Ficha Técnica da Barra Retangular LED Âmbar-Amarela LTL-6201KY - Tecnologia AlInGaP - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL-6201KY é uma fonte de luz de estado sólido concebida como um display em barra retangular. A sua função principal é fornecer uma área de emissão grande, brilhante e uniforme para aplicações que requerem indicadores visuais claros. O dispositivo é construído utilizando tecnologia avançada de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), especificamente configurada para produzir uma luz de cor âmbar-amarela. Esta tecnologia, cultivada num substrato transparente de GaAs (Arsenieto de Gálio), contribui para a sua eficiência e pureza de cor. O produto é alojado num encapsulamento padrão de dupla linha (DIP), tornando-o compatível com várias técnicas de montagem, incluindo montagem em painel e em legenda, o que amplia a sua aplicabilidade em diferentes conjuntos eletrónicos e interfaces de utilizador.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

O dispositivo oferece várias vantagens-chave que o tornam adequado para uma gama de aplicações industriais, comerciais e de consumo. A sua área emissora de luz grande e brilhante garante uma elevada visibilidade, o que é crucial para indicadores de estado, retroiluminação de legendas e painéis, e iluminação geral em espaços confinados. O baixo requisito de energia está alinhado com os princípios modernos de design energeticamente eficiente, enquanto a excelente relação de contraste ligado/desligado garante que o indicador seja claramente distinguível entre os seus estados ativo e inativo. O amplo ângulo de visão é um benefício significativo para aplicações onde o indicador pode ser visualizado a partir de várias posições, não apenas de frente. A fiabilidade inerente de estado sólido da tecnologia LED significa que o dispositivo oferece uma longa vida operacional, resistência a choques e vibrações, e desempenho consistente ao longo do tempo. Os mercados-alvo primários incluem painéis de controlo industrial, instrumentação, eletrónica de consumo, iluminação interior automóvel e qualquer aplicação que requeira uma luz indicadora robusta, fiável e brilhante.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Uma compreensão completa das especificações do dispositivo é essencial para uma integração adequada num projeto de circuito. Os parâmetros definem os limites operacionais e o desempenho esperado em condições específicas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal.

• Dissipação de Potência por Chip:75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que pode ser dissipada como calor por cada chip LED individual dentro do encapsulamento sem causar degradação.
• Corrente Direta de Pico por Chip:100 mA. Esta é a corrente direta instantânea máxima permitida, mas apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms. Exceder este valor, mesmo que brevemente, pode causar falha catastrófica.
• Corrente Direta Contínua por Chip:25 mA a 25°C. Esta é a corrente máxima recomendada para operação DC contínua. Um fator de derating de 0,33 mA/°C é aplicado para temperaturas ambientes (Ta) acima de 25°C. Por exemplo, a 50°C, a corrente contínua máxima seria aproximadamente 25 mA - (0,33 mA/°C * 25°C) = 16,75 mA.
• Tensão Reversa por Chip:5 V. Aplicar uma tensão de polarização reversa que exceda este valor pode romper a junção PN do LED.
• Gama de Temperatura de Operação e Armazenamento:-35°C a +85°C. O dispositivo pode funcionar e ser armazenado dentro desta gama de temperatura ambiente.
• Temperatura de Soldadura:Máximo de 260°C por um máximo de 3 segundos, medido a 1,6mm (1/16 de polegada) abaixo do plano de assento. Isto é crítico para processos de soldadura por onda ou reflow para evitar danos no encapsulamento.

2.2 Características Elétricas e Ópticas (a Ta=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste especificadas, fornecendo o comportamento esperado durante a operação normal.

• Intensidade Luminosa Média (Iv):Mínimo 43 mcd, Típico 109 mcd a uma corrente direta (IF) de 10 mA. Este parâmetro é categorizado, o que significa que os dispositivos são agrupados ou classificados com base na sua saída de luz medida. É medido usando um sensor e filtro que imitam a resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):595 nm (nanómetros) a IF=20 mA. Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica de saída está no seu máximo.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm a IF=20 mA. Isto indica a pureza espectral ou a dispersão dos comprimentos de onda da luz emitida. Um valor menor indica uma luz mais monocromática (cor pura).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):592 nm a IF=20 mA. Este é o comprimento de onda único que melhor representa a cor percebida da luz pelo olho humano, que para este dispositivo está na região âmbar-amarela.
• Tensão Direta (VF):Mínimo 2,05 V, Típico 2,6 V a IF=20 mA. Esta é a queda de tensão no LED quando está a conduzir a corrente especificada. É crucial para projetar o circuito limitador de corrente.
• Corrente Reversa (IR):Máximo 100 µA a uma tensão reversa (VR) de 5 V. Esta é a pequena corrente de fuga que flui quando o dispositivo está polarizado inversamente no seu valor máximo.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica afirma explicitamente que a intensidade luminosa é "categorizada". Isto refere-se a uma prática comum da indústria conhecida como binning. Durante a fabricação, existem variações naturais no desempenho dos dispositivos semicondutores. Para garantir consistência para o utilizador final, os LEDs são testados após a produção e classificados em diferentes grupos, ou "bins", com base em parâmetros-chave. Para o LTL-6201KY, o parâmetro principal de binning éIntensidade Luminosa (Iv). A ficha técnica fornece uma gama (43-109 mcd a 10mA), mas na produção, os dispositivos seriam agrupados em sub-gamas mais estreitas (ex.: 43-55 mcd, 56-70 mcd, etc.). Isto permite aos designers selecionar componentes com um nível de brilho conhecido e consistente para a sua aplicação, o que é vital para produtos que requerem aparência uniforme em múltiplos indicadores. Embora não detalhado explicitamente nesta ficha técnica resumida, outros parâmetros comuns de binning para LEDs coloridos podem incluir tensão direta (VF) e comprimento de onda dominante (λd) para garantir consistência de cor.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o excerto da ficha técnica fornecido mencione "Curvas Típicas de Características Elétricas / Ópticas", os gráficos específicos não estão incluídos no texto. Tipicamente, tais curvas para um LED como o LTL-6201KY incluiriam:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta curva não linear mostra a relação entre a corrente que flui através do LED e a tensão nos seus terminais. É essencial para projetar o circuito de acionamento, pois uma pequena mudança na tensão pode causar uma grande mudança na corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Este gráfico mostra como a saída de luz aumenta com o aumento da corrente de acionamento. É tipicamente linear numa gama, mas satura a correntes mais elevadas, e corrente excessiva leva a queda de eficiência e envelhecimento acelerado.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Esta curva demonstra a redução da saída de luz à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. Temperaturas mais elevadas geralmente reduzem a saída de luz e podem deslocar ligeiramente o comprimento de onda.
• Distribuição Espectral:Um gráfico que mostra a intensidade relativa da luz emitida ao longo do espectro de comprimentos de onda, centrado no comprimento de onda de pico de 595nm com uma largura a meia altura definida.

Os designers devem consultar a ficha técnica completa com estes gráficos para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão (diferentes correntes, temperaturas) e para otimizar o desempenho e a fiabilidade.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento e Desenho

O dispositivo utiliza um encapsulamento retangular de dupla linha. O desenho dimensional fornece medições críticas para o layout da PCB (Placa de Circuito Impresso), incluindo o comprimento total, largura e altura do encapsulamento, o espaçamento entre pinos (pitch), o diâmetro dos pinos e a posição da janela emissora de luz. A nota especifica que todas as dimensões estão em milímetros, com uma tolerância padrão de ±0,25 mm (0,01 polegadas) salvo indicação em contrário. A adesão precisa a estas dimensões é necessária para um encaixe adequado em recortes do painel e na PCB.

5.2 Ligação dos Pinos e Identificação de Polaridade

O LTL-6201KY tem 8 pinos. A pinagem é a seguinte: 1-Cátodo A, 2-Ânodo A, 3-Ânodo B, 4-Cátodo B, 5-Cátodo D, 6-Ânodo D, 7-Ânodo C, 8-Cátodo C. Esta configuração sugere que a barra retangular contém múltiplos chips LED (provavelmente quatro, rotulados A, B, C, D) dispostos num circuito específico. O diagrama de circuito interno, embora não detalhado aqui, mostraria como estes ânodos e cátodos estão ligados internamente. A polaridade correta é fundamental; ligar um LED em polarização inversa impedirá que ele acenda e, se a tensão reversa máxima for excedida, pode destruir o dispositivo. O encapsulamento provavelmente tem um marcador físico (um entalhe, um ponto ou uma borda chanfrada) para identificar o Pino 1.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A secção de valores máximos absolutos fornece o parâmetro-chave para soldadura: a temperatura do corpo não deve exceder 260°C por mais de 3 segundos. Esta é uma classificação padrão para muitos componentes de orifício passante. Para soldadura por onda, a velocidade da esteira e a temperatura de pré-aquecimento devem ser controladas para cumprir este limite. Para soldadura manual, deve ser usado um ferro com controlo de temperatura, e o tempo de contacto com o pino deve ser minimizado. Recomenda-se soldar a não menos de 1,6mm do corpo de plástico para evitar danos térmicos. Após a soldadura, o dispositivo deve ser deixado arrefecer naturalmente. Procedimentos adequados de manuseamento de ESD (Descarga Eletrostática) devem ser seguidos durante todas as fases de montagem para evitar danos na sensível junção semicondutora.

7. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Painéis de Controlo Industrial:Indicadores de estado para máquinas, ligar/desligar, alarmes de falha e seleção de modo.
• Instrumentação:Retroiluminação para interruptores, escalas e mostradores em equipamentos de teste.
• Eletrónica de Consumo:Indicadores de energia, luzes de estado de função (ex.: gravar, reproduzir, silenciar) em equipamentos de áudio/vídeo.
• Interiores Automóveis:Iluminação para interruptores do tablier, indicadores de mudança de marcha ou iluminação geral da cabine (onde a cor e o brilho são adequados).
• Legendas e Painéis:Retroiluminação para etiquetas gravadas ou impressas em painéis frontais, proporcionando uma aparência profissional e uniformemente iluminada.

7.2 Considerações de Design Críticas

• Limitação de Corrente:Um LED é um dispositivo controlado por corrente. Um resistor limitador de corrente em série é obrigatório quando acionado a partir de uma fonte de tensão para definir o ponto de operação (ex.: 10mA ou 20mA conforme a ficha técnica) e prevenir fuga térmica. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_fonte - VF_LED) / I_desejada.
• Gestão Térmica:Embora de baixa potência, a curva de derating para corrente contínua deve ser respeitada. Em ambientes de alta temperatura ambiente ou espaços fechados, a corrente efetiva deve ser reduzida para evitar exceder os limites de temperatura de junção, o que afeta a saída de luz e a vida útil.
• Ângulo de Visão:O amplo ângulo de visão é benéfico, mas deve ser considerado no design mecânico. A luz pode espalhar-se para áreas adjacentes, o que pode ser desejável ou requerer guias de luz/bafles para controlo.
• Binning para Consistência:Para aplicações com múltiplos indicadores, recomenda-se especificar um bin de intensidade luminosa estreito ao fornecedor para garantir brilho uniforme em todo o produto.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

O principal diferenciador do LTL-6201KY é a sua utilização da tecnologiaAlInGaPpara luz âmbar-amarela. Comparado com tecnologias mais antigas como LEDs padrão de GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, o que significa mais saída de luz para a mesma potência elétrica de entrada. Também proporciona melhor estabilidade de cor com a temperatura e ao longo da vida útil, e uma cor mais saturada e pura devido à sua largura espectral a meia altura mais estreita. O fator de forma de barra retangular com uma grande área emissora e o encapsulamento DIP distinguem-no de LEDs alternativos de fonte pontual mais pequenos (como LEDs redondos de 3mm ou 5mm) e de dispositivos de montagem em superfície (SMD), oferecendo manuseamento mais fácil para montagem em orifício passante e potencialmente melhor dissipação de calor através dos seus terminais mais longos.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 30mA para obter mais brilho?

