Ficha Técnica do LED Vermelho T-1 3mm LTL42EKEKNN - Corpo 5mm - 2.4V - 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED vermelha de alta eficiência e baixo consumo, no popular encapsulamento de montagem em furo passante (through-hole) T-1 (3mm) de diâmetro. O dispositivo utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) como fonte de luz, encapsulado numa lente transparente. Foi concebido para montagem versátil em placas de circuito impresso (PCBs) ou painéis e é compatível com níveis de acionamento de circuitos integrados (ICs) devido aos seus baixos requisitos de corrente. As aplicações principais incluem indicadores de estado, retroiluminação e iluminação de uso geral em eletrónica de consumo, equipamento de escritório e dispositivos de comunicação onde é necessária uma indicação vermelha brilhante e fiável.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Especificações Máximas Absolutas

O dispositivo está classificado para operar dentro de limites ambientais e elétricos rigorosos para garantir fiabilidade e prevenir falhas catastróficas. A dissipação máxima de potência é de 75 mW a uma temperatura ambiente (T_A) de 25°C. A corrente contínua direta não deve exceder 30 mA de forma contínua. Para operação em pulsos, é permitida uma corrente direta de pico de 90 mA sob condições específicas: um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0,1 ms. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa de até 5 V. A faixa de temperatura de operação e armazenamento é especificada de -40°C a +100°C. Para soldadura, os terminais podem ser submetidos a 260°C por um máximo de 5 segundos, desde que o ponto de solda esteja a pelo menos 1,6mm (0,063\") do corpo do LED. Um fator crítico de derating de 0,4 mA/°C aplica-se à corrente contínua direta para temperaturas ambientes acima de 50°C, o que significa que a corrente contínua permitida diminui linearmente à medida que a temperatura aumenta.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos a T_A=25°C e a uma corrente de operação (I_F) de 20 mA. A intensidade luminosa (I_V) tem um valor típico de 880 milicandelas (mcd), com um mínimo de 310 mcd, indicando potencial binning. O ângulo de visão (2θ_1/2), definido como o ângulo total em que a intensidade cai para metade do seu valor axial, é de 22 graus, característico de um LED T-1 padrão com um feixe estreito. O comprimento de onda de emissão de pico (λ_P) é de 632 nm, enquanto o comprimento de onda dominante (λ_d), que define a cor percebida, é de 624 nm. A meia-largura espectral (Δλ) é de 20 nm. A tensão direta (V_F) mede tipicamente 2,4V, com um máximo de 2,4V a 20mA. A corrente reversa (I_R) é no máximo de 100 μA a 5V de polarização reversa, e a capacitância da junção (C) é de 40 pF medida a polarização zero e 1 MHz.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado de acordo com dois parâmetros chave: intensidade luminosa e comprimento de onda dominante. Este binning garante consistência dentro de um lote de produção e permite aos projetistas selecionar componentes que correspondam a requisitos específicos de brilho ou cor.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é categorizada em bins com uma tolerância de 15% em cada limite. Os bins referenciados para este produto são KL (310-520 mcd) e MN (520-880 mcd). Bins superiores como PQ (880-1500 mcd) e RS (1500-2500 mcd) são listados para referência, indicando a capacidade da plataforma tecnológica, embora possam não estar disponíveis para este número de peça específico. O código do bin está marcado em cada saco de embalagem para rastreabilidade.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

O comprimento de onda dominante, que determina o tom preciso de vermelho, é dividido em bins em passos de aproximadamente 4nm com uma tolerância de ±1nm por bin. Os bins listados são H27 (613,5-617,0 nm), H28 (617,0-621,0 nm), H29 (621,0-625,0 nm), H30 (625,0-629,0 nm) e H31 (629,0-633,0 nm). O valor típico de 624 nm encontra-se dentro do bin H29.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Estas incluem tipicamente a relação entre a corrente direta (I_F) e a tensão direta (V_F), que mostra a característica exponencial I-V do díodo. Outra curva crucial descreve a intensidade luminosa relativa versus a temperatura ambiente, ilustrando o coeficiente de temperatura negativo da saída de luz comum nos LEDs — a saída diminui à medida que a temperatura aumenta. Uma terceira curva padrão mostra a intensidade luminosa relativa versus a corrente direta, demonstrando como a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode saturar ou degradar a correntes muito elevadas. A curva de distribuição espectral mostraria a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada no pico de 632 nm com a meia-largura declarada de 20 nm.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

