam o foco da indústria em garantir a fiabilidade dos componentes em processos de fabrico automatizados de alto volume. A disponibilização de extensas curvas de desempenho permite aos engenheiros fazer previsões mais precisas do comportamento do LED nas suas aplicações específicas.

Embora este seja um tipo de produto maduro, o seu design e documentação incorporam as expectativas atuais para um componente optoeletrónico discreto, fiável, conforme e bem especificado.