Lâmpada LED T1 3mm & T1 3/4 5mm Furo Passante - Hiper Vermelho a Verde - 20mA 2.4V - Folha de Dados em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha uma família de lâmpadas LED de uso geral disponíveis em dois tamanhos padrão da indústria para encapsulamento de furo passante: T1 (3mm) e T1 3/4 (5mm). Estes dispositivos são projetados para fornecer níveis de intensidade luminosa superiores em comparação com LEDs indicadores básicos, tornando-os adequados para aplicações que requerem visibilidade aprimorada. O material emissor de luz principal é o Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) cultivado sobre um substrato de Arsenieto de Gálio, uma tecnologia conhecida pela sua alta eficiência e boa pureza de cor ao longo do espectro do vermelho ao verde.

1.1 Vantagens Principais

Os principais benefícios desta série de LEDs incluem baixo consumo de energia, alta intensidade luminosa e alta eficiência. Eles são oferecidos com uma variedade de opções de tonalidade da lente correspondentes a diferentes cores de origem, proporcionando flexibilidade de design. O ângulo de visão padrão de 45 graus garante um padrão de emissão de luz amplo e consistente.

1.2 Aplicações Alvo

Estes LEDs são projetados para luzes indicadoras de uso geral e displays de status numa vasta gama de eletrônicos de consumo, painéis de controle industrial, iluminação interior automotiva e indicadores de eletrodomésticos onde sinalização brilhante e confiável é necessária.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos especificados na folha de dados.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Para todas as variantes de cor desta série, a corrente direta contínua é classificada em 30 mA a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. A dissipação de potência é de 75 mW. Uma corrente direta de pico de 90 mA (para variantes vermelhas) ou 60 mA (para variantes âmbar, amarela, verde) é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms). A tensão reversa máxima é de 5V. A faixa de temperatura de operação e armazenamento é especificada de -40°C a +100°C. O fator de derating para a corrente direta é de 0.4 mA/°C linearmente a partir de 70°C, o que significa que a corrente contínua permitida diminui à medida que a temperatura sobe acima deste ponto para evitar sobreaquecimento.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

As características elétricas e ópticas são medidas a T_A=25°C com uma corrente de teste padrão (I_F) de 20 mA. Os dados são apresentados separadamente para os encapsulamentos de 3mm (Série F, números de parte começando com LTL1CHJ) e 5mm (Série H, números de parte começando com LTL2F7J), mas os valores são idênticos para cores equivalentes.

2.2.1 Intensidade Luminosa (I_v)

A intensidade luminosa, uma medida do brilho percebido, tem um valor mínimo especificado de 65 mcd para todos os tipos de cor. Os valores típicos variam conforme a cor: Hiper Vermelho (LTLxCHJDTNN/xF7JDTNN) é 120 mcd, Super Vermelho (LTLxCHJRTNN/xF7JRTNN) é 140 mcd, enquanto as variantes Vermelho, Âmbar, Amarelo e Verde (LTLxCHJETNN/FTNN/YTNN/STNN/GTNN) têm uma intensidade típica de 180 mcd. Os produtos suportam um sistema de classificação de dois níveis para intensidade luminosa, com o código de nível específico marcado na embalagem.

2.2.2 Parâmetros de Comprimento de Onda

Três parâmetros-chave de comprimento de onda definem a cor emitida:

• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima. Varia de 650 nm (Hiper Vermelho) até 575 nm (Verde).
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Derivado do diagrama de cromaticidade CIE, representa o comprimento de onda único que melhor define a cor percebida do LED. Geralmente é ligeiramente mais curto do que o comprimento de onda de pico para estes dispositivos, por exemplo, 639 nm para Hiper Vermelho, 624 nm para Vermelho, 605 nm para Âmbar, até 572 nm para Verde.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):A largura total à meia altura (FWHM) do espectro de emissão, indicando a pureza da cor. É de 20 nm para variantes vermelhas, 17 nm para âmbar e 15 nm para variantes amarela e verde.

2.2.3 Parâmetros Elétricos

A tensão direta (V_F) a I_F=20 mA tem uma especificação máxima entre 2.3V e 2.4V dependendo da cor, com valores típicos em torno de 2.0V a 2.05V. A corrente reversa (I_R) é garantida como sendo no máximo 100 μA a uma tensão reversa (V_R) de 5V. A capacitância da junção (C) é tipicamente 40 pF quando medida a 0V de polarização e frequência de 1 MHz.

