Ficha Técnica da Lâmpada LED de Montagem Furo Passante LTL42FKGD - Diâmetro 5mm - Tensão Direta 2.6V - Cor Verde - Potência 81mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTL42FKGD é uma lâmpada LED de montagem furo passante projetada para indicação de estado e iluminação numa vasta gama de aplicações eletrónicas. Apresenta um encapsulamento de 5mm de diâmetro com uma lente difusa verde, proporcionando um amplo ângulo de visão e distribuição uniforme da luz. O dispositivo utiliza tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) para o seu emissor, conhecida pela alta eficiência e boa pureza de cor no espectro verde. Este LED é construído para ser livre de chumbo e totalmente compatível com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o adequado para os requisitos da fabricação eletrónica moderna.

1.1 Vantagens Principais

• Alto Rendimento Luminoso:Fornece uma intensidade luminosa típica de 240 mcd a uma corrente de acionamento padrão de 20mA, garantindo visibilidade brilhante e clara.
• Eficiência Energética:Apresenta baixo consumo de energia com uma tensão direta típica de 2.6V, contribuindo para a poupança energética geral do sistema.
• Flexibilidade de Design:Disponível num encapsulamento padrão de 5mm furo passante, permitindo montagem versátil em placas de circuito impresso (PCBs) ou painéis. O amplo ângulo de visão de 60 graus garante boa visibilidade a partir de vários ângulos.
• Compatibilidade:O baixo requisito de corrente torna-o compatível com saídas de circuitos integrados (CI) sem necessidade de circuitos de acionamento complexos em muitas aplicações.
• Fiabilidade:Projetado para uma gama de temperatura de funcionamento de -40°C a +85°C, adequado para uso em diversas condições ambientais.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é projetado para ampla aplicabilidade em múltiplas indústrias. A sua função primária é a indicação de estado, mas o seu brilho também permite iluminação de área limitada. Os principais setores de aplicação incluem:

• Equipamentos de Comunicação:Luzes indicadoras de energia, atividade de rede e estado do sistema em routers, switches e modems.
• Periféricos de Computador:Indicadores de energia e atividade em computadores de secretária, portáteis, discos externos e teclados.
• Eletrónica de Consumo:Luzes de estado em equipamentos de áudio/vídeo, eletrodomésticos, brinquedos e dispositivos portáteis.
• Eletrodomésticos:Indicadores operacionais em máquinas de lavar, micro-ondas, fornos e outros bens brancos.
• Controlos Industriais:Indicadores de painel para maquinaria, sistemas de controlo, equipamentos de teste e instrumentação.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

A seguinte secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, óticos e térmicos especificados para o LED LTL42FKGD. Compreender estes parâmetros é crucial para um design de circuito adequado e operação fiável.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes ou perto destes limites, pois afetará adversamente a fiabilidade.

• Dissipação de Potência (Pd):81 mW máximo. Esta é a potência total (Tensão Direta * Corrente Direta) que pode ser dissipada com segurança como calor pelo encapsulamento do LED a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA máximo de corrente contínua. Exceder este valor gerará calor excessivo, levando a uma depreciação acelerada dos lúmens e potencial falha catastrófica.
• Corrente Direta de Pico:60 mA máximo, mas apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 10% ou menos e uma largura de pulso de 10 microssegundos ou menos. Esta classificação é relevante para flashes breves e de alta intensidade.
• Derating:A corrente direta contínua máxima permitida deve ser reduzida linearmente em 0.57 mA por cada grau Celsius que a temperatura ambiente subir acima de 50°C. Esta é uma consideração de design crítica para ambientes de alta temperatura.
• Temperatura de Funcionamento & Armazenamento:O dispositivo pode funcionar de -40°C a +85°C e pode ser armazenado de -40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C durante um máximo de 5 segundos, medido a 2.0mm (0.079 polegadas) do corpo do LED. Isto define a janela de processo para soldadura manual ou por onda.

