Especificação Técnica de Lâmpada LED Through Hole T-1 3mm - Azul e Vermelho com Difusor Branco - Tensão 2,9V/1,9V - Potência 70mW/52mW

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED indicadora through-hole. O dispositivo é oferecido no popular encapsulamento de diâmetro T-1 (3mm) e caracteriza-se pela combinação de um chip LED azul ou vermelho com uma lente difusora branca. Esta escolha de design visa fornecer uma saída de luz uniforme e difusa, adequada para indicação de estado em diversas aplicações.

1.1 Características e Vantagens Principais

As principais vantagens desta lâmpada LED incluem o seu baixo consumo de energia e alta eficiência, tornando-a adequada para projetos alimentados por bateria ou com consciência energética. É construída com materiais sem chumbo e está em conformidade com as diretrizes ambientais RoHS. O fator de forma T-1 é um padrão da indústria amplamente adotado, garantindo compatibilidade com layouts de PCB e processos de fabricação existentes. A integração de uma lente difusora branca sobre o chip colorido ajuda a suavizar e espalhar a luz, reduzindo o brilho e criando um indicador esteticamente mais agradável.

1.2 Aplicações e Mercados-Alvo

Este componente é projetado para indicação de estado de uso geral. Os seus domínios de aplicação típicos incluem equipamentos de comunicação (por exemplo, routers, modems), periféricos de computador, eletrónica de consumo e eletrodomésticos. A fiabilidade e simplicidade do design through-hole tornam-no uma escolha comum para aplicações que requerem feedback visual claro e durável.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos que definem o envelope de desempenho do dispositivo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

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

• Dissipação de Potência (Pd):Azul: 70 mW, Vermelho: 52 mW. Este parâmetro, dependente da tecnologia do chip, dita a energia térmica máxima que o encapsulamento pode suportar a 25°C ambiente.
• Corrente Direta:A corrente direta DC contínua é classificada em 20 mA para ambas as cores. Uma corrente direta de pico mais alta de 60 mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10 µs).
• Intervalos de Temperatura:O intervalo de temperatura de operação é de -30°C a +85°C. O intervalo de armazenamento é mais amplo, de -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura:Os terminais podem suportar 260°C por um máximo de 5 segundos quando medidos a 2,0mm do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (TA=25°C, IF=5 mA, salvo indicação em contrário).

• Intensidade Luminosa (Iv):Uma métrica chave para o brilho. Para o LED Azul, a intensidade típica é de 110 mcd (mín 38, máx 310). Para o LED Vermelho, é significativamente maior, com 495 mcd típicos (mín 110, máx 880). As amplas faixas mín-máx indicam a necessidade de binning, discutido mais tarde.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Definido como o ângulo total no qual a intensidade cai para metade do seu valor axial. Ambas as versões Azul e Vermelha têm um ângulo de visão típico de 45 graus, que é moderadamente amplo, auxiliado pela lente difusora.
• Comprimento de Onda:O LED Azul tem um comprimento de onda dominante típico (λd) de 471 nm (intervalo 465-478 nm) e um comprimento de onda de pico (λp) de 468 nm. O LED Vermelho tem um λd de 624 nm (intervalo 617-632 nm) e um λp de 632 nm.
• Tensão Direta (VF):Azul: 3,6V típicos (intervalo 2,9-3,6V). Vermelho: 2,7V típicos (intervalo 1,9-2,7V). Esta diferença é crucial para o design do circuito, particularmente ao acionar LEDs de cores diferentes em paralelo.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 100 µA a VR=5V. A ficha técnica afirma explicitamente que o dispositivo não foi projetado para operação reversa; este teste é apenas para caracterização.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Este dispositivo utiliza dois critérios principais de binning.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados com base na sua intensidade luminosa medida a 5 mA. Existem tabelas de bin separadas para LEDs Azuis e Vermelhos, cada uma com códigos alfanuméricos (por exemplo, BC, DE, FG para Azul; FG, HJ, KL para Vermelho). Cada bin tem um valor de intensidade mínimo e máximo definido. Por exemplo, um LED Azul no bin \"FG\" terá uma intensidade entre 110 e 180 mcd. Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada limite de bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs também são classificados pelo seu comprimento de onda de cor dominante. Os LEDs Azuis estão todos agrupados num único bin \"1\" que cobre 465-478 nm. Os LEDs Vermelhos estão agrupados no bin \"2\" que cobre 617-632 nm. A tolerância para os limites do bin de comprimento de onda é um apertado ±1 nm, garantindo uma boa consistência de cor dentro de cada grupo.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o PDF faça referência a curvas típicas, a sua análise baseia-se no comportamento padrão do LED. A curva de tensão direta (VF) vs. corrente direta (IF) mostraria uma relação exponencial, com o LED Vermelho tendo uma tensão de joelho mais baixa do que o LED Azul. A curva de intensidade luminosa vs. corrente direta é geralmente linear na faixa de operação normal, mas saturará a correntes mais altas. A curva de intensidade vs. temperatura ambiente mostraria um coeficiente negativo, significando que a saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. A curva de distribuição espectral mostraria um único pico em torno do λp especificado para cada cor, com o LED Azul tendo uma meia-largura espectral mais ampla (Δλ de 25 nm) em comparação com o LED Vermelho (Δλ de 20 nm).

