Folha de Dados Técnicos de Lâmpada LED Amarela T-1 3/4 - 5mm Diâmetro - Tensão Direta 2.4V - Dissipação de Potência 75mW

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para uma lâmpada LED de alto desempenho e montagem através de furo. O dispositivo foi projetado para aplicações gerais de indicação e iluminação onde confiabilidade, eficiência e facilidade de integração são primordiais. Ele utiliza um material semicondutor de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para produzir uma saída de luz amarela distinta, oferecendo um equilíbrio entre clareza visual e eficiência energética.

O LED é encapsulado em um pacote radial popular T-1 3/4, correspondendo a uma lente de 5mm de diâmetro, tornando-o compatível com uma vasta gama de layouts de PCB e recortes de painel existentes. Seu design enfatiza baixo consumo de energia e alta intensidade luminosa, tornando-o adequado para dispositivos alimentados por bateria ou aplicações onde minimizar o uso de energia é crítico. O produto está em conformidade com as diretivas RoHS, indicando que é livre de substâncias perigosas como chumbo (Pb).

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos sob condições ambientes específicas (TA=25°C). Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o dispositivo pode dissipar com segurança na forma de calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico:60 mA. Esta corrente mais alta é permitida apenas sob condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms) para lidar com surtos breves.
• Fator de Derating:0.4 mA/°C acima de 50°C. A corrente contínua máxima deve ser reduzida linearmente à medida que a temperatura ambiente aumenta além de 50°C para evitar superaquecimento.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +100°C. A faixa de temperatura ambiente dentro da qual o dispositivo é especificado para operar.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-55°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:260°C por 5 segundos, medido a 1.6mm do corpo do LED. Isto define o perfil térmico para processos de soldagem manual ou por onda.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes parâmetros são medidos em uma condição de teste padrão de IF = 20mA e TA = 25°C, fornecendo o desempenho de referência.

• Intensidade Luminosa (Iv):400 - 2500 mcd (milicandela), com um valor típico de 1150 mcd. Esta ampla faixa é gerenciada através de um sistema de classificação (detalhado posteriormente). A intensidade é medida usando um sensor filtrado para corresponder à resposta fotópica do olho humano (curva CIE).
• Ângulo de Visão (2θ1/2):30 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo central. Indica um feixe moderadamente focado.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):591 nm. O comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):582 - 596 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano que define a cor, derivado do diagrama de cromaticidade CIE. Garante que a cor amarela esteja dentro de uma faixa especificada.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):15 nm. A largura do espectro emitido na metade de sua potência máxima, indicando pureza da cor.
• Tensão Direta (VF):2.05 - 2.4 V, com um valor típico de 2.4V a 20mA. Esta é a queda de tensão através do LED durante a operação.
• Corrente Reversa (IR):100 µA máximo em VR = 5V. LEDs não são projetados para operação em polarização reversa; este parâmetro é apenas para fins de teste de fuga.

3. Explicação do Sistema de Classificação

Para garantir consistência nas aplicações, os LEDs são classificados ("binned") com base em parâmetros ópticos-chave. Esta folha de dados detalha um sistema de classificação para intensidade luminosa.

Classificação de Intensidade Luminosa (@ 20mA):Os LEDs são categorizados em seis classes (SB1 a SB6), cada uma com uma faixa mínima e máxima de intensidade. A tolerância para cada limite de classe é de ±15%.

• SB1:1900 - 2500 mcd
• SB2:1500 - 1900 mcd
• SB3:1150 - 1500 mcd
• SB4:880 - 1150 mcd
• SB5:680 - 880 mcd
• SB6:400 - 680 mcd

Este sistema permite que os projetistas selecionem LEDs com o nível de brilho necessário para sua aplicação específica, garantindo uniformidade visual quando vários LEDs são usados juntos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados no documento (Curvas Típicas de Características Elétricas/Ópticas na página 4), os parâmetros implicam curvas de comportamento padrão de LED que devem ser consideradas no projeto:

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):A relação é exponencial. Um pequeno aumento na tensão além do VF típico causa um grande aumento na corrente, necessitando de medidas de limitação de corrente.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-Iv):A intensidade geralmente aumenta com a corrente, mas pode saturar ou degradar em correntes muito altas devido a efeitos de aquecimento.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:A saída de luz tipicamente diminui à medida que a temperatura de junção do LED aumenta. O fator de derating para a corrente gerencia indiretamente este efeito térmico.
• Distribuição Espectral:A saída é uma banda estreita centrada em torno do comprimento de onda de pico de 591 nm, característica da tecnologia AlInGaP, que proporciona boa saturação de cor.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Pacote

O dispositivo utiliza um pacote radial com terminais padrão com uma lente de 5mm de diâmetro (T-1 3/4) transparente. Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (polegadas fornecidas na tolerância).
• A tolerância padrão é de ±0.25mm, salvo especificação em contrário.
• A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1.0mm.
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais saem do corpo do pacote.

