Folha de Dados do LED Verde LTL17KCGM4J - Pacote T-1 - Comprimento de Onda 518nm - Tensão 3.2V - Potência 108mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL17KCGM4J é uma lâmpada LED de montagem furo passante de alta eficiência, projetada para indicação de status e iluminação em uma ampla gama de aplicações eletrônicas. Apresenta um popular pacote T-1 (3mm) de diâmetro com lente difusa branca, proporcionando um amplo ângulo de visão e distribuição uniforme de luz. O dispositivo utiliza tecnologia InGaN para produzir uma luz verde com um comprimento de onda dominante típico de 518nm.

1.1 Vantagens Principais

• Baixo Consumo de Energia e Alta Eficiência:Oferece alta intensidade luminosa com consumo mínimo de energia.
• Conformidade Ambiental:Livre de chumbo e totalmente em conformidade com as diretivas RoHS.
• Pacote Padrão:O formato T-1 garante compatibilidade com layouts de PCB e processos de fabricação existentes.
• Lente Difusa:A lente difusa branca oferece um amplo e uniforme ângulo de visão de 40 graus, ideal para aplicações de indicação.

1.2 Mercados-Alvo

Este LED é adequado para diversas aplicações em múltiplas indústrias, incluindo:

• Equipamentos de Comunicação
• Periféricos de Computador
• Eletrônicos de Consumo
• Eletrodomésticos
• Controles e Instrumentação Industrial

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob estas condições não é garantida.

• Dissipação de Potência (Pd):108 mW. Esta é a potência máxima que o LED pode dissipar na forma de calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA contínuos. O dispositivo deve ser acionado nesta corrente ou abaixo dela para operação confiável.
• Corrente Direta de Pico:100 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 0.1ms).
• Tensão Reversa (VR):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar falha imediata.
• Faixa de Temperatura de Operação:-30°C a +85°C. O LED tem seu funcionamento garantido dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos a uma distância de 2.0mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C e definem o desempenho típico do dispositivo.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 680 mcd (mín.) a 3200 mcd (máx.) a uma corrente direta (IF) de 20 mA. O valor típico é 1500 mcd. Nota: uma tolerância de teste de ±15% se aplica a estes valores.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 3.2V, com uma faixa de 2.9V a 3.6V em IF=20mA. Este parâmetro é crucial para projetar o resistor limitador de corrente no circuito de acionamento.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):40 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no eixo).
• Comprimento de Onda Dominante (λd):A cor primária percebida pelo olho humano. Para este produto, é classificada de 514nm a 527nm, com um alvo típico de 518nm.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):Aproximadamente 515nm, que é o comprimento de onda no ponto mais alto do espectro de emissão do LED.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):35 nm. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática.
• Corrente Reversa (IR):10 μA máximo quando uma tensão reversa de 5V é aplicada. O LED não foi projetado para operação reversa.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O LTL17KCGM4J utiliza um sistema de binning bidimensional.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos por valores mínimos e máximos de intensidade luminosa a 20mA. A tolerância para cada limite de bin é de ±15%.

• Bin NP:680 mcd (Mín.) a 1150 mcd (Máx.)
• Bin QR:1150 mcd (Mín.) a 1900 mcd (Máx.)
• Bin ST:1900 mcd (Mín.) a 3200 mcd (Máx.)

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os bins são definidos por faixas específicas de comprimento de onda a 20mA. A tolerância para cada limite de bin é de ±1nm.

• G07:514.0 nm a 516.0 nm
• G08:516.0 nm a 518.0 nm
• G09:518.0 nm a 520.0 nm
• G10:520.0 nm a 523.0 nm
• G11:523.0 nm a 527.0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, curvas típicas para tal dispositivo incluiriam:

4.1 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva mostra como a saída de luz aumenta com a corrente direta. Geralmente é linear em correntes mais baixas, mas pode saturar em correntes mais altas devido a efeitos térmicos e queda de eficiência.

4.2 Tensão Direta vs. Corrente Direta

Esta curva característica IV é de natureza exponencial. A tensão direta especificada (ex., 3.2V típ.) é um único ponto nesta curva a 20mA.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta curva é essencial para aplicações que operam em ambientes de alta temperatura.

4.4 Distribuição Espectral

Um gráfico mostrando a potência relativa emitida em diferentes comprimentos de onda, com pico em torno de 515nm e uma largura característica (35 nm FWHM).