2.2.4 Ângulo de Visão

O ângulo de visão, definido como 2θ_1/2(duas vezes o semi-ângulo), é de 45 graus. θ_1/2é o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro). Isto cria um feixe de largura média adequado para indicação geral.

3. Explicação do Sistema de Binning

A folha de dados indica o uso de um sistema de binning principalmente para intensidade luminosa. Os produtos são classificados em dois níveis de intensidade. O código de nível específico (código de classificação Iv) está marcado em cada saco de embalagem individual. Isto permite aos designers selecionar LEDs com níveis de brilho consistentes para as suas aplicações. Embora não detalhado explicitamente para comprimento de onda ou tensão direta neste documento, os processos de fabrico típicos para tais LEDs geralmente incluem bins para comprimento de onda dominante e V_Fpara garantir consistência de cor e elétrica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados referencia curvas típicas de características elétricas/ópticas na página final. Embora os gráficos específicos não sejam fornecidos no conteúdo textual, as curvas padrão para tais LEDs tipicamente incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Mostra a relação exponencial, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra como o brilho aumenta com a corrente, até aos limites máximos especificados.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura de operação aumenta.
• Distribuição Espectral de Potência:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico e a forma do espectro de emissão para cada cor.

Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições de operação não padrão.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

Desenhos dimensionados detalhados são fornecidos para os encapsulamentos T1 (Série LTL1CHx) e T1 3/4 (Série LTL2F7x). As dimensões-chave incluem o diâmetro do corpo (aproximadamente 3mm e 5mm, respetivamente), altura total e espaçamento dos terminais. Os terminais são medidos onde emergem do corpo do encapsulamento. É notada uma protuberância máxima de resina sob o flange de 1.0mm. Todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs de furo passante, a polaridade é tipicamente indicada por duas características: o terminal mais longo denota o ânodo (positivo), e o lado plano na borda da lente do LED ou um entalhe no flange de plástico geralmente denota o lado do cátodo (negativo). A marcação específica deve ser verificada no diagrama do encapsulamento.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A folha de dados especifica uma temperatura de soldadura dos terminais de 260°C por uma duração máxima de 5 segundos, medida a uma distância de 1.6mm (0.063") do corpo do LED. Este é um parâmetro crítico para evitar danos térmicos ao chip semicondutor interno e à lente de epóxi. Ao usar soldadura por onda ou manual, deve-se ter cuidado para aderir a este perfil tempo-temperatura. Recomenda-se usar um dissipador de calor (por exemplo, pinça) no terminal entre o ponto de solda e o corpo do LED se for esperado calor prolongado.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Regra de Numeração de Parte

O número de parte segue a estrutura: LTL [Código da Série] [Código de Cor/Intensidade] TNN.

• LTL:Prefixo da família de produtos.
• Código da Série:1CHJ para 3mm (Série F), 2F7J para 5mm (Série H).
• Código de Cor:A letra antes de "TNN" indica a cor e o tipo (por exemplo, D para Hiper Vermelho, R para Super Vermelho, E para Vermelho, F para Âmbar, Y para Âmbar Amarelo, S para Amarelo, G para Verde).
• TNN:Sufixo comum para esta série.

Exemplo: LTL1CHJETNN é um LED Vermelho de 3mm.

7.2 Especificação de Embalagem

O código de nível de intensidade luminosa (classificação Iv) está marcado em cada saco de embalagem. A embalagem padrão para tais componentes é tipicamente em fita e carretel ou em sacos a granel, embora as quantidades específicas não sejam detalhadas neste excerto.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Estes LEDs requerem um resistor limitador de corrente em série quando conectados a uma fonte de tensão. O valor do resistor pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte- V_F) / I_F. Usar o V_Fmáximo da folha de dados neste cálculo garante que a corrente não exceda o valor desejado mesmo com variação entre dispositivos. Para uma fonte de 5V e um LED Vermelho típico (V_F~2.4V máx.) a 20mA, o resistor seria R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω. Um resistor padrão de 130Ω ou 150Ω seria apropriado.

8.2 Considerações de Design

• Condução de Corrente:Conduza sempre os LEDs com uma corrente controlada, não com uma tensão fixa. Use um resistor em série ou um driver de corrente constante.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja baixa, operar a altas temperaturas ambiente (próximas de 100°C) requer reduzir a corrente direta de acordo com a diretriz de 0.4 mA/°C acima de 70°C.
• Proteção contra Tensão Reversa:A tensão reversa máxima é de apenas 5V. Se houver qualquer possibilidade de polarização reversa no circuito (por exemplo, em aplicações AC ou multiplexadas), deve ser usado um diodo de proteção externo.
• Ângulo de Visão:O ângulo de visão de 45 graus fornece um feixe amplo. Para luz mais direcional, podem ser necessárias ópticas secundárias.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparados com LEDs de tecnologia mais antiga, como o Fosfeto de Gálio (GaP), estes LEDs baseados em AlInGaP oferecem uma eficiência luminosa significativamente maior, resultando numa saída mais brilhante à mesma corrente. A variedade de cores precisas dentro do espectro vermelho-laranja-amarelo-verde, cada uma com comprimento de onda e pureza definidos, permite sinalização e exibição de cores precisas. A disponibilidade em dois tamanhos de encapsulamento comuns (3mm e 5mm) fornece compatibilidade direta de substituição com uma vasta gama de footprints de PCB existentes e recortes de painel.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O comprimento de onda de pico é o pico físico da luz emitida. O comprimento de onda dominante é o ponto de cor percebido no gráfico CIE. Para LEDs, especialmente com espectros largos, eles podem diferir. O comprimento de onda dominante é mais relevante para correspondência de cores.

P: Posso conduzir este LED a 30mA continuamente?

R: Sim, 30mA é a classificação máxima de corrente contínua DC a 25°C. No entanto, se a temperatura ambiente exceder 70°C, a corrente deve ser reduzida de acordo com o fator de derating (0.4 mA/°C) para evitar exceder a temperatura máxima da junção.

P: A lente é descrita como "Transparente". Por que existem cores diferentes?

R: O material da lente em si é epóxi transparente. A cor é determinada pelo material semicondutor (AlInGaP) que emite luz colorida, e por vezes por dopantes adicionais ou materiais de conversão no encapsulamento. A opção "lente colorida" refere-se à cor da luz emitida, não a um filtro colorido.

P: Como identifico o ânodo e o cátodo?

R: O terminal mais longo é o ânodo (+). Visualmente, olhando para o LED de cima, o lado plano na borda da lente ou no flange tipicamente corresponde ao cátodo (-). Consulte sempre o desenho do encapsulamento para a marcação definitiva.

11. Caso de Uso Prático

Cenário: Projetar um painel indicador multi-estado para um controlador industrial.O painel requer cores distintas e brilhantes para "Ligado" (Verde), "Em Espera" (Âmbar), "Falha" (Vermelho) e "Comunicação Ativa" (Amarelo Intermitente). Esta série de LEDs é ideal. O designer selecionaria o LTLxCHJGTNN (Verde), LTLxCHJFTNN (Âmbar), LTLxCHJETNN (Vermelho) e LTLxCHJSTNN (Amarelo). Usar uma corrente de condução comum de 20mA simplifica o design do circuito de acionamento (um microcontrolador com resistores limitadores de corrente). O ângulo de visão de 45 graus garante que os indicadores sejam visíveis a partir de uma ampla gama de posições do operador. A alta intensidade luminosa (65-180 mcd) garante visibilidade mesmo em ambientes industriais bem iluminados.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Estes LEDs são baseados no material semicondutor Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) cultivado epitaxialmente sobre um substrato de Arsenieto de Gálio (GaAs). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz). A energia específica da banda proibida da liga AlInGaP, que pode ser ajustada variando as proporções de Alumínio, Índio, Gálio e Fósforo, determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida. Este sistema de material é particularmente eficiente para produzir luz de alto brilho nas porções vermelha, laranja, âmbar e amarelo-verde do espectro visível.

13. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

A tendência geral na tecnologia LED é para maior eficiência (mais lúmens por watt), maior fiabilidade e menor custo. Para LEDs indicadores de furo passante como estes, o desenvolvimento frequentemente foca-se no refinamento do processo de crescimento epitaxial para produzir intensidade luminosa ainda maior a partir do mesmo tamanho de chip e corrente, e na melhoria dos materiais de encapsulamento plástico para melhor estabilidade térmica e consistência de cor ao longo de longas vidas úteis. Embora os encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) dominem novos designs para miniaturização, os LEDs de furo passante permanecem vitais para prototipagem, reparação, sistemas legados e aplicações que requerem montagem mecânica robusta ou maior brilho de ponto único a partir de um componente discreto.