O dispositivo está em conformidade com as dimensões padrão do encapsulamento redondo T-1 (3mm) para LED. Notas mecânicas importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros (com polegadas entre parênteses), com uma tolerância geral de ±0,25mm (0,010\") salvo indicação em contrário. A resina sob o flange pode sobressair até 1,0mm (0,04\") no máximo. O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais emergem do corpo do encapsulamento, o que é crítico para o layout da PCB.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crítica para prevenir danos. Os terminais devem ser formados num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED, sem usar a base do suporte dos terminais como fulcro. A formação deve ser feita à temperatura ambiente e antes da soldadura. Durante a montagem da PCB, deve ser usada uma força de fixação mínima. Para soldadura, deve ser mantida uma distância mínima de 2mm da base da lente ao ponto de solda. A lente nunca deve ser imersa na solda. As condições recomendadas são: para ferro de soldar, uma temperatura máxima de 300°C por não mais de 3 segundos (uma única vez); para soldadura por onda, pré-aquecer a um máximo de 100°C por até 60 segundos, seguido de uma onda de solda a um máximo de 260°C por até 10 segundos. O reflow por infravermelhos (IR) é explicitamente declarado como inadequado para este produto do tipo furo passante. Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A embalagem padrão é a seguinte: os LEDs são embalados em sacos contendo 1000, 500 ou 250 peças. Dez destes sacos são colocados numa caixa interior, totalizando 10.000 peças. Oito caixas interiores são embaladas numa caixa de expedição exterior, resultando num total de 80.000 peças por caixa exterior. É notado que, dentro de um lote de expedição, apenas a embalagem final pode conter uma quantidade não completa. O número de peça específico é LTL42EKEKNN.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme quando vários LEDs são ligados em paralelo, é fortemente recomendado usar uma resistência limitadora de corrente em série com cada LED individual (Modelo de Circuito A). Acionar vários LEDs em paralelo diretamente a partir de uma fonte de tensão comum com uma única resistência partilhada (Modelo de Circuito B) é desencorajado, pois ligeiras variações na característica de tensão direta (V_F) entre LEDs individuais causarão diferenças significativas na corrente e, consequentemente, no brilho.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O dispositivo é suscetível a danos por descarga eletrostática. Devem ser implementadas medidas preventivas no ambiente de manipulação: os operadores devem usar pulseiras de aterramento ou luvas antiestáticas; todo o equipamento, maquinaria e superfícies de trabalho devem estar devidamente aterrados; os racks de armazenamento devem ser condutores e aterrados. Recomenda-se um soprador de iões para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico devido ao atrito durante a manipulação.

8.3 Armazenamento e Limpeza

Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C ou 70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento a longo prazo fora da embalagem original, devem ser mantidos num recipiente selado com dessecante ou num dessecador de azoto. Se for necessária limpeza, apenas devem ser usados solventes à base de álcool, como álcool isopropílico.

9. Cautelas e Limites de Aplicação

Este LED destina-se a equipamento eletrónico comum. Para aplicações que requerem fiabilidade excecional onde uma falha possa colocar em risco a vida ou a saúde — como em aviação, transportes, sistemas médicos ou dispositivos de segurança — é necessária consulta e aprovação específicas antes da utilização. Isto destaca a classificação do componente para aplicações comerciais/industriais, e não para aplicações críticas automotivas ou médicas.

10. Comparação e Posicionamento Técnico

Este LED vermelho baseado em AlInGaP oferece vantagens sobre tecnologias mais antigas como o GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio), principalmente em termos de maior eficiência luminosa e melhor desempenho a temperaturas elevadas. O ângulo de visão de 22 graus é padrão para um encapsulamento T-1 não difuso, fornecendo um feixe direcionado adequado para indicadores de painel. A tensão direta de ~2,4V é compatível com fontes de alimentação lógicas comuns de 3,3V e 5V, exigindo apenas uma simples resistência em série para operação. A sua classificação de dissipação de potência de 75mW é típica para um dispositivo deste tamanho.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma fonte de 5V?

R: Não. Deve usar uma resistência limitadora de corrente em série. Por exemplo, com uma fonte de 5V, um V_Ftípico de 2,4V e um I_Fdesejado de 20mA, o valor da resistência seria R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. Uma resistência padrão de 130 ou 150 Ohm seria adequada.

P: Por que é especificada uma intensidade luminosa mínima?

R: Devido a variações de fabrico, a intensidade luminosa é dividida em bins. Os valores mínimo (310 mcd) e típico (880 mcd) indicam a faixa. Os projetistas devem usar o valor mínimo para cálculos de brilho no pior caso, para garantir que o indicador seja suficientemente visível em todas as condições.

P: O que significa o fator de derating de 0,4 mA/°C?

R: Para cada grau Celsius que a temperatura ambiente sobe acima de 50°C, a corrente contínua direta máxima permitida diminui 0,4 mA. A 75°C, o derating é (75-50)*0,4 = 10 mA, portanto o I_Fmáximo permitido seria 30 mA - 10 mA = 20 mA.

12. Caso Prático de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um painel de indicadores de estado com 10 LEDs vermelhos uniformemente brilhantes.O sistema usa uma linha de 5V. Com base na ficha técnica: 1) Selecione LEDs do mesmo bin de intensidade luminosa (ex: MN) para consistência. 2) Calcule a resistência em série para cada LED: R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130Ω. Use uma resistência de 1/8W ou 1/4W. 3) No layout da PCB, garanta que os furos para os terminais do LED estejam espaçados de acordo com a dimensão \"espaçamento dos terminais... onde os terminais emergem do encapsulamento\". 4) Coloque as ilhas de solda a pelo menos 2mm do contorno do corpo do LED. 5) Durante a montagem, instrua o pessoal a manusear os LEDs com precauções ESD, formar os terminais (se necessário) a >3mm do corpo e seguir o perfil de soldadura por onda especificado.

13. Introdução ao Princípio de Funcionamento

A luz é emitida através de um processo chamado eletroluminescência. Quando uma tensão direta que excede o potencial de junção do díodo (cerca de 2,4V para este material AlInGaP) é aplicada, eletrões do semicondutor tipo n e lacunas do semicondutor tipo p são injetados através da junção p-n. Estes portadores de carga recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga semicondutora de AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, vermelho a aproximadamente 624-632 nm. A lente epóxi transparente molda o feixe de saída de luz.

14. Tendências e Contexto Tecnológico

Embora LEDs de montagem em furo passante como este encapsulamento T-1 permaneçam amplamente utilizados para prototipagem, montagem manual e aplicações que requerem montagem mecânica robusta, a tendência da indústria mudou fortemente para encapsulamentos de dispositivos de montagem em superfície (SMD) (ex: tipos 0603, 0805, 1206 e PLCC) para produção automatizada de alto volume. A tecnologia AlInGaP representa uma solução madura e eficiente para LEDs vermelhos, laranja e amarelos, oferecendo desempenho superior ao GaAsP mais antigo. O desenvolvimento atual foca-se em aumentar a eficiência (lúmens por watt), melhorar o desempenho a alta temperatura e permitir encapsulamentos SMD cada vez menores com maior saída de luz. Este dispositivo insere-se numa categoria de produto bem estabelecida e fiável.