2.2 Características Elétricas & Óticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão (TA=25°C). Os designers devem usar os valores típicos ou máximos conforme apropriado para as suas margens de design.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de um mínimo de 85 mcd a um máximo de 400 mcd a IF=20mA, com um valor típico de 240 mcd. O valor real para uma unidade específica é determinado pelo seu código de bin (ver Secção 4). A medição usa um sensor filtrado para corresponder à curva de resposta fotópica (olho humano) (CIE). Uma tolerância de teste de ±15% é aplicada aos limites do bin.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):60 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor medido no eixo central (0 graus). Um ângulo de 60 graus proporciona um bom equilíbrio entre brilho focado e visibilidade ampla.
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP):574 nm. Este é o comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência da luz emitida está no seu máximo.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 563 nm a 573 nm, definindo a cor verde percebida do LED. É derivado das coordenadas de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único que melhor corresponde à cor do LED.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática (cor pura). Uma largura de 20nm é típica para LEDs verdes AlInGaP.
• Tensão Direta (VF):2.6V típico a IF=20mA, com um máximo de 2.6V. O mínimo é 2.1V. Este parâmetro tem uma distribuição; os designers devem considerar o VF máximo ao calcular os valores da resistência em série para garantir uma limitação de corrente adequada.
• Corrente Reversa (IR):100 μA máximo quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada.Nota Importante:Este LED não foi projetado para operação em polarização reversa. Esta condição de teste é apenas para caracterização. Aplicar uma tensão reversa contínua pode danificar o dispositivo.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir consistência no brilho e cor para aplicações de produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. O LTL42FKGD utiliza um sistema de binning bidimensional.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

As unidades são classificadas com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. O código do bin está marcado na embalagem.

• Bin EF:85 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx)
• Bin GH:140 mcd (Mín) a 240 mcd (Máx)
• Bin JK:240 mcd (Mín) a 400 mcd (Máx)

A tolerância em cada limite do bin é de ±15%.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

As unidades também são classificadas pelo seu comprimento de onda dominante, que se correlaciona diretamente com o tom de verde.

• Bin H05:563.0 nm (Mín) a 566.0 nm (Máx)
• Bin H06:566.0 nm (Mín) a 568.0 nm (Máx)
• Bin H07:568.0 nm (Mín) a 570.0 nm (Máx)
• Bin H08:570.0 nm (Mín) a 573.0 nm (Máx)

A tolerância em cada limite do bin é de ±1 nm.

Uma encomenda completa de produto será especificada com um código de bin de intensidade (ex., GH) e um código de bin de comprimento de onda (ex., H07) para garantir consistência de brilho e cor dentro do lote.

4. Análise de Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na ficha técnica, as relações típicas entre os parâmetros-chave são descritas abaixo. Estas curvas são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

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

O LED exibe uma característica I-V não linear típica de um díodo. A tensão direta (VF) tem um coeficiente de temperatura positivo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura da junção aumenta para uma dada corrente. A curva mostra que a tensão de limiar (onde a corrente começa a fluir significativamente) é cerca de 1.8V a 2.0V para LEDs verdes AlInGaP, subindo para o típico 2.6V a 20mA.

4.2 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta

A saída de luz (intensidade luminosa) é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama de operação normal (ex., até 30mA). No entanto, a eficiência (lúmens por watt) pode atingir o pico a uma corrente inferior à classificação máxima. Acionar o LED a correntes mais altas aumenta a saída mas também gera mais calor, o que pode reduzir a eficiência e a fiabilidade a longo prazo.

4.3 Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz de um LED diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Embora o material AlInGaP seja mais estável à temperatura do que alguns outros tipos de LED, espera-se uma redução na saída à medida que a temperatura ambiente se aproxima do limite máximo de operação. É por isso que a gestão térmica (ex., não exceder as classificações de corrente) é importante para manter o brilho consistente.

4.4 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral centra-se no comprimento de onda de pico de 574 nm com uma largura a meia altura característica de 20 nm. O comprimento de onda dominante (λd), que define o ponto de cor, é calculado a partir deste espectro. A curva tem geralmente uma forma Gaussiana.

5. Informação Mecânica & de Embalamento

5.1 Dimensões de Contorno

O LED está em conformidade com as dimensões padrão do encapsulamento redondo de 5mm furo passante. As especificações mecânicas-chave incluem:

• Diâmetro dos terminais: Padrão 0.6mm.
• Espaçamento dos terminais: 2.54mm (0.1 polegada) nominal, medido onde os terminais emergem do corpo do encapsulamento.
• Diâmetro do corpo: 5.0mm nominal.
• Altura total: Aproximadamente 8.6mm desde a base dos terminais até ao topo da lente em cúpula, embora possa variar ligeiramente.
• Tolerância: ±0.25mm na maioria das dimensões lineares, salvo indicação em contrário.
• A resina saliente sob o flange é no máximo 1.0mm. Isto é importante para o layout da PCB para garantir que o LED assente corretamente na placa.

5.2 Identificação de Polaridade

O LED tem dois terminais axiais. O terminal mais longo é o ânodo (positivo, A+), e o terminal mais curto é o cátodo (negativo, K-). Além disso, o lado do cátodo do flange do LED (a borda plana na base da lente) tem frequentemente um pequeno ponto plano ou entalhe. Verifique sempre a polaridade antes de soldar para evitar ligação reversa, o que pode danificar o dispositivo.

6. Diretrizes de Soldadura & Montagem

A manipulação e soldadura adequadas são críticas para evitar danos mecânicos ou térmicos no LED.

6.1 Condições de Armazenamento

Para armazenamento a longo prazo, mantenha os LEDs na sua embalagem original de barreira à humidade. O ambiente de armazenamento recomendado é ≤30°C e ≤70% de humidade relativa. Se removidos da embalagem original, use os LEDs dentro de três meses. Para armazenamento prolongado fora do saco original, armazene-os num recipiente selado com dessecante ou num dessecador purgado com azoto para evitar absorção de humidade, o que pode causar \"popcorning\" durante a soldadura.

6.2 Formação dos Terminais

Se os terminais precisarem de ser dobrados para montagem, isto deve ser feitoantesda soldadura e à temperatura ambiente. Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm de distância da base da lente do LED. Não use o corpo do LED ou a armação dos terminais como fulcro. Aplique a força mínima necessária para evitar stress nas ligações internas dos fios.

6.3 Limpeza

Se for necessária limpeza após a soldadura, use apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA). Evite limpeza agressiva ou ultrassónica que possa danificar a lente de epóxi ou a estrutura interna.

6.4 Parâmetros do Processo de Soldadura

Soldadura Manual (Ferro):

• Temperatura Máxima do Ferro: 350°C
• Tempo Máximo de Soldadura: 3 segundos por terminal
• Distância Mínima da Base da Lente: 2.0mm. A junta de solda não deve subir pelo terminal mais perto do que isto do corpo de plástico.
• Não imergir a lente na solda.

Soldadura por Onda:

• Temperatura Máxima de Pré-aquecimento: 100°C
• Tempo Máximo de Pré-aquecimento: 60 segundos
• Temperatura Máxima da Onda de Solda: 260°C
• Tempo Máximo de Contacto: 5 segundos
• Posição de Imersão Mínima: Não inferior a 2mm da base da lente de epóxi.

Nota Crítica:A soldadura por refluxo infravermelho (IR) énão adequadapara este produto LED de furo passante. A lente de epóxi não suporta as altas temperaturas de um perfil de forno de refluxo. Temperatura ou tempo de soldadura excessivos podem causar deformação, fissuração ou falha interna da lente.

7. Embalagem & Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados em sacos anti-estáticos para prevenir danos por ESD. A hierarquia de embalagem padrão é:

1. Saco de Embalagem:Contém 1000, 500, 200 ou 100 peças. O saco está etiquetado com o número da peça, quantidade e códigos de bin (Intensidade e Comprimento de Onda).
2. Caixa Interna:Contém 10 sacos de embalagem. A quantidade total por caixa interna é tipicamente 10.000 peças (ao usar sacos de 1000 peças).
3. Caixa Mestre/Externa:Contém 8 caixas internas. A quantidade total por caixa mestra é tipicamente 80.000 peças.

Para lotes de envio, apenas a embalagem final pode conter uma quantidade não completa.

8. Recomendações de Design de Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento

Um LED é um dispositivo acionado por corrente. O seu brilho é controlado pela corrente direta (IF), não pela tensão. O elemento de design mais crítico é a resistência limitadora de corrente.

