Ficha Técnica do LED Verde Difuso LTL307JGD - Pacote T-1 3/4 - Tensão Direta de 2.4V - Dissipação de 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas de um componente LED verde difuso, projetado para montagem em furo passante. O dispositivo utiliza a tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir luz verde. Caracteriza-se pelo seu diâmetro de pacote popular T-1 3/4, tornando-o uma escolha versátil para uma ampla gama de aplicações de indicação e iluminação em placas de circuito impresso (PCBs) ou painéis.

As vantagens principais deste componente incluem alta intensidade luminosa, baixo consumo de energia e alta eficiência. Foi projetado para ser compatível com circuitos integrados (CIs) devido aos seus baixos requisitos de corrente. Além disso, o produto está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), indicando que é um componente livre de chumbo (Pb).

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As especificações máximas absolutas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Estas especificações são definidas a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C e não devem ser excedidas em nenhuma condição de operação.

• Dissipação de Potência (P_D):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar na forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_F(PEAK)):60 mA. Esta é a corrente direta pulsada máxima permitida, especificada sob um ciclo de trabalho de 1/10 com uma largura de pulso de 0,1 ms.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA. Esta é a corrente direta contínua máxima que o LED pode suportar.
• Derating:A corrente direta contínua deve ser reduzida linearmente em 0,4 mA para cada grau Celsius acima de 50°C de temperatura ambiente.
• Tensão Reversa (V_R):5 V. A aplicação de uma tensão reversa superior a este valor pode danificar a junção PN do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +100°C. A faixa de temperatura ambiente dentro da qual o dispositivo foi projetado para funcionar.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-55°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por 5 segundos, medidos a 2,0 mm (0,078 polegadas) do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

As características elétricas e ópticas são medidas a T_A=25°C e representam os parâmetros de desempenho típicos do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (I_V):65 mcd (Mín), 110 mcd (Típ) a uma corrente direta (I_F) de 20 mA. A garantia inclui uma tolerância de ±15%. Este parâmetro é medido usando um sensor e filtro que aproximam a curva de resposta fotópica do olho CIE.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):50 graus (Típ). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no eixo), característica de uma lente difusa que espalha a luz.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):575 nm (Típ). O comprimento de onda no qual a potência óptica de saída é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):572 nm (Típ). Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura Espectral à Meia Altura (Δλ):11 nm (Típ). A largura espectral da luz emitida à metade da sua potência máxima (Largura Total à Meia Altura - FWHM).
• Tensão Direta (V_F):2,1 V (Mín), 2,4 V (Típ) a I_F= 20 mA.
• Corrente Reversa (I_R):100 µA (Máx) a uma tensão reversa (V_R) de 5 V.
• Capacitância (C):40 pF (Típ) medida em polarização zero (V_F=0) e uma frequência de 1 MHz.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros ópticos-chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. São definidos dois critérios principais de binagem.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados pela sua intensidade luminosa medida a 20 mA. O código do bin, tolerância e faixa são os seguintes:

• Código D:65 mcd (Mín) a 85 mcd (Máx)
• Código E:85 mcd (Mín) a 110 mcd (Máx)
• Código F:110 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx)
• Código G:140 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)

Nota: A tolerância em cada limite do bin é de ±15%.

3.2 Binagem de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados por seu comprimento de onda dominante para controlar a consistência da cor. Os bins são definidos em passos de 2 nm.

• Código H06:566,0 nm a 568,0 nm
• Código H07:568,0 nm a 570,0 nm
• Código H08:570,0 nm a 572,0 nm
• Código H09:572,0 nm a 574,0 nm
• Código H10:574,0 nm a 576,0 nm
• Código H11:576,0 nm a 578,0 nm

Nota: A tolerância em cada limite do bin é de ±1 nm.O número de peça específico LTL307JGD corresponderia a uma combinação específica de bins de intensidade e comprimento de onda.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas típicas de características elétricas e ópticas. Embora os gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, eles normalmente incluem os seguintes gráficos essenciais para análise de projeto:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (I_Vvs. I_F):Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, crucial para definir a corrente de acionamento para o brilho desejado.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta (V_Fvs. I_F):A curva característica I-V do diodo, importante para calcular os valores do resistor em série e a dissipação de potência.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_A):Ilustra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, destacando a importância do gerenciamento térmico.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em ~575 nm e a largura espectral (FWHM) de ~11 nm.
• Padrão do Ângulo de Visão:Um gráfico polar mostrando a distribuição angular da intensidade luminosa, confirmando o ângulo de visão de 50 graus para a lente difusa.

Estas curvas permitem que os engenheiros prevejam o comportamento do dispositivo em condições não padronizadas (correntes, temperaturas diferentes) e são vitais para um projeto de circuito robusto.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo utiliza o pacote redondo de furo passante padrão do setor T-1 3/4 (5mm). As notas dimensionais principais incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (as polegadas são fornecidas entre parênteses).
• Aplica-se uma tolerância geral de ±0,25mm (±0,010\") salvo indicação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,0mm (0,04\").
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais emergem do corpo do pacote plástico.

O desenho dimensional específico forneceria os valores exatos para o diâmetro do corpo, altura da lente, comprimento do terminal e diâmetro do terminal.

5.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs de furo passante, a polaridade é tipicamente indicada por duas características: comprimento do terminal e estrutura interna. O terminal mais longo é o ânodo (positivo), e o terminal mais curto é o cátodo (negativo). Além disso, muitos pacotes têm um ponto plano na borda da lente ou um chanfro no lado do cátodo do flange. Observar ambos os indicadores é recomendado para a orientação correta.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crítico para evitar danos durante a montagem.

6.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ser realizada em um ponto a pelo menos 3 mm da base da lente do LED.
• A base do chassi dos terminais não deve ser usada como ponto de apoio.
• A formação dos terminais deve ser feita à temperatura ambiente eantesdo processo de soldagem.
• Durante a inserção na PCB, use a força de fixação mínima necessária para evitar impor tensão mecânica excessiva nos terminais ou no pacote.

6.2 Processo de Soldagem

• Mantenha uma folga mínima de 2 mm entre a base da lente e o ponto de solda. A lente nunca deve ser imersa na solda.
• Evite aplicar qualquer tensão externa aos terminais enquanto o LED estiver em temperatura elevada após a soldagem.
• Condições de Soldagem Recomendadas:
  • Soldagem Manual (Ferro):Temperatura máxima 300°C, tempo máximo 3 segundos por terminal (soldagem única apenas).
  • Soldagem por Onda:Temperatura máxima de pré-aquecimento 100°C por até 60 segundos. Temperatura máxima da onda de solda 260°C por no máximo 5 segundos.

Aviso:Exceder estes limites de temperatura ou tempo pode causar deformação da lente, falha do fio de ligação interno ou degradação do material epóxi, levando à falha catastrófica do dispositivo.

6.3 Limpeza e Armazenamento

• Limpeza:Se necessário, limpe apenas com solventes à base de álcool, como álcool isopropílico.
• Armazenamento:Para armazenamento de longo prazo fora da embalagem original, armazene em um recipiente selado com dessecante ou em ambiente de nitrogênio. O ambiente de armazenamento recomendado não excede 30°C ou 70% de umidade relativa. Os componentes removidos de sua embalagem original devem, idealmente, ser usados dentro de três meses.

7. Informações de Embalagem e Pedido

O fluxo de embalagem padrão é o seguinte:

1. Unidade Básica:500 peças ou 250 peças por saco de embalagem antiestático.
2. Caixa Interna:10 sacos de embalagem são colocados em uma caixa interna, totalizando 5.000 peças.
3. Caixa Externa (Caixa de Remessa):8 caixas internas são embaladas em uma caixa externa, totalizando 40.000 peças.

Uma nota especifica que dentro de qualquer lote de remessa, apenas a embalagem final pode conter uma quantidade não completa. O número de peça LTL307JGD segue um sistema de codificação específico do fabricante, onde "LTL" provavelmente denota a família do produto, "307" pode indicar a cor e o pacote, e "JGD" especifica os códigos de bin de desempenho para intensidade luminosa e comprimento de onda dominante.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED verde difuso é adequado para uma ampla gama de aplicações que requerem um indicador claro e visível, incluindo, mas não se limitando a:

• Indicadores de status de energia em eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e equipamentos industriais.
• Indicadores de sinal e modo em dispositivos de comunicação, equipamentos de áudio/vídeo e painéis de controle.
• Iluminação de fundo para interruptores, legendas e pequenos painéis.
• Luzes indicadoras de uso geral em interiores automotivos, instrumentação e projetos de hobby.

