Folha de Dados Técnicos de LED T-1 5mm de Montagem em Orifício - Vermelho 639nm - 2.4V 30mA - 72mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED padrão de montagem em orifício com diâmetro T-1 (5mm). Este componente foi projetado para indicação de estado e iluminação numa vasta gama de aplicações eletrónicas. As suas principais vantagens incluem baixo consumo de energia, alta eficiência luminosa e uma construção sem chumbo, em conformidade com a RoHS. O dispositivo apresenta uma lente difusora de cor vermelha que utiliza tecnologia AlInGaP, oferecendo um formato popular adequado tanto para prototipagem como para produção em volume.

Os mercados-alvo para este LED são diversos, abrangendo equipamentos de comunicação, periféricos de computador, eletrónica de consumo, eletrodomésticos e sistemas de controlo industrial. A sua flexibilidade de projeto é suportada pela disponibilidade em vários bins de intensidade luminosa e um ângulo de visão padrão, permitindo aos engenheiros selecionar o nível de brilho apropriado para as necessidades específicas da sua aplicação.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Classificações Absolutas Máximas

O dispositivo não deve ser operado além destes limites para evitar danos permanentes. As classificações principais incluem uma dissipação de potência máxima de 72mW a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. A corrente direta contínua está limitada a 30mA, enquanto uma corrente direta de pico mais elevada de 90mA é permitida em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0.1ms). A faixa de temperatura de operação é especificada de -30°C a +85°C. Um parâmetro crítico é o fator de derating para a corrente direta, que é de 0.57 mA/°C linearmente a partir de 50°C para cima. Isto significa que a corrente contínua permitida diminui à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 50°C para gerir a temperatura da junção e garantir a fiabilidade.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Medido a TA=25°C e uma corrente de teste padrão (IF) de 20mA, o desempenho central do LED é definido. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 180 milicandelas (mcd), com um mínimo de 110 mcd e um máximo até 400 mcd dependendo do código de bin. O ângulo de visão (2θ1/2), onde a intensidade é metade do valor no eixo, é de 50 graus, proporcionando um feixe moderadamente amplo. O comprimento de onda de emissão de pico (λP) é de 639 nm, e o comprimento de onda dominante (λd) varia de 621 nm a 642 nm, definindo a cor vermelha percebida. A tensão direta (VF) é tipicamente de 2.4V com um máximo de 2.4V a 20mA. A corrente reversa (IR) está limitada a 100 μA a uma tensão reversa (VR) de 5V, embora o dispositivo não seja projetado para operação em polarização reversa.

3. Especificação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. São utilizadas duas dimensões principais de binning:

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. Os códigos de bin variam de F (110-140 mcd) a K (310-400 mcd). Uma tolerância de ±15% é aplicada a cada limite de bin.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Para consistência de cor, os LEDs são classificados pelo seu comprimento de onda dominante. Os códigos H29 a H33 cobrem a faixa de 621.0 nm a 642.0 nm em passos de aproximadamente 4nm. A tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora dados gráficos específicos sejam referenciados na folha de dados (Fig. 1-6), as curvas típicas para esta classe de dispositivo ilustram relações-chave. A curva de corrente direta vs. tensão direta (I-V) mostra a relação exponencial característica de um díodo. A curva de intensidade luminosa relativa vs. corrente direta demonstra que a saída de luz aumenta linearmente com a corrente dentro da faixa de operação. A curva de intensidade luminosa relativa vs. temperatura ambiente normalmente mostra uma diminuição na saída à medida que a temperatura aumenta, destacando a importância da gestão térmica. A curva de distribuição espectral centra-se no comprimento de onda de pico de 639 nm com uma meia-largura espectral de aproximadamente 20 nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED está em conformidade com o encapsulamento radial com terminais padrão T-1 (5mm). As dimensões principais incluem o diâmetro da lente, a altura total e o espaçamento dos terminais. Os terminais emergem do encapsulamento com um espaçamento especificado, e uma tolerância de ±0.25mm aplica-se à maioria das dimensões. Uma protuberância máxima da resina sob o flange é definida como 1.0mm. O terminal do ânodo (positivo) é tipicamente identificado como o terminal mais longo.

5.2 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para manuseio a granel e envio. O fluxo de embalagem padrão é: 1.000 peças por saco de embalagem antiestática; 10 sacos (10.000 peças) por caixa interna; 8 caixas internas (80.000 peças) por caixa externa principal. Embalagens não completas são permitidas apenas para a embalagem final num lote de envio.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Armazenamento e Manuseio

Os LEDs devem ser armazenados num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Se forem removidos da embalagem original, devem ser utilizados dentro de três meses. Para armazenamento mais prolongado, utilize um recipiente selado com dessecante. Manuseie com precauções ESD: utilize pulseiras aterradas, bancadas de trabalho e ionizadores para neutralizar a estática na lente de plástico.

6.2 Formação dos Terminais

A curvatura dos terminais deve ser realizada num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED, à temperatura ambiente e antes do processo de soldagem. A base do suporte dos terminais não deve ser usada como fulcro. Durante a inserção na PCB, utilize uma força de fixação mínima.

6.3 Processo de Soldagem

Uma folga mínima de 3mm deve ser mantida entre o ponto de solda e a base da lente. A lente não deve ser imersa na solda. As condições recomendadas são:
Ferro de Soldar:Máx. 350°C por 3 segundos máx., com a ponta a não menos de 2mm da base da lente.
Soldagem por Onda:Pré-aquecer a máx. 100°C por 60s máx., onda de solda a máx. 260°C por 5s máx., com o nível de solda não superior a 2mm da base da lente.
A soldagem por refluxo infravermelho (IR) não é adequada para este encapsulamento de montagem em orifício. Calor ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha.