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED está em conformidade com o pacote padrão redondo de montagem furo passante T-1 (3mm). Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas).
• A tolerância é de ±0.25mm (.010") salvo indicação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1.0mm (.04").
• O espaçamento dos terminais é medido onde os terminais saem do corpo do pacote.

5.2 Identificação de Polaridade

Tipicamente, o terminal mais longo denota o ânodo (positivo), e o terminal mais curto denota o cátodo (negativo). O cátodo também pode ser indicado por um ponto plano no flange da lente do LED.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Condições de Armazenamento

Para uma vida útil ideal, armazene os LEDs em um ambiente que não exceda 30°C e 70% de umidade relativa. Se removidos da embalagem original à prova de umidade, use dentro de três meses. Para armazenamento mais longo, use um recipiente selado com dessecante ou em atmosfera de nitrogênio.

6.2 Formação dos Terminais

• Dobre os terminais em um ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED.
• Não use o corpo do LED como ponto de apoio.
• Realize a formação à temperatura ambiente e antes do processo de soldagem.
• Use força mínima de fixação durante a montagem do PCB para evitar estresse mecânico.

6.3 Processo de Soldagem

Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 2mm da base da lente de epóxi até o ponto de solda. Nunca imerja a lente na solda.

• Soldagem Manual (Ferro):Temperatura máxima de 350°C por não mais que 3 segundos por terminal.
• Soldagem por Onda:
  • Pré-aquecimento: Máximo de 100°C por até 60 segundos.
  • Onda de Solda: Máximo de 260°C por até 5 segundos.
• Importante:A soldagem por refluxo IR NÃO é adequada para este produto LED de montagem furo passante. Calor ou tempo excessivo danificará a lente de epóxi ou o chip semicondutor.

6.4 Limpeza

Se necessário, limpe apenas com solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA).

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

O produto está disponível em múltiplas configurações de embalagem:

• Embalagem Unitária:1000, 500, 200 ou 100 peças por saco de embalagem à prova de umidade.
• Caixa Interna:Contém 10 sacos de embalagem (ex., 10.000 peças se usar sacos de 1000pc).
• Caixa Externa (Lote de Remessa):Contém 8 caixas internas (ex., 80.000 peças). A embalagem final em um lote pode não estar completa.

8. Recomendações para Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme e prevenir danos:

• Sempre use um resistor limitador de corrente em série com cada LED.O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vfonte - VF) / IF, onde VF é a tensão direta do LED e IF é a corrente direta desejada (ex., 20mA).
• Evite conectar múltiplos LEDs diretamente em paralelosem resistores individuais. Pequenas variações na característica de tensão direta (VF) entre LEDs podem causar um desequilíbrio significativo de corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecorrente em um dispositivo (como ilustrado no Circuito B da folha de dados). O método recomendado é usar um resistor em série para cada ramo de LED (Circuito A).

8.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (108mW máx.), um projeto adequado é necessário para confiabilidade:

• Observe a derating da corrente direta contínua de 0.45 mA/°C acima de 30°C de temperatura ambiente. Isto significa que a corrente contínua máxima permitida diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta.
• Garanta espaçamento adequado entre os LEDs e outros componentes geradores de calor no PCB.

8.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. Implemente o seguinte na área de manuseio e montagem:

• Use pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas.
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• Certifique-se de que todos os equipamentos, estações de trabalho e racks de armazenamento estejam devidamente aterrados.
• Use ionizadores para neutralizar a carga estática que pode se acumular na lente de plástico.
• Mantenha treinamento e certificação ESD para todo o pessoal.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

O LTL17KCGM4J oferece vantagens específicas dentro do mercado de LEDs de montagem furo passante:

• Consistência de Comprimento de Onda:O sistema rigoroso de binning para comprimento de onda dominante (±1nm por bin) garante uma consistência de cor superior em aplicações que requerem múltiplos LEDs, comparado a peças com tolerâncias mais amplas.
• Opções de Alta Intensidade:A disponibilidade do bin de alto brilho ST (até 3200 mcd) o torna adequado para aplicações que requerem alta visibilidade ou onde a luz pode ser atenuada por filtros ou difusores.
• Embalagem Robusta:O pacote padrão T-1 com lente difusa fornece um fator de forma mecânico comprovado e confiável com boas características de visualização.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Qual valor de resistor devo usar com uma fonte de 5V?

