Ficha Técnica do LED SMD LTST-C150KEKT - 3.2x2.8x1.9mm - 2.4V - 75mW - Vermelho - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTST-C150KEKT é um LED de montagem em superfície de alto desempenho, projetado para aplicações que exigem alta visibilidade e confiabilidade. Ele utiliza um chip de AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio), conhecido por sua alta eficiência luminosa e excelente pureza de cor, particularmente no espectro vermelho. Este LED é encapsulado em um formato padrão compatível com a EIA, tornando-o adequado para linhas de montagem automatizadas pick-and-place, comumente utilizadas na fabricação de eletrônicos em grande volume.

As principais áreas de aplicação deste componente incluem indicadores de status, retroiluminação para pequenos displays, iluminação interior automotiva e vários eletrônicos de consumo onde é necessária uma indicação vermelha brilhante e consistente. Seu design prioriza a compatibilidade com os processos modernos de soldagem, garantindo que possa suportar os perfis térmicos da soldagem por refluxo infravermelho (IR) e por fase de vapor sem degradação.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. Não é recomendado operar o LED continuamente nestes limites ou próximo deles.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW. Esta é a quantidade máxima de potência que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Exceder este limite corre o risco de superaquecer a junção semicondutora.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA. A máxima corrente contínua que pode ser aplicada de forma ininterrupta.
• Corrente Direta de Pico:80 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms) para atingir brevemente uma saída de luz mais alta sem superaquecimento.
• Fator de Derating:0,4 mA/°C. Para temperaturas ambientes acima de 25°C, a corrente direta contínua máxima permitida deve ser reduzida linearmente por este fator para evitar fuga térmica.
• Tensão Reversa (VR):5 V. Aplicar uma tensão reversa maior que esta pode romper a junção PN do LED.
• Faixa de Temperatura de Operação e Armazenamento:-55°C a +85°C. Esta ampla faixa indica um desempenho robusto em ambientes severos.
• Tolerância à Temperatura de Soldagem:O LED pode suportar 260°C por 5 segundos (IR/Onda) ou 215°C por 3 minutos (Fase de Vapor), confirmando sua adequação para processos de refluxo sem chumbo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos a Ta=25°C com uma corrente direta (IF) de 20 mA, que é a condição de teste padrão.

• Intensidade Luminosa (Iv):30,0 - 50,0 mcd (milicandela). Isto especifica o brilho percebido do LED pelo olho humano (usando um filtro compatível com a CIE). O valor típico é de 50 mcd, indicando uma saída muito brilhante para um LED indicador padrão.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130 graus. Este é um ângulo de visão muito amplo, o que significa que o LED emite luz sobre um cone amplo. A intensidade no meio-ângulo (65° fora do eixo) é 50% da intensidade axial (central).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λPico):632 nm (típico). Este é o comprimento de onda no qual a potência espectral de saída é mais alta. Ele está dentro da região vermelha do espectro visível.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):624 nm (típico). Este é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa o comprimento de onda único que melhor descreve a cor percebida da luz. A diferença entre o comprimento de onda de pico e o dominante é característica da forma espectral do LED.
• Largura de Meia Altura Espectral (Δλ):20 nm. Isto mede a pureza espectral, indicando a faixa de comprimentos de onda emitidos a 50% da intensidade de pico. Um valor de 20 nm é típico para um LED monocromático de AlInGaP.
• Tensão Direta (VF):2,0V (Mín) - 2,4V (Típ) em IF=20mA. Esta é a queda de tensão através do LED durante a operação. É crucial para projetar o resistor limitador de corrente no circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (IR):100 µA (Máx) em VR=5V. Esta é a pequena corrente de fuga que flui quando o LED é polarizado reversamente dentro de sua classificação máxima.
• Capacitância (C):40 pF (Típ) em VF=0V, f=1MHz. Esta é a capacitância de junção, que pode ser relevante em aplicações de comutação de alta frequência.

3. Análise das Curvas de Desempenho

Embora gráficos específicos não sejam detalhados no texto fornecido, as curvas típicas para tal LED incluiriam:

• Curva IV (Corrente vs. Tensão):Mostra a relação exponencial entre a tensão direta e a corrente. A tensão de joelho é de cerca de 2,0V, após a qual a corrente aumenta rapidamente com pequenos incrementos de tensão.
• Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta:Demonstra que a saída de luz é aproximadamente proporcional à corrente direta até um certo ponto, após o qual a eficiência pode cair devido ao aquecimento.
• Intensidade Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra a redução da saída de luz à medida que a temperatura ambiente aumenta. LEDs de AlInGaP normalmente têm um bom desempenho em alta temperatura em comparação com outras tecnologias.
• Distribuição Espectral:Um gráfico de intensidade relativa vs. comprimento de onda, mostrando um pico em 632 nm e uma largura de meia altura de 20 nm, confirmando a saída monocromática vermelha.

4. Informações Mecânicas e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED vem em um encapsulamento padrão de montagem em superfície. As dimensões principais (em mm) incluem um tamanho do corpo e um espaçamento dos terminais compatível com montagem automatizada. A lente é transparente, o que maximiza a saída de luz minimizando a absorção interna.

4.2 Identificação de Polaridade e Design das Ilhas de Solda

O cátodo é tipicamente marcado no encapsulamento. A ficha técnica inclui as dimensões sugeridas para as ilhas de solda para garantir uma junta de solda confiável, alinhamento adequado e alívio térmico suficiente durante a soldagem por refluxo.

4.3 Embalagem em Fita e Bobina

Os componentes são fornecidos em fita de 8mm enrolada em bobinas de diâmetro de 7 polegadