Folha de Dados Técnicos do LED Verde LTL17KGH5D - Pacote T-1 (3mm) - Tensão Direta 2.4V - Corrente Contínua 30mA - Dissipação de Potência 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para uma lâmpada LED verde de montagem em furo. O dispositivo foi projetado para aplicações de indicação de estado e sinalização numa vasta gama de equipamentos eletrónicos. É oferecido no popular pacote de diâmetro T-1 (3mm), proporcionando um formato comum para fácil integração em projetos existentes.

As principais vantagens deste LED incluem o seu baixo consumo de energia e alta eficiência, tornando-o adequado tanto para dispositivos alimentados por bateria como por rede elétrica. É construído com materiais isentos de chumbo e está em conformidade com as diretivas ambientais RoHS. O dispositivo apresenta uma lente difusa verde que ajuda a ampliar o ângulo de visão e a suavizar a emissão de luz para fins de indicação.

Os mercados-alvo para este componente são amplos, abrangendo equipamentos de comunicação, periféricos de computador, eletrónica de consumo, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial. A sua fiabilidade e pacote padrão tornam-no uma escolha versátil para designers que necessitam de um indicador visual confiável.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo é especificado para operar dentro de limites ambientais e elétricos rigorosos para garantir fiabilidade a longo prazo. Os valores máximos absolutos definem os limiares além dos quais pode ocorrer dano permanente.

• Dissipação de Potência (P_D):Máximo de 75 mW. Esta é a potência total que o dispositivo pode dissipar em segurança sob a forma de calor, calculada a partir da tensão direta e da corrente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Máximo de 90 mA. Esta classificação aplica-se apenas em condições de pulso com um ciclo de trabalho de 10% ou menos e uma largura de pulso não superior a 10 microssegundos. É útil para flashes breves de alto brilho.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Máximo de 30 mA. Esta é a corrente contínua máxima recomendada para operação normal. Exceder este valor pode levar a uma depreciação acelerada dos lúmens e a uma redução da vida útil.
• Gama de Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. O dispositivo está classificado para operação fiável nesta ampla gama de temperaturas industriais.
• Gama de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C durante no máximo 5 segundos, medido num ponto a 2.0mm (0.079 polegadas) do corpo de epóxi. Esta classificação é crítica para processos de soldadura por onda ou manual.

2.2 Características Elétricas e Óticas

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

• Intensidade Luminosa (I_V):110 (Mín), 180 (Tip), 520 (Máx) mcd a I_F= 20mA. A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta do olho fotópico (CIE). Uma tolerância de teste de ±15% é aplicada aos limites dos *bins*.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):50 graus (Típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico (no eixo). A lente difusa contribui para este ângulo de visão relativamente amplo.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λ_P):574 nm (Típico). Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência atinge o seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):566 (Mín), 571 (Tip), 578 (Máx) nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor do LED, derivado do diagrama de cromaticidade CIE.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):11 nm (Típico). Isto indica a pureza espectral, medindo a largura do espectro de emissão a metade da sua potência máxima.
• Tensão Direta (V_F):2.1 (Mín), 2.4 (Tip) Volts a I_F= 20mA. Os designers devem ter em conta esta queda de tensão ao calcular os resistores limitadores de corrente em série.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo de 100 μA a V_R= 5V. É crucial notar que este dispositivo não foi projetado para operação em polarização inversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Especificação do Sistema de *Binning*

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em *bins* com base em parâmetros-chave. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 *Binning* de Intensidade Luminosa

As unidades estão em milicandelas (mcd) medidas a 20mA. A tolerância para cada limite de *bin* é de ±15%.

• Bin FG:Mínimo 110 mcd, Máximo 180 mcd.
• Bin HJ:Mínimo 180 mcd, Máximo 310 mcd.
• Bin KL:Mínimo 310 mcd, Máximo 520 mcd.

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

3.2 *Binning* de Comprimento de Onda Dominante

As unidades estão em nanómetros (nm) medidas a 20mA. A tolerância para cada limite de *bin* é de ±1 nm. Este controlo apertado garante um tom de verde consistente ao longo de uma série de produção.

• Bin H06:566.0 nm a 568.0 nm
• Bin H07:568.0 nm a 570.0 nm
• Bin H08:570.0 nm a 572.0 nm
• Bin H09:572.0 nm a 574.0 nm
• Bin H10:574.0 nm a 576.0 nm
• Bin H11:576.0 nm a 578.0 nm

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora curvas gráficas específicas sejam referenciadas na folha de dados (Curvas Típicas de Características Elétricas/Óticas na página 4/9), a seguinte análise baseia-se no comportamento padrão do LED e nos parâmetros fornecidos.