A ficha técnica afirma explicitamente que estes LEDs são destinados a equipamentos eletrônicos comuns (equipamentos de escritório, equipamentos de comunicação, aplicações domésticas). Para aplicações que requerem confiabilidade excepcional onde a falha poderia colocar em risco a vida ou a saúde (aviação, dispositivos médicos, sistemas de segurança), é necessária consulta ao fabricante antes do uso.

8.2 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma regra de projeto crítica é sempre usar um resistor limitador de corrente em série com o LED.

• Circuito Recomendado (Circuito A):Cada LED tem seu próprio resistor em série dedicado. Isto garante brilho uniforme ao compensar a variação natural na tensão direta (V_F) de um LED para outro, mesmo quando são do mesmo tipo e bin.
• Circuito Não Recomendado (Circuito B):Conectar múltiplos LEDs em paralelo com um único resistor limitador de corrente compartilhado. Pequenas diferenças nas características I-V de cada LED farão com que a corrente se divida de forma desigual, levando a diferenças significativas no brilho entre os dispositivos.

O valor do resistor em série (R_S) é calculado usando a Lei de Ohm: R_S= (V_Fonte- V_F) / I_F. Usando o V_Ftípico de 2,4V e um I_Fdesejado de 20 mA com uma fonte de 5V: R_S= (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ω. Um resistor padrão de 130 Ω ou 150 Ω seria apropriado, garantindo também que a potência nominal seja suficiente (P = I²R ≈ 0,052W).

8.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. Precauções obrigatórias incluem:

• O pessoal deve usar pulseiras aterradas ou luvas antiestáticas ao manusear LEDs.
• Todos os equipamentos, bancadas de trabalho e racks de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
• Use ionizadores para neutralizar a carga estática que pode se acumular na superfície da lente plástica devido ao atrito durante o manuseio.
• Mantenha uma estação de trabalho segura contra estática com materiais certificados e monitore o treinamento/certificação de todo o pessoal.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Dentro da categoria de LEDs verdes de furo passante de 5mm, este dispositivo baseado em AlInGaP oferece vantagens distintas:

• vs. LEDs Verdes GaP Tradicionais:A tecnologia AlInGaP normalmente oferece eficiência luminosa e intensidade significativamente maiores em comparação com os LEDs verdes mais antigos de Fosfeto de Gálio (GaP), resultando em uma saída mais brilhante na mesma corrente de acionamento.
• vs. LEDs Não Difusos (Cristalinos):A lente difusa proporciona um ângulo de visão mais amplo e uniforme (50° vs. um feixe mais estreito para lentes cristalinas), tornando-a ideal para aplicações onde o indicador precisa ser visível de uma ampla gama de ângulos.
• vs. LEDs Super-Bright:Este dispositivo ocupa um segmento de desempenho de médio alcance. Oferece bom brilho (bins de 65-180 mcd) adequado para a maioria dos propósitos de indicação, sem os requisitos extremos de corrente de acionamento ou o custo dos LEDs de ultra-alto brilho, equilibrando desempenho e consumo de energia de forma eficaz.
• Conformidade RoHS:Como um produto livre de chumbo, atende às regulamentações ambientais modernas para fabricação eletrônica, o que é um diferencial-chave em relação aos componentes legados não conformes.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

1. P: Qual resistor devo usar com uma fonte de 5V?
   
   R: Para uma corrente direta típica de 20 mA e V_Fde 2,4V, use um resistor de 130 Ω. Sempre calcule com base na sua tensão de fonte específica e corrente desejada.
2. P: Posso acionar este LED diretamente de um pino de microcontrolador?
   
   R: Sim, mas você ainda deve usar um resistor limitador de corrente em série. O pino do microcontrolador atua como a fonte de tensão. Certifique-se de que o pino pode fornecer ou drenar a corrente de 20 mA necessária.
3. P: Por que há uma tolerância de ±15% na intensidade luminosa mesmo dentro de um bin?
   