Circuito Recomendado (Circuito A):Use uma resistência em série para cada LED. O valor da resistência (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (Vsupply - VF_LED) / IF. Use o VF máximo da ficha técnica (2.6V) para um design conservador que garanta que a corrente nunca excede o IF desejado, mesmo com variação entre LEDs.

Exemplo:Para uma fonte de alimentação de 5V e um IF alvo de 20mA: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohms. O valor padrão mais próximo (ex., 120Ω ou 150Ω) seria escolhido, e a sua potência nominal deve ser suficiente (P = I²R).

Circuito a Evitar (Circuito B):Não ligue múltiplos LEDs diretamente em paralelo a partir de uma única resistência limitadora de corrente. Pequenas variações na característica de tensão direta (VF) entre LEDs individuais causarão um desequilíbrio severo de corrente. Um LED com um VF ligeiramente mais baixo irá consumir desproporcionalmente mais corrente, levando a brilho desigual e potencial sobrecarga desse LED.

8.2 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

O LED é sensível à descarga eletrostática. Devem ser seguidas as precauções padrão de ESD durante a manipulação e montagem:

• Os operadores devem usar pulseiras de aterramento ou luvas anti-estáticas.
• Todos os postos de trabalho, ferramentas e equipamentos devem estar devidamente aterrados.
• Use tapetes condutivos ou dissipativos nas superfícies de trabalho.
• Armazene e transporte os LEDs em embalagem protetora contra ESD.
• Considere usar um ionizador para neutralizar cargas estáticas que possam acumular-se na lente de plástico durante a manipulação.

8.3 Considerações Térmicas

Embora seja um dispositivo de baixa potência, a gestão térmica ainda é importante para a longevidade. Não exceda os valores máximos absolutos para dissipação de potência e corrente direta. Cumpra a curva de derating acima de 50°C ambiente. Garanta espaçamento adequado entre LEDs numa PCB para permitir dissipação de calor e evitar criar pontos quentes locais.

9. Comparação & Diferenciação Técnica

O LTL42FKGD, como um LED verde AlInGaP padrão de 5mm, ocupa uma posição bem estabelecida no mercado. Os seus principais diferenciadores são definidos pelos seus bins de desempenho específicos.

• vs. LEDs Verdes de Baixo Brilho:Unidades classificadas na gama JK (240-400 mcd) oferecem intensidade luminosa significativamente mais alta do que LEDs verdes genéricos de \"brilho padrão\", tornando-os adequados para aplicações que requerem alta visibilidade ou usados atrás de lentes/difusores ligeiramente coloridos.
• vs. Outras Tecnologias Verdes:Comparado com LEDs verdes mais antigos de Fosfeto de Gálio (GaP), a tecnologia AlInGaP fornece maior eficiência e uma cor verde mais saturada e \"verdadeira\" (comprimento de onda dominante na gama 560-570nm vs. 555nm para GaP).
• vs. LEDs \"Verdes\" Baseados em Azul/Amarelo:Alguns LEDs brancos ou verdes usam um chip azul com fósforo amarelo, o que pode ter uma qualidade espectral diferente (espectro mais amplo) e potencialmente menor pureza de cor do que um LED verde AlInGaP de emissão direta.
• Vantagem Primária:A sua principal vantagem é a combinação de fiabilidade comprovada, facilidade de uso (furo passante), boa eficiência e a disponibilidade de bins apertados de brilho e cor para aparência consistente em séries de produção.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3.3V ou 5V?

R: Não, não diretamente. Embora a tensão direta (~2.6V) seja inferior a estas tensões de alimentação, um LED deve ter a corrente limitada. Ligá-lo diretamente tentaria consumir corrente excessiva, potencialmente danificando tanto o LED como o pino do microcontrolador. Use sempre uma resistência em série como descrito na Secção 8.1.

P2: Que valor de resistência devo usar para uma fonte de 12V?

R: Usando a fórmula R = (12V - 2.6V) / 0.020A = 470 Ohms. A potência dissipada na resistência é P = (0.020A)² * 470Ω = 0.188W, portanto uma resistência padrão de 1/4W (0.25W) é suficiente. Uma resistência de 470Ω ou 560Ω seria apropriada.

P3: Por que é listada uma tensão direta mínima (2.1V)?