5.2 Identificação da Polaridade

Para LEDs de montagem através de furo, o cátodo é tipicamente identificado por um ponto plano na borda da lente, um terminal mais curto ou um entalhe no flange. O desenho dimensional da folha de dados esclareceria o marcador específico. A polaridade correta é essencial para a operação.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é crucial para a confiabilidade. O documento fornece advertências detalhadas:

• Formação dos Terminais:Deve ser feita à temperatura ambiente, antes da soldagem. Dobre os terminais em um ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED. Não use o corpo do pacote como ponto de apoio.
• Soldagem:
  • Soldagem com Ferro:Temperatura máxima 350°C por no máximo 3 segundos (uma única vez).
  • Soldagem por Onda:Pré-aquecer a no máximo 100°C por no máximo 60 seg, onda de solda a no máximo 260°C por no máximo 5 seg.
  • Regra Crítica:Mantenha uma distância mínima de 3mm da base da lente até o ponto de solda. Evite mergulhar a lente na solda para evitar que a resina suba pelos terminais, o que pode causar problemas de soldagem.
  • Não Recomendado:A soldagem por refluxo IR não é adequada para este produto do tipo através de furo.
• Limpeza:Use solventes à base de álcool, como álcool isopropílico, se necessário.
• Armazenamento:Armazene em condições não superiores a 30°C e 70% de umidade relativa. LEDs removidos da embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento mais longo, use recipientes selados com dessecante ou ambiente de nitrogênio.

7. Informações de Embalagem e Pedido

O fluxo de embalagem padrão é o seguinte:

• Embalagem Unitária:1000, 500, 200 ou 100 peças por saco de embalagem antiestática.
• Caixa Interna:8 sacos de embalagem por caixa, totalizando 8000 peças.
• Caixa Externa (Lote de Remessa):8 caixas internas por caixa externa, totalizando 64.000 peças. A embalagem final em um lote de remessa pode não estar completa.

O número de peça específico para este dispositivo é LTL2R3KSK, que codifica informações sobre o tipo de lente (Transparente), tecnologia da fonte (AlInGaP) e cor (Amarelo).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED destina-se a equipamentos eletrônicos comuns, incluindo:

• Indicadores de status e energia em eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e equipamentos de escritório.
• Iluminação de painéis e retroiluminação para interruptores e displays.
• Sinalização de uso geral e iluminação decorativa onde uma indicação amarela clara é necessária.

Nota Importante:Para aplicações que exigem confiabilidade excepcional onde uma falha pode colocar em risco a vida ou a saúde (aviação, dispositivos médicos, sistemas de segurança), consulta e qualificação específicas são necessárias.

8.2 Considerações de Projeto e Método de Acionamento

Um LED é um dispositivo operado por corrente. Para garantir brilho consistente, especialmente ao acionar vários LEDs em paralelo, um resistor limitador de corrente em série para cada LED éfortemente recomendado(Modelo de Circuito A).

Usar uma fonte de tensão comum com um único resistor para vários LEDs em paralelo (Modelo de Circuito B) não é recomendado. Pequenas variações na característica de tensão direta (VF) de um LED para outro causarão diferenças significativas na corrente que flui através de cada um, levando a brilho desigual. O resistor em série para cada LED estabiliza a corrente e compensa essas pequenas diferenças de VF.

O valor do resistor (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, onde Vcc é a tensão de alimentação, VF é a tensão direta do LED (use o valor máximo para confiabilidade) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 20mA).

9. Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

LEDs são sensíveis à descarga eletrostática. Para prevenir danos:

• Os operadores devem usar pulseiras condutoras ou luvas antiestáticas.
• Todo o equipamento, estações de trabalho e racks de armazenamento devem estar devidamente aterrados.
• Use um ionizador para neutralizar cargas estáticas que possam se acumular na lente de plástico.
• Manuseie os dispositivos em áreas protegidas contra ESD.

10. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED amarelo AlInGaP oferece vantagens distintas:

• vs. LEDs Amarelos Tradicionais Baseados em Fósforo:O AlInGaP é um material semicondutor direto para luz amarela, oferecendo maior eficiência, melhor estabilidade de cor ao longo do tempo e da temperatura e potencialmente maior vida útil em comparação com tecnologias mais antigas, como um LED azul com fósforo amarelo.
• vs. Outras Cores em Pacote Similar:O ângulo de visão especificado (30°) fornece um feixe mais focado do que LEDs de ângulo amplo, tornando-o adequado para aplicações que requerem luz direcionada ou maior intensidade axial.
• Vantagens Principais Resumidas:Alta intensidade luminosa, baixo consumo de energia, alta eficiência, conformidade RoHS e compatibilidade com montagem padrão T-1 3/4.

11. Perguntas Frequentes (FAQs)

P1: Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 5V ou 3.3V?

R: Não. Você deve usar um resistor limitador de corrente em série. Por exemplo, com uma alimentação de 5V e um VF típico de 2.4V a 20mA, é necessário um resistor de aproximadamente (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. Sempre verifique a classificação de corrente máxima.

P2: Por que há uma faixa tão ampla na intensidade luminosa (400-2500 mcd)?

R: Isto reflete a variação natural na fabricação de semicondutores. O sistema de classificação (SB1-SB6) permite que você compre LEDs dentro de uma faixa de brilho mais restrita e especificada para sua aplicação, garantindo consistência.

P3: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λP) é o pico físico do espectro de luz emitido. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é calculado a partir das coordenadas de cor e representa o comprimento de onda único que o olho humano percebe como a cor. O λd é mais relevante para a especificação da cor.

P4: Posso usar isso para aplicações externas?

R: A faixa de temperatura de operação (-40°C a +100°C) permite muitos ambientes externos. No entanto, considere fatores adicionais como durabilidade da lente contra radiação UV e entrada de umidade, que não são especificados nesta folha de dados. Pode ser necessário aplicar um revestimento conformado ou usar um LED classificado para uso externo.

12. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando um painel de controle com 10 indicadores de status amarelos uniformes, alimentados por uma linha DC de 12V.

Etapas do Projeto:

1. Seleção do LED:Escolha LEDs da mesma classe de intensidade (ex.: SB3: 1150-1500 mcd) para garantir correspondência de brilho.
2. Configuração da Corrente:Selecione uma corrente de acionamento padrão de 20mA para bom brilho e longevidade.
3. Cálculo do Resistor:Usando o VF máximo (2.4V) para confiabilidade: R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480 Ohms. O valor padrão mais próximo é 470 Ohms. Recalculando a corrente: IF = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (seguro).
4. Potência no Resistor:P_R = IF^2 * R = (0.0204A)^2 * 470Ω ≈ 0.196W. Use um resistor de 1/4 Watt.
5. Layout:Posicione cada LED com seu resistor dedicado de 470Ω em série. Certifique-se de que os furos da PCB correspondam ao espaçamento dos terminais do desenho dimensional da folha de dados. Mantenha a distância mínima de 3mm do corpo do LED até a almofada de solda.
6. Montagem:Siga as diretrizes de soldagem precisamente, usando um ferro com temperatura controlada para evitar danos térmicos.

Esta abordagem garante que todos os 10 indicadores tenham desempenho consistente e confiável.

13. Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência em uma junção p-n semicondutora. A região ativa é composta de AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede a energia da banda proibida do material é aplicada, elétrons da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida, que corresponde diretamente ao comprimento de onda (cor) da luz emitida — neste caso, amarelo (~590 nm). A lente de epóxi transparente encapsula o chip semicondutor, fornece proteção mecânica e molda o feixe de luz de saída.

14. Tendências Tecnológicas

Embora os LEDs de montagem através de furo permaneçam vitais para prototipagem, reparo e certas aplicações industriais, a indústria mais ampla de optoeletrônica está tendendo para pacotes de dispositivos de montagem em superfície (SMD) para a maioria dos novos projetos. LEDs SMD oferecem vantagens em montagem automatizada, pegada menor e melhor gerenciamento térmico. Para componentes através de furo, os desenvolvimentos em andamento focam em aumentar a eficiência (mais saída de luz por watt), melhorar a consistência de cor através de classificação avançada e aumentar a confiabilidade sob condições ambientais adversas. O sistema de material AlInGaP usado aqui representa uma tecnologia madura e eficiente para cores âmbar, amarela e vermelha, com melhorias incrementais no crescimento epitaxial e no encapsulamento continuando a expandir os limites de desempenho.