Ficha Técnica do LED Verde LTL816GE3T - Pacote T-1 - 2.6V - 52mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL816GE3T é uma lâmpada de diodo emissor de luz (LED) verde projetada para montagem em furo passante em placas de circuito impresso (PCBs). Pertence à popular família de pacotes T-1, oferecendo um formato padrão compatível com uma ampla gama de aplicações que requerem indicação de estado ou iluminação.

1.1 Vantagens Principais

Este LED oferece várias vantagens-chave para os projetistas. Apresenta baixo consumo de energia e alta eficiência luminosa, tornando-o adequado para aplicações sensíveis ao consumo energético. O dispositivo é construído com materiais sem chumbo e está totalmente em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas). Sua tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) combinada com uma lente transparente verde produz uma saída de luz verde clara e brilhante.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

O LTL816GE3T é projetado para flexibilidade em múltiplos setores. Suas aplicações primárias incluem indicadores de estado e retroiluminação em equipamentos de comunicação, computadores, eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e vários sistemas de controle industrial. O pacote T-1 padrão garante fácil integração em projetos e processos de fabricação existentes.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Compreender as características elétricas e ópticas é crucial para um projeto de circuito confiável e previsão de desempenho.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. São especificadas a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C.

• Dissipação de Potência (Pd):52 mW máximo. Esta é a potência total que o dispositivo pode dissipar com segurança na forma de calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):20 mA contínuos. Exceder esta corrente pode causar superaquecimento e degradação rápida.
• Corrente Direta de Pico:60 mA máximo, mas apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10 μs). Isto é útil para flashes breves e de alta intensidade.
• Derating:A corrente direta contínua máxima deve ser linearmente reduzida em 0,27 mA para cada grau Celsius acima de 30°C. Por exemplo, a 85°C, a corrente contínua máxima permitida é significativamente menor que 20 mA.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para operação em ambientes severos.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos, medidos a uma distância de 1,6mm (0,063") do corpo do LED. Isto é crítico para processos de soldagem por onda ou manual.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a TA=25°C e uma corrente direta (IF) de 10 mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 12,6 mcd a um valor típico de 29 mcd, com um máximo de 110 mcd. A intensidade real é classificada em bins (ver Seção 4). A medição utiliza um sensor/filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE. Uma tolerância de teste de ±15% é aplicada ao valor garantido de Iv.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):35 graus (típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro). Define a dispersão do feixe do LED.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):568 nm (típico). Este é o comprimento de onda no ponto mais alto do espectro de luz emitida.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 563 nm a 573 nm (ver Tabela de Bins). Este é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa a cor percebida da luz.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):30 nm (típico). Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática.
• Tensão Direta (VF):2,1V (mínimo) a 2,6V (típico) a 10 mA. Esta é a queda de tensão através do LED durante a operação.
• Corrente Reversa (IR):10 μA máximo a uma tensão reversa (VR) de 5V.Importante:Este dispositivo não foi projetado para operação reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste.

3. Especificação do Sistema de Binagem

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O LTL816GE3T utiliza um sistema de binagem bidimensional.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados com base na sua intensidade luminosa medida a 10 mA. Os códigos de bin e suas faixas são os seguintes (tolerância em cada limite do bin é ±15%):

• O1:60,0 - 110 mcd
• N1:40,0 - 60,0 mcd
• N2:29,0 - 40,0 mcd
• 19,0 - 29,0 mcd.0 - 29.0 mcd
• N4:12,6 - 19,0 mcd

O código de classificação Iv está marcado em cada saco de embalagem para rastreabilidade.

3.2 Binagem de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados pelo seu comprimento de onda dominante para controlar o tom preciso de verde. Os códigos de bin e faixas são os seguintes (tolerância em cada limite do bin é ±1 nm):

• YG:571,0 - 573,0 nm
• PG:569,0 - 571,0 nm
• GG:567,0 - 569,0 nm
• GG1:565,0 - 567,0 nm
• GG2:563,0 - 565,0 nm

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões de Contorno

O LED está em conformidade com o pacote radial com terminais padrão T-1 (3mm). Notas dimensionais-chave incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas fornecidas no desenho original).
• Uma tolerância padrão de ±0,25mm (.010") aplica-se, salvo especificação em contrário.
• A resina sob o flange pode se projetar até 1,0mm (.04") no máximo.
• O espaçamento dos terminais é medido onde os terminais emergem do corpo do pacote.
• O terminal do ânodo (positivo) é tipicamente o terminal mais longo, o que é uma prática comum da indústria para identificação de polaridade.

4.2 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para manuseio automatizado e envio a granel:

• Unidade Básica:500, 200 ou 100 peças por saco de embalagem antiestático.
• Caixa Interna:Contém 10 sacos de embalagem, totalizando 5.000 peças (ao usar sacos de 500 peças).
• Caixa Externa:Contém 8 caixas internas, totalizando 40.000 peças por caixa externa.
• Uma nota especifica que em cada lote de envio, apenas a embalagem final pode não ser uma embalagem completa.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é essencial para prevenir danos e garantir confiabilidade a longo prazo.