7. Sugestões de Aplicação

7.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Para um brilho consistente, especialmente ao conectar vários LEDs em paralelo, éfortemente recomendadoutilizar um resistor limitador de corrente em série para cada LED (Circuito A). Acionar vários LEDs em paralelo diretamente a partir de uma fonte de tensão (Circuito B) é desencorajado devido a variações na tensão direta (VF) de cada LED, o que causará uma distribuição desigual da corrente e, portanto, brilho desigual.

7.2 Considerações de Projeto

Considere a queda de tensão direta e a corrente desejada para calcular o valor apropriado do resistor em série usando a Lei de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF. Leve em conta o derating da corrente direta com a temperatura ambiente se o ambiente de operação for quente. Certifique-se de que o layout da PCB permite a folga mínima recomendada entre a junta de solda e o corpo do LED. Este LED é adequado tanto para sinalização interior como exterior, bem como para equipamentos eletrónicos em geral, mas o projeto deve considerar a vedação ambiental se for usado no exterior.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com tecnologias mais antigas, este LED vermelho baseado em AlInGaP oferece maior eficiência luminosa e melhor desempenho em temperatura. O encapsulamento padrão T-1 garante ampla compatibilidade com as pegadas de PCB e soquetes existentes. A disponibilidade de múltiplos bins de intensidade permite a otimização de custos—selecionando um bin mais baixo para indicadores não críticos e um bin mais alto para aplicações que requerem maior visibilidade. A conformidade com a RoHS é um diferenciador chave para produtos que visam mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED sem um resistor em série?
R: Não. Operar um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão tem uma elevada probabilidade de exceder a sua classificação de corrente máxima, levando a uma falha imediata ou rápida. Um resistor em série é obrigatório para a regulação da corrente.

P: 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 comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é máxima (639 nm). O comprimento de onda dominante (λd) é derivado das coordenadas de cor e representa o comprimento de onda único da luz monocromática que pareceria ter a mesma cor para o olho humano (621-642 nm). O comprimento de onda dominante é mais relevante para a perceção de cor.

P: Posso usar este LED para indicação de tensão reversa?
R: Não. O dispositivo tem uma classificação de tensão reversa máxima de 5V apenas para testes de corrente de fuga. Não foi projetado para operar em polarização reversa. Aplicar tensão reversa num circuito pode danificá-lo.

P: Como interpreto o código de bin no saco?
R: A etiqueta do saco inclui códigos para intensidade luminosa (ex., G, H) e comprimento de onda dominante (ex., H31). Consulte estes com as tabelas de bin na secção 3 para conhecer os valores mínimos e máximos garantidos para os LEDs nesse saco.

10. Caso Prático de Aplicação

Cenário:Projetar um indicador de energia para um adaptador DC de 12V.
Passos de Projeto:
1. Escolha uma corrente direta alvo (IF). Usar o valor típico de 20mA é padrão.
2. Use a tensão direta típica (VF) de 2.4V para o cálculo.
3. Calcule o resistor em série: R = (12V - 2.4V) / 0.020A = 480 Ohms. O valor padrão E24 mais próximo é 470 Ohms.
4. Recalcule a corrente real: I = (12V - 2.4V) / 470Ω ≈ 20.4 mA (seguro).
5. Calcule a potência do resistor: P = I² * R = (0.0204)² * 470 ≈ 0.195W. Um resistor padrão de 1/4W (0.25W) é suficiente com margem.
6. Selecione um bin de intensidade luminosa apropriado. Para um simples indicador de energia, um bin mais baixo (ex., F ou G) é frequentemente adequado e económico.
7. Certifique-se de que o espaçamento dos furos na PCB corresponde ao espaçamento dos terminais do LED e que a almofada de soldagem mantém a folga necessária de 3mm do corpo do LED.

11. Princípio de Funcionamento

Um Diodo Emissor de Luz (LED) é um díodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta que excede o potencial intrínseco da junção é aplicada, eletrões da região n e lacunas da região p são injetados através da junção. Quando estes portadores de carga se recombinam na região ativa, a energia é libertada na forma de fotões (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela energia da banda proibida dos materiais semicondutores utilizados—neste caso, Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para emissão de luz vermelha. A lente difusora encapsula o chip semicondutor e serve para o proteger, moldar o feixe (ângulo de visão) e difundir a luz para uma aparência mais uniforme.

12. Tendências Tecnológicas

Embora os LEDs de montagem em orifício permaneçam vitais para prototipagem, reparação e certas aplicações que requerem ligações mecânicas robustas, a tendência da indústria mudou fortemente para LEDs de montagem em superfície (SMD) para montagem automatizada em grande volume. Os encapsulamentos SMD oferecem pegadas menores, perfis mais baixos e melhor adequação para soldagem por refluxo. No entanto, componentes de montagem em orifício como este LED T-1 continuam a ser relevantes em ambientes educacionais, projetos de hobbyistas e aplicações onde se espera montagem ou substituição manual. Avanços em materiais como o AlInGaP melhoraram significativamente a eficiência e o brilho dos LEDs vermelhos em comparação com tecnologias mais antigas como o GaAsP, permitindo operação com corrente mais baixa ou maior saída de luz. Desenvolvimentos futuros nesta forma podem focar-se em ganhos de eficiência adicionais e ofertas de cores expandidas dentro do mesmo encapsulamento mecânico.