R: A tensão direta tem uma distribuição entre unidades de produção devido a ligeiras variações no material semicondutor e no processo de fabrico. O mínimo de 2.1V é o extremo inferior desta distribuição. Projetar com o valor típico ou máximo garante que o circuito funciona corretamente para todas as unidades.

P4: Posso usar este LED no exterior?

R: A ficha técnica afirma que é bom para sinais interiores e exteriores. A gama de temperatura de funcionamento (-40°C a +85°C) suporta uso exterior. No entanto, para exposição prolongada direta às intempéries, considere proteção adicional (revestimento conformal na PCB, um invólucro selado), pois a lente de epóxi pode degradar-se devido à exposição prolongada a UV ou entrada de humidade ao longo de muitos anos.

P5: Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

R: Deve especificar tanto um Bin de Intensidade (ex., GH) como um Bin de Comprimento de Onda (ex., H07) para obter um lote consistente. Se não especificar, pode receber uma mistura, levando a diferenças visíveis de brilho e cor no seu produto. Para a maioria das aplicações, especificar os bins intermédios (GH para intensidade, H06/H07 para comprimento de onda) é uma boa prática.

11. Exemplos Práticos de Aplicação

Exemplo 1: Painel Indicador de Estado Multicanal

Numa caixa de controlo industrial, dez LEDs LTL42FKGD (classificados GH/H07) são usados num painel frontal para indicar o estado de dez sensores diferentes ou estados da máquina. Cada LED é acionado por uma saída separada de um CI buffer lógico de 5V (ex., 74HC244). Uma única resistência de 120Ω é colocada em série com cada LED. A classificação consistente garante que todas as dez luzes têm uma cor verde uniforme e brilho muito semelhante, proporcionando uma aparência profissional. O amplo ângulo de visão de 60 graus permite que o estado seja visto a partir de várias posições do operador.

Exemplo 2: Retroiluminação para um Interruptor de Membrana

Um único LED LTL42FKGD (classificado JK para maior brilho) é colocado atrás de um ícone translúcido num teclado de membrana. É acionado por um pino GPIO de um microcontrolador através de uma resistência de 150Ω a partir de uma fonte de 3.3V. A lente difusa do LED ajuda a criar uma iluminação uniforme sob o ícone. O baixo requisito de corrente (~13mA calculado: (3.3V-2.6V)/150Ω) está bem dentro da capacidade do pino GPIO, simplificando o design.

12. Princípio de Funcionamento

O LTL42FKGD é uma fonte de luz semicondutora baseada numa junção p-n formada a partir de materiais AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). Quando uma tensão direta que excede o limiar do díodo é aplicada, eletrões da região tipo-n e lacunas da região tipo-p são injetados na região ativa (a junção). Quando estes portadores de carga (eletrões e lacunas) se recombinam, libertam energia na forma de fotões (partículas de luz). A composição específica da liga AlInGaP determina a energia da banda proibida do semicondutor, que dita diretamente o comprimento de onda (cor) dos fotões emitidos—neste caso, luz verde com um comprimento de onda dominante por volta de 570 nm. A lente de epóxi serve para proteger o chip semicondutor, moldar o feixe de saída de luz (criando o ângulo de visão de 60 graus) e difundir a luz para suavizar a sua aparência.

13. Tendências Tecnológicas

LEDs de furo passante como o LTL42FKGD representam uma tecnologia madura e altamente fiável. A tendência geral na indústria de LED é para encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) (ex., 0603, 0805, 3528) para a maioria dos novos designs devido ao seu tamanho menor, adequação para montagem automatizada pick-and-place e perfil mais baixo. No entanto, os LEDs de furo passante mantêm relevância significativa em várias áreas: para prototipagem e uso por hobbyistas devido à facilidade de soldadura manual; em aplicações que requerem fiabilidade muito alta e ligação mecânica robusta (resistente a vibrações); para montagem em painel onde os terminais podem ser fixados diretamente a um chassi; e em contextos educacionais. A própria tecnologia continua a ver melhorias incrementais em eficiência (mais saída de luz por watt) e consistência de cor através de processos avançados de crescimento epitaxial e binning, mesmo dentro de formatos de encapsulamento estabelecidos como a lâmpada de 5mm.