R: A classificação máxima de corrente contínua é de 25mA a 25°C. Operar a 30mA excede esta classificação, o que aumentará a temperatura de junção, reduzirá a eficiência e encurtará significativamente a vida útil do dispositivo. Não é recomendado.

P: A tensão direta está listada como "2,05V mín., 2,6V típ." Qual valor devo usar para o meu cálculo de circuito?

R: Para um design robusto, use o valor típico máximo (2,6V) para garantir margem de tensão suficiente. Se usar o mínimo (2,05V) e receber um dispositivo com um VF mais alto, o seu circuito pode não fornecer corrente suficiente para alcançar o brilho desejado.

P: O que significa "categorizado para saída de luz" para a minha encomenda?

R: Significa que pode solicitar dispositivos de uma gama de brilho específica (bin). Se a sua aplicação requer brilho consistente em múltiplas unidades, deve consultar o documento detalhado de binning do fornecedor e especificar o código de bin Iv desejado ao encomendar.

P: Posso ligar os quatro chips LED internos em série?

R: É necessário o diagrama de circuito interno para confirmar. A pinagem fornecida sugere ânodos e cátodos independentes para os chips A, B, C, D. Isto tipicamente permite controlo individual ou ligação em várias combinações série/paralelo, mas a configuração deve ser verificada contra o diagrama para evitar curto-circuitos.

10. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um painel de estado para um router de rede com quatro luzes indicadoras (Energia, Internet, Wi-Fi, Ethernet).

O LTL-6201KY é selecionado pela sua luz âmbar brilhante e uniforme e amplo ângulo de visão. Existe uma linha de alimentação de 5V disponível na PCB. Visando uma corrente direta de 15mA (um compromisso entre brilho e consumo de energia), e usando um VF típico de 2,4V, o valor do resistor limitador de corrente é calculado: R = (5V - 2,4V) / 0,015A = 173,3 Ohms. É escolhido um resistor padrão de 180 Ohm. São construídos quatro circuitos idênticos, um para cada LED. Os LEDs são montados atrás de um painel frontal com legendas gravadas a laser. Como os LEDs são binned para intensidade consistente, todos os quatro indicadores aparecem igualmente brilhantes para o utilizador. O amplo ângulo de visão garante que o estado é visível mesmo quando o router é colocado numa prateleira baixa.

11. Introdução ao Princípio Tecnológico

Díodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de um processo chamado eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção PN do material semicondutor (neste caso, AlInGaP), os eletrões da região tipo N recombinam-se com as lacunas da região tipo P na zona de depleção. Esta recombinação liberta energia na forma de fotões (partículas de luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela banda proibida do material semicondutor. O AlInGaP tem uma banda proibida que corresponde à luz nas partes vermelha, laranja, âmbar e amarela do espectro visível. O uso de um substrato transparente de GaAs permite que mais da luz gerada escape do chip, melhorando a eficiência global de extração de luz em comparação com substratos absorventes.

12. Tendências de Desenvolvimento Tecnológico

A tendência na tecnologia de LED indicador continua em direção a maior eficiência, maior fiabilidade e embalagem mais compacta. Embora encapsulamentos DIP de orifício passante como o LTL-6201KY permaneçam relevantes para certas aplicações que requerem alta capacidade de potência ou facilidade de montagem manual, a indústria mudou largamente para encapsulamentos de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD) (ex.: 0603, 0805, PLCC) para montagem automatizada de PCB, poupando espaço e custo. Para LEDs coloridos, a tecnologia AlInGaP para vermelho-âmbar-amarelo e InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) para azul-verde-branco tornaram-se dominantes devido ao seu desempenho superior. Desenvolvimentos futuros podem focar-se em eficiência ainda maior (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor para LEDs brancos, e a integração de eletrónica de controlo (como drivers de corrente constante) dentro do próprio encapsulamento LED ("LEDs inteligentes"). No entanto, os princípios fundamentais de fiabilidade, especificações claras de ficha técnica e design térmico e elétrico adequado permanecem constantes e críticos para uma implementação bem-sucedida.