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

A tensão direta típica de 2.4V a 20mA indica que este é um LED verde padrão de GaP ou material similar. A relação I-V é exponencial. Operar o LED a correntes significativamente abaixo de 20mA resultará numa tensão direta mais baixa e numa saída de luz reduzida. Exceder a corrente contínua máxima fará com que a tensão suba mais abruptamente, gerando calor excessivo.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A intensidade luminosa é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama de operação normal (ex., até 30mA). No entanto, a eficiência (lúmens por watt) geralmente atinge o pico a uma corrente inferior à classificação máxima. Acionar o LED a 20mA, como usado nos testes, é um ponto de operação comum que equilibra brilho e longevidade.

4.3 Distribuição Espectral

Com um comprimento de onda de pico de 574nm e um comprimento de onda dominante na gama de 571nm, este LED emite na região do verde puro do espectro visível. A largura a meia altura espectral de 11nm é característica de um LED verde padrão, fornecendo uma cor saturada adequada para indicadores.

4.4 Características de Temperatura

Como todos os LEDs, o desempenho deste dispositivo depende da temperatura. Tipicamente, a tensão direta diminui com o aumento da temperatura da junção (coeficiente de temperatura negativo), enquanto a intensidade luminosa também diminui. A ampla gama de temperatura de operação de -40°C a +85°C garante funcionalidade em ambientes adversos, mas os designers devem notar que a saída de luz nos extremos de temperatura será inferior a 25°C.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo utiliza o pacote redondo padrão T-1 (3mm) de montagem em furo. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros, com tolerâncias de ±0.25mm salvo indicação em contrário.
• É permitida uma protuberância máxima de resina sob o flange de 1.0mm.
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais emergem do corpo do pacote.
• O desenho físico (referenciado na página 2/9 da folha de dados) fornece os detalhes dimensionais completos para o layout da PCB.

5.2 Identificação de Polaridade

Para LEDs de montagem em furo, o cátodo é tipicamente identificado por um ponto plano na borda da lente, um terminal mais curto ou outra marcação. O método de identificação específico deve ser confirmado a partir do desenho de contorno do pacote. A polaridade correta é essencial; aplicar tensão inversa superior a 5V pode danificar o dispositivo.

5.3 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em sacos de embalagem antiestáticos. As quantidades de embalagem padrão são:

• Saco de Embalagem: 1000, 500, 200 ou 100 peças.
• Caixa Interna: Contém 10 sacos de embalagem, totalizando 10.000 peças.
• Caixa Externa: Contém 8 caixas internas, totalizando 80.000 peças.

É notado que dentro de um lote de envio, apenas a embalagem final pode ser uma embalagem não completa.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Condições de Armazenamento

Para uma vida útil ótima, os LEDs devem ser armazenados num ambiente não superior a 30°C e 70% de humidade relativa. Se removidos das suas bolsas originais de barreira à humidade, recomenda-se utilizá-los dentro de três meses. Para armazenamento a longo prazo fora da embalagem original, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador purgado com azoto para evitar absorção de humidade, que pode causar "popcorning" durante a soldadura.

6.2 Formação dos Terminais

Se os terminais precisarem de ser dobrados, isto deve ser feitoantesda soldadura e à temperatura ambiente. A dobra deve ser feita num ponto a pelo menos 3mm de distância da base da lente do LED. A base do *lead frame* não deve ser usada como fulcro, pois isto pode tensionar as ligações internas dos fios. Durante a inserção na PCB, use a força de fixação mínima necessária para evitar tensão mecânica no pacote.

6.3 Processo de Soldadura

Uma folga mínima de 2.0mm deve ser mantida entre a base da lente de epóxi e o ponto de soldadura. Deve-se evitar mergulhar a lente em solda fundida.

Condições de Soldadura Recomendadas:

• Ferro de Soldar:Temperatura máxima 350°C, durante no máximo 3 segundos por terminal (uma única vez).
• Soldadura por Onda:
  • Pré-aquecimento: Máximo 100°C até 60 segundos.
  • Onda de Solda: Máximo 260°C.
  • Tempo de Soldadura: Máximo 5 segundos.
  • Posição de Imersão: Não inferior a 2.0mm da base da lâmpada de epóxi.

Aviso Crítico:Temperatura ou tempo de soldadura excessivos podem causar deformação (fusão) da lente de epóxi ou levar a uma falha catastrófica do *chip* do LED. A soldadura por reflow infravermelho (IR) é explicitamente declarada comonão adequadapara este produto LED do tipo de montagem em furo.

6.4 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, apenas devem ser usados solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA). Produtos químicos agressivos podem danificar a lente de epóxi.

7. Recomendações de Aplicação e Design

7.1 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao acionar múltiplos LEDs, especialmente em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED (Modelo de Circuito A).

Evite conectar múltiplos LEDs diretamente em paralelo sem resistores individuais (Modelo de Circuito B). Pequenas variações na característica de tensão direta (V_F) de um LED para outro podem causar um desequilíbrio significativo de corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecorrente num dispositivo enquanto outros são subacionados.

O valor do resistor em série (R_S) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R_S= (V_Fonte- V_F) / I_F. Use o V_Ftípico ou máximo da folha de dados para um design conservador. Por exemplo, com uma fonte de 5V, um I_Falvo de 20mA e um V_Fde 2.4V: R_S= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ohms. Um resistor padrão de 130Ω ou 150Ω seria apropriado, considerando também a classificação de potência do resistor (P = I²R).