   R: A fabricação de semicondutores tem variações de processo inerentes. A binagem agrupa LEDs com desempenho semelhante, mas uma faixa de tolerância considera a precisão da medição e pequenas variações de desempenho dentro do grupo para garantir um nível mínimo de desempenho.
4. P: O que acontece se eu exceder a corrente direta contínua máxima absoluta de 30 mA?
   
   R: Exceder esta especificação aumenta a temperatura da junção além dos limites seguros, o que pode acelerar a degradação da saída de luz (depreciação de lúmens) e encurtar significativamente a vida útil operacional, podendo causar falha catastrófica imediata.
5. P: Quão crítica é a folga de soldagem de 2mm da lente?
   
   R: Muito crítica. O calor da solda conduzido pelo terminal pode amolecer ou derreter a lente de epóxi, causando deformação ou permitindo a entrada de umidade, o que danificará o LED.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Painel de Status com Múltiplos LEDs

Um engenheiro está projetando um painel de controle com quatro indicadores de status verdes. Usando um barramento comum de 5V, eles precisam de brilho consistente.

Solução:Implemente o Circuito A recomendado. Use quatro resistores limitadores de corrente idênticos, um em série com cada LED LTL307JGD. Mesmo que os LEDs venham de bins diferentes ou tenham pequenas variações de V_F, os resistores individuais regularão a corrente através de cada um independentemente, garantindo que todos os quatro indicadores tenham brilho uniforme e correspondente. O ângulo de visão de 50° da lente difusa garante que o status seja claramente visível para um operador em frente ou ligeiramente ao lado do painel. O projetista deve garantir que o layout da PCB mantenha a distância mínima de 2mm do ponto de solda ao corpo do LED e forneça espaçamento adequado para dissipação de calor, especialmente se os LEDs forem acionados continuamente na corrente máxima ou próximo dela.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência em um diodo semicondutor. A região ativa é composta por camadas de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) crescidas em um substrato. Quando uma tensão direta que excede a tensão de condução do diodo (~2,1V) é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região ativa a partir das camadas semicondutoras do tipo N e do tipo P, respectivamente. Esses portadores de carga se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, verde em um comprimento de onda dominante de ~572 nm. A lente de epóxi difusa contém partículas de dispersão que aleatorizam a direção dos fótons emitidos, alargando o feixe em um ângulo de visão amplo em comparação com uma lente cristalina que produziria um feixe mais focado.

13. Tendências de Desenvolvimento

A evolução de LEDs indicadores como este segue várias tendências-chave do setor:

• Aumento da Eficiência:Melhorias contínuas em ciência dos materiais e crescimento epitaxial continuam a elevar a eficácia luminosa (lúmens por watt) do AlInGaP e de outras tecnologias de LED, permitindo saída mais brilhante a correntes mais baixas ou consumo de energia reduzido para o mesmo brilho.
• Miniaturização:Embora o pacote T-1 3/4 permaneça popular para aplicações de furo passante, há uma forte mudança de mercado para pacotes de dispositivos de montagem em superfície (SMD) (por exemplo, 0603, 0402) para montagem de PCB de maior densidade. Os componentes de furo passante são frequentemente mantidos para prototipagem, uso de hobby ou aplicações que requerem maior robustez mecânica.
• Consistência de Cor e Binagem:Os processos de fabricação estão se tornando mais precisos, levando a distribuições de binagem mais estreitas. Algumas aplicações de alto volume podem exigir LEDs "pré-binados" ou "pareados" com tolerâncias de comprimento de onda e intensidade extremamente estreitas.
• Integração:Existe uma tendência para integrar o resistor limitador de corrente, o diodo de proteção ESD ou mesmo um CI de controle diretamente no pacote do LED, criando componentes LED "inteligentes" ou "fáceis de acionar" que simplificam o projeto do circuito.
• Sustentabilidade:A busca pela conformidade RoHS e materiais livres de halogênio agora é padrão. Tendências futuras podem incluir o aumento do uso de materiais recicláveis na embalagem e a redução adicional de outras substâncias perigosas.