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O dispositivo está em conformidade com o encapsulamento padrão de LED redondo T-1 (3mm). As dimensões-chave incluem o diâmetro da lente, a altura total e o espaçamento dos terminais. O espaçamento dos terminais é medido onde os terminais emergem do corpo do encapsulamento. As tolerâncias são tipicamente ±0,25mm, salvo indicação em contrário. Uma nota indica que a resina saliente sob o flange é no máximo de 1,0mm.

5.2 Identificação de Polaridade

Os LEDs through-hole normalmente usam o comprimento do terminal ou um ponto plano no flange da lente para indicar o cátodo (terminal negativo). O terminal mais longo é geralmente o ânodo (+). Os designers devem consultar a amostra física ou o desenho detalhado para o marcador de polaridade específico.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

O manuseamento adequado é crítico para a fiabilidade.

6.1 Condições de Armazenamento

Para armazenamento de longo prazo fora da embalagem original, recomenda-se um ambiente não superior a 30°C e 70% de humidade relativa. Para períodos prolongados, aconselha-se o armazenamento num recipiente selado com dessecante ou num ambiente de azoto.

6.2 Formação dos Terminais

A dobra deve ocorrer a pelo menos 3mm da base da lente do LED para evitar tensão na ligação interna do chip. A base do suporte dos terminais não deve ser usada como fulcro. A formação deve ser feita à temperatura ambiente e antes do processo de soldadura.

6.3 Processo de Soldadura

Deve ser mantida uma folga mínima de 2mm entre o ponto de soldadura e a base da lente. Deve-se evitar mergulhar a lente na solda.

• Ferro de Soldar:Temperatura máxima 350°C, tempo máximo 3 segundos por terminal.
• Soldadura por Onda:Pré-aquecer a um máximo de 100°C por até 60 segundos. Temperatura máxima da onda de solda 260°C, tempo de contacto máximo 5 segundos. A posição de imersão não deve ser inferior a 2mm da base da lente.
• Nota Importante:A soldadura por refluxo infravermelho (IR) é declarada como inadequada para este produto LED do tipo through-hole. Calor ou tempo excessivo pode causar deformação da lente ou falha catastrófica.

6.4 Limpeza

Se necessário, apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, devem ser usados para limpeza.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

O fluxo de embalagem padrão é: 500, 200 ou 100 peças por saco antiestático. Dez destes sacos são colocados numa caixa de cartão interna, totalizando 5.000 peças. Oito caixas internas são embaladas numa caixa de envio externa, resultando em 40.000 peças por caixa externa. A nota esclarece que em cada lote de envio, apenas a embalagem final pode não ser uma embalagem completa.

8. Recomendações de Design de Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para garantir brilho uniforme ao conectar vários LEDs em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED (Circuito A na ficha técnica). Desaconselha-se acionar vários LEDs em paralelo diretamente a partir de uma fonte de tensão com um único resistor partilhado (Circuito B), pois pequenas variações na característica de tensão direta (VF) entre LEDs individuais causarão diferenças significativas na corrente e, portanto, no brilho.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Estes LEDs são suscetíveis a danos por descarga eletrostática. As medidas preventivas incluem: usar pulseiras e bancadas de trabalho aterradas; empregar ionizadores para neutralizar a carga estática na lente de plástico; e garantir que todo o equipamento de manuseamento esteja devidamente aterrado. Sugere-se um foco na formação e certificação dos operadores para o manuseamento de dispositivos sensíveis à ESD.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

A característica diferenciadora chave deste produto é o uso de um chip LED colorido (azul ou vermelho) com uma lente difusora branca. Isto contrasta com os LEDs padrão que usam uma lente transparente ou colorida que corresponde à cor do chip. O difusor branco fornece um padrão de luz mais uniforme, suave e potencialmente mais amplo, o que pode ser preferível para indicadores de painel frontal onde um \"ponto quente\" de cor intensa é indesejável. Os parâmetros elétricos são padrão para LEDs indicadores through-hole deste tamanho.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 20mA continuamente?

R: Sim, 20mA é a corrente direta DC contínua nominal. No entanto, para a maior vida útil e menor temperatura de junção, acionar a uma corrente mais baixa, como 10mA ou 5mA, é frequentemente suficiente para fins de indicação.

P: Por que a tensão direta é diferente para o Azul e o Vermelho?

R: Isto deve-se à física fundamental dos semicondutores. Os LEDs Azuis são tipicamente feitos de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN), que tem uma energia de banda proibida mais alta, resultando numa tensão direta mais alta. Os LEDs Vermelhos são comumente feitos de Arsenieto de Gálio e Alumínio (AlGaAs) ou materiais semelhantes com uma banda proibida mais baixa e, portanto, tensão direta mais baixa.

P: Que valor de resistor devo usar para uma alimentação de 5V?

R: Usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF_LED) / I_LED. Para um LED Azul (VF=3,6V) a 5mA: R = (5 - 3,6) / 0,005 = 280 Ohms. Para um LED Vermelho (VF=2,7V) a 5mA: R = (5 - 2,7) / 0,005 = 460 Ohms. Use sempre o valor de resistor padrão mais próximo e considere a potência nominal.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um painel de indicador multi-estado para um switch de rede.Um designer pode usar um LED Azul para indicar \"Ligado/Sistema Ativo\" e um LED Vermelho para indicar \"Falha de Rede\". Devido ao difusor branco, ambos os indicadores teriam uma aparência estética semelhante e suave no painel frontal, embora as cores da luz emitida sejam diferentes. O designer deve usar resistores limitadores de corrente separados para cada LED devido às suas diferentes tensões diretas. O ângulo de visão de 45 graus garante que o estado seja visível a partir de uma ampla gama de ângulos numa unidade montada em rack. O design through-hole permite uma fixação mecânica robusta ao PCB, o que é importante para equipamentos que podem estar sujeitos a vibração durante o envio ou operação.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões. A cor (comprimento de onda) da luz emitida é determinada pela energia da banda proibida do material semicondutor utilizado. Neste dispositivo, a luz primária do chip passa através de uma lente de epóxi que contém partículas difusoras. Estas partículas dispersam a luz, quebrando o feixe direto e criando um padrão de emissão mais uniforme, mais amplo e menos ofuscante, conforme visto pelo utilizador.

13. Tendências Tecnológicas

O mercado de LED indicador through-hole é maduro. A tendência geral nos LEDs indicadores é para maior eficiência (mais saída de luz por mA), menor consumo de energia e maior fiabilidade. Embora os LEDs de dispositivo de montagem em superfície (SMD) dominem novos projetos devido ao seu tamanho menor e adequação para montagem automatizada, os LEDs through-hole permanecem relevantes para aplicações que requerem maior resistência mecânica, prototipagem manual mais fácil ou compatibilidade com designs legados existentes. O uso de lentes difusoras para melhorar a qualidade visual, como visto neste produto, é uma abordagem comum para melhorar a experiência do utilizador sem alterar a tecnologia central do encapsulamento.