5.1 Armazenamento e Limpeza

Os LEDs devem ser armazenados em um ambiente não superior a 30°C e 70% de umidade relativa. Se removidos da embalagem original, devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento mais longo, use um recipiente selado com dessecante ou em ambiente de nitrogênio. A limpeza, se necessária, deve ser feita com solventes à base de álcool, como álcool isopropílico.

5.2 Formação dos Terminais e Montagem em PCB

Os terminais devem ser dobrados em um ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED. A base do *lead frame* não deve ser usada como fulcro. Toda a formação deve ser feita à temperatura ambiente eantesda soldagem. Durante a inserção na PCB, use a força mínima de clinch necessária para evitar tensão mecânica no pacote.

5.3 Processo de Soldagem

Uma folga mínima de 1,6mm deve ser mantida da base da lente até o ponto de solda. Deve-se evitar mergulhar a lente na solda. Não aplique tensão nos terminais durante a soldagem enquanto o LED estiver quente.

Condições de Soldagem Recomendadas:

• Ferro de Solda:Temperatura 350°C máx. Tempo: 3 segundos máx. (uma vez apenas). Posição: Não mais próximo que 1,6mm da base da lente.
• Soldagem por Onda:Pré-aquecimento: 100°C máx. por 60 segundos máx. Onda de Solda: 260°C máx. Tempo de Soldagem: 5 segundos máx. Posição de Imersão: Não inferior a 1,6mm da base da lente.

Aviso Crítico:Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha catastrófica. A soldagem por refluxo infravermelho (IR) énão adequadapara este produto LED do tipo furo passante.

6. Projeto de Aplicação e Método de Acionamento

6.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Um LED é um dispositivo operado por corrente. Para garantir brilho uniforme quando múltiplos LEDs são usados em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente em série com cada LED individual (Circuito A). Isto compensa pequenas variações na característica de tensão direta (Vf) entre LEDs individuais. Usar um único resistor para múltiplos LEDs em paralelo (Circuito B) não é recomendado, pois diferenças em Vf causarão variação significativa de brilho entre os LEDs.

6.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

A eletricidade estática pode danificar a junção semicondutora. Para prevenir danos por ESD:

• Os operadores devem usar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas.
• Todo o equipamento, mesas de trabalho e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
• Use um soprador de íons para neutralizar a carga estática que pode se acumular na superfície da lente de plástico devido ao atrito.
• Certifique-se de que o pessoal que trabalha em áreas seguras contra estática seja devidamente treinado e certificado em ESD.

7. Curvas de Desempenho e Análise

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para análise detalhada de projeto. Estas curvas representam graficamente a relação entre parâmetros-chave sob condições variáveis.

7.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação não linear entre a corrente que flui através do LED e a tensão através dele. É crucial para selecionar o valor apropriado do resistor em série para alcançar a corrente de operação desejada a partir de uma determinada tensão de alimentação. A curva mostrará a típica tensão de "joelho" em torno de 2V, após a qual a corrente aumenta rapidamente com um pequeno aumento na tensão.

7.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra como a saída de luz aumenta com a corrente de acionamento. Geralmente é linear em uma faixa, mas saturará em correntes mais altas devido a efeitos térmicos e queda de eficiência. Isto ajuda os projetistas a equilibrar requisitos de brilho contra consumo de energia e geração de calor.

7.3 Distribuição Espectral

O gráfico de distribuição espectral mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para este LED verde AlInGaP, tipicamente mostrará um pico estreito centrado em torno de 568 nm (comprimento de onda de pico) com uma largura a meia altura característica de aproximadamente 30 nm, definindo a pureza da cor.

8. Comparação Técnica e Considerações de Projeto

8.1 Diferenciação de Outras Tecnologias

O uso da tecnologia AlInGaP para luz verde oferece vantagens sobre tecnologias mais antigas como o Fosfeto de Gálio (GaP). LEDs AlInGaP geralmente fornecem maior eficiência luminosa e melhor estabilidade térmica, resultando em uma saída de luz mais brilhante e consistente ao longo da faixa de temperatura de operação.

8.2 Considerações de Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (52mW máx.), a especificação de derating é crítica. Em aplicações de alta temperatura ambiente ou ao acionar na corrente contínua máxima, o limite de corrente efetivo diminui. Os projetistas devem calcular a temperatura real da junção com base na temperatura ambiente, na corrente direta e no caminho de resistência térmica através dos terminais até a PCB para garantir operação confiável.