7.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é suscetível a danos por descarga eletrostática. As seguintes precauções devem ser observadas durante a manipulação e montagem:

• O pessoal deve usar uma pulseira de aterramento ou luvas antiestáticas.
• Todo o equipamento, bancadas de trabalho e prateleiras de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
• Use um ionizador para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico devido ao atrito durante a manipulação.
• Implemente um programa de controlo ESD com formação, certificação e verificações regulares das estações de trabalho (garantindo que as superfícies medem menos de 100V).

7.3 Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa (75mW máx.), um design térmico adequado prolonga a vida do LED. Evite operar simultaneamente na corrente máxima absoluta e na temperatura máxima. Certifique-se de que o layout da PCB não retenha calor em torno do corpo do LED, especialmente se fizer parte de uma matriz densamente compactada.

8. Cenários de Aplicação Típicos

Este LED verde é bem adequado para uma infinidade de aplicações de indicação de estado:

• Indicadores de Energia/Estado:Ligado/Desligado, modo de espera ou estado operacional em dispositivos como routers, carregadores e fontes de alimentação.
• Indicadores de Painel de Equipamento:Presença de sinal, seleção de modo ou avisos de falha em painéis de controlo industrial, equipamentos de teste e equipamentos de áudio.
• Eletrónica de Consumo:Iluminação de fundo para botões, luzes de estado em eletrodomésticos ou iluminação decorativa em brinquedos.
• Indicadores de Interior Automóvel:Para iluminação interior não crítica onde as especificações atendam aos requisitos ambientais.
• Sinalização e Displays:Como píxeis individuais ou indicadores em displays informativos de baixa resolução.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Posso acionar este LED sem um resistor em série?

No.Um LED deve ser acionado com uma fonte limitada de corrente. Conectá-lo diretamente a uma fonte de tensão como uma bateria ou fonte de alimentação fará com que uma corrente excessiva flua, destruindo rapidamente o dispositivo. Um resistor em série é a forma mais simples de limitação de corrente.

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

Comprimento de Onda de Pico (λ_P)é o comprimento de onda literal onde o LED emite mais potência ótica.Comprimento de Onda Dominante (λ_d)é um valor calculado que corresponde à cor percebida pelo olho humano no diagrama de cromaticidade CIE. Para LEDs monocromáticos como este verde, eles estão frequentemente próximos, mas λ_dé o parâmetro mais relevante para especificação de cor.

9.3 Por que existe uma distância mínima de soldadura (2.0mm) da lente?

Esta distância é crítica para evitar choque térmico e danos por calor na lente de epóxi e no material de fixação interno do *die*. O calor da solda conduzido pelo terminal pode derreter o epóxi ou enfraquecer as ligações internas se atingir o corpo do pacote.

9.4 Como interpreto os códigos de *bin* de intensidade luminosa (FG, HJ, KL)?

Estes códigos representam grupos classificados com base na saída de luz medida. Para brilho consistente numa aplicação, especifique e use LEDs do mesmo *bin* de intensidade. Por exemplo, se o seu design requer maior brilho, especificaria componentes do Bin KL. O código do *bin* está marcado na embalagem para identificação.

10. Estudo de Caso de Design: Painel de Estado Multi-LED

Cenário:Projetar um painel de controlo com 10 indicadores de estado verdes, cada um controlado independentemente por um pino GPIO de um microcontrolador de 5V.

Passos do Design:

1. Seleção de Corrente:Escolha uma corrente de acionamento de 20mA para um bom brilho dentro da gama linear do dispositivo.
2. Cálculo do Resistor:Usando o V_Ftípico de 2.4V e uma fonte de 5V: R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130Ω. Um resistor padrão de 130Ω 1/4W é selecionado.
3. Topologia do Circuito:Cada LED tem o seu próprio resistor de 130Ω conectado em série entre o pino do microcontrolador e o ânodo do LED. Os cátodos dos LEDs são conectados ao terra. Este é o "Circuito A" recomendado da folha de dados, implementado 10 vezes.
4. Consideração do Microcontrolador:Verifique se os pinos GPIO do microcontrolador podem fornecer ou absorver a corrente total necessária (10 * 20mA = 200mA). Caso contrário, use drivers de transístor.
5. Layout da PCB:Coloque o resistor perto do terminal do ânodo do LED. Mantenha a folga de 2.0mm do corpo do LED para quaisquer *pads* de soldadura ou trilhos. Certifique-se de que os LEDs estão espaçados para permitir dissipação de calor adequada.
6. Seleção de Componentes:Especifique LEDs de um único *bin* de Comprimento de Onda Dominante (ex., H08 para 570-572nm) e um único *bin* de Intensidade Luminosa (ex., HJ para 180-310mcd) para garantir cor e brilho uniformes em todo o painel.

Esta abordagem garante operação fiável, consistente e duradoura de todos os LEDs indicadores.