Usando a tensão direta típica (VF=3.2V) e uma corrente alvo de 20mA (0.02A): R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohms. Um resistor padrão de 91 Ohm ou 100 Ohm seria apropriado. Sempre calcule com base no VF máximo da folha de dados (3.6V) para garantir que a corrente não exceda o limite sob as piores condições.

10.2 Posso acionar este LED continuamente a 30mA?

Sim, 30mA é a classificação absoluta máxima de corrente contínua CC a 25°C. No entanto, para confiabilidade de longo prazo e para considerar o aumento de temperatura, muitas vezes é aconselhável operar em uma corrente mais baixa, como 20mA. Se operar a 30mA, certifique-se de que a temperatura ambiente esteja bem abaixo de 85°C e considere o fator de derating.

10.3 Por que um resistor em série é necessário se minha fonte de alimentação é de corrente constante?

Se você estiver usando um driver de corrente constante dedicado e configurado corretamente, um resistor em série não é necessário e pode até ser prejudicial. O resistor é essencial ao usar uma fonte de tensão constante (como uma bateria ou regulador de tensão) para limitar a corrente a um valor seguro.

10.4 Como interpreto o código de bin de intensidade luminosa na embalagem?

O código de bin (ex., ST, QR, NP) impresso no saco de embalagem corresponde à faixa de intensidade luminosa dos LEDs dentro dele. Isto permite que os projetistas selecionem o grau de brilho apropriado para sua aplicação e garante consistência dentro de uma execução de produção.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando um painel de indicadores de status para uma unidade de controle industrial. O painel requer 10 LEDs indicadores verdes para mostrar o status "sistema ativo". A unidade é alimentada por uma linha de 12V, e o ambiente operacional pode atingir 50°C.

Etapas do Projeto:

1. Seleção de Corrente:Devido à temperatura ambiente elevada (50°C), aplique derating na corrente máxima. Derating a partir de 30°C: (50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = 9 mA de derating. Corrente máxima a 50°C ≈ 30mA - 9mA = 21mA. Escolher 18mA fornece uma boa margem de segurança mantendo o brilho.
2. Cálculo do Resistor:Use VF máximo (3.6V) para confiabilidade. R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467 Ohms. Use o valor padrão mais próximo, 470 Ohms.
3. Topologia do Circuito:Coloque cada LED com seu próprio resistor de 470Ω em série, e conecte todos os 10 pares LED-resistor em paralelo à fonte de 12V. Isto garante corrente igual através de cada LED apesar das variações de VF.
4. Seleção de Bin:Para aparência uniforme, especifique um único bin de intensidade luminosa (ex., QR) e um único bin de comprimento de onda dominante (ex., G08 para 518nm) junto ao fornecedor.
5. Layout:Siga a regra de distância mínima de solda de 2mm no layout do PCB. Forneça um leve espaçamento entre os LEDs para evitar aquecimento localizado.

12. Princípio de Funcionamento

O LTL17KCGM4J é uma fonte de luz semicondutora baseada em um chip de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada através do ânodo e cátodo, elétrons e lacunas são injetados na região ativa do semicondutor. Esses portadores de carga se recombinam, liberando energia na forma de fótons (luz). A composição específica do material InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde em aproximadamente 518nm. A embalagem de epóxi serve para proteger o chip, atuar como uma lente para moldar a saída de luz e inclui um material difusor para ampliar o ângulo de visão.

13. Tendências Tecnológicas

Embora os LEDs de montagem furo passante permaneçam vitais para prototipagem, reparo e certas aplicações legadas ou de alta confiabilidade, a tendência mais ampla da indústria mudou significativamente para pacotes de dispositivos de montagem em superfície (SMD) como 0603, 0805 e 2835. Os LEDs SMD oferecem vantagens em montagem automatizada, economia de espaço na placa e, muitas vezes, melhor desempenho térmico. No entanto, LEDs de montagem furo passante como o pacote T-1 continuam relevantes devido à facilidade de manuseio manual, robustez em ambientes de alta vibração e excelente adequação para protoboards e fins educacionais. A tecnologia dentro do próprio chip continua a evoluir, com pesquisas em andamento focadas em melhorar a eficiência (lúmens por watt), a reprodução de cores e a longevidade.