8.3 Projeto Óptico na Aplicação

O ângulo de visão de 35 graus fornece um feixe razoavelmente amplo, adequado para indicadores de estado que precisam ser visíveis de vários ângulos. Para aplicações que requerem um feixe mais focado ou difuso, ópticas secundárias (lentes ou tubos de luz) podem ser usadas em conjunto com o LED. A lente transparente verde oferece boa saturação de cor.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

9.1 Posso acionar este LED sem um resistor em série?

No.A tensão direta tem uma faixa (2,1V a 2,6V) e é dependente da temperatura. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão, mesmo ligeiramente acima de sua Vf, pode causar um surto descontrolado de corrente, excedendo a especificação máxima absoluta e destruindo o dispositivo. Um resistor em série é obrigatório para a regulação da corrente.

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

Comprimento de Onda de Pico (λP)é o comprimento de onda físico no ponto mais alto do espectro de emissão.Comprimento de Onda Dominante (λd)é um valor calculado a partir da colorimetria que representa a cor percebida. Para uma fonte monocromática como este LED verde, eles são frequentemente próximos, mas λd é o parâmetro mais relevante para especificação de cor em aplicações.

9.3 Por que há uma tolerância de ±15% na intensidade luminosa?

Esta tolerância considera variações do sistema de medição e pequenas variações de produção. O sistema de binagem (N1, N2, etc.) é usado para fornecer faixas de intensidade mínima e máxima garantidas para consistência de produção. Os projetistas devem usar o valor mínimo do bin selecionado para cálculos de brilho no pior caso.

9.4 Posso usar este LED para aplicações externas?

A ficha técnica afirma que é adequado para sinais internos e externos. A faixa de temperatura de operação de -40°C a +85°C suporta uso externo. No entanto, para exposição externa de longo prazo, são necessárias considerações de projeto adicionais, como proteção contra radiação UV (que pode degradar a lente de epóxi ao longo do tempo) e entrada de umidade, que não são cobertas nesta ficha técnica de nível de componente.

10. Estudo de Caso Prático de Projeto

10.1 Projetando um Painel de Indicadores de Estado

Considere um painel de controle que requer dez indicadores de estado verdes. A fonte de alimentação do sistema é 5V DC. O objetivo é alcançar uma indicação brilhante e uniforme.

1. Seleção de Corrente:Escolha uma corrente de acionamento de 10 mA, que está dentro do máximo de 20 mA e fornece bom brilho (tip. 29 mcd).
2. Cálculo do Resistor:Usando a Vf típica de 2,6V a 10 mA. Valor do resistor R = (Valimentação - Vf) / If = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. Use o valor padrão mais próximo (240 Ω ou 220 Ω). Potência nominal: P = I^2 * R = (0,01)^2 * 240 = 0,024W, então um resistor padrão de 1/8W ou 1/10W é suficiente.
3. Topologia do Circuito:Implementeo Circuito Ada ficha técnica: um resistor limitador de corrente independente para cada um dos dez LEDs, todos conectados em paralelo ao barramento de 5V. Isto garante brilho uniforme mesmo que a Vf de LEDs individuais varie dentro do bin.
4. Layout da PCB:Mantenha a folga de solda de 1,6mm. Certifique-se de que o ânodo (terminal mais longo) esteja corretamente orientado na serigrafia da PCB. Forneça área de cobre adequada para dissipação de calor se operar em alta temperatura ambiente.
5. Binagem:Especifique um bin de intensidade apertado (ex.: N2 ou N1) e um bin específico de comprimento de onda dominante (ex.: PG) na ordem de compra para garantir consistência visual em todos os dez indicadores do painel.

11. Princípio de Funcionamento

O LTL816GE3T opera no princípio da eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, elétrons da camada semicondutora de AlInGaP tipo-n são injetados através da junção na camada tipo-p, e lacunas são injetadas na direção oposta. Esses portadores de carga se recombinam na região ativa próxima à junção. Uma parte da energia liberada durante este processo de recombinação é emitida como fótons (luz). A composição específica da liga semicondutora AlInGaP determina a energia da banda proibida, que define diretamente o comprimento de onda (cor) da luz emitida—neste caso, verde. A lente de epóxi transparente serve para proteger o chip semicondutor, moldar o feixe de saída de luz e aumentar a eficiência de extração de luz.

12. Tendências Tecnológicas

LEDs de furo passante como o pacote T-1 permanecem amplamente utilizados devido à sua simplicidade, robustez e facilidade de montagem ou reparo manual. No entanto, a tendência mais ampla da indústria é em direção a pacotes de dispositivo de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada, maior densidade e melhor desempenho térmico. Para aplicações de indicação, pacotes SMD menores (ex.: 0603, 0402) são cada vez mais comuns. Em termos de materiais, a tecnologia AlInGaP para LEDs vermelhos, laranja e amarelo/verde é madura e oferece alta eficiência. Para verde verdadeiro e azul, o InGaN (Nitreto de Índio e Gálio) é a tecnologia dominante. Futuros desenvolvimentos em LEDs indicadores de furo passante podem focar em aumentar ainda mais a eficiência (lúmens por watt) e melhorar a consistência e estabilidade da cor com a temperatura e ao longo da vida útil, embora grandes mudanças arquitetônicas sejam mais prováveis em pacotes SMD de alta potência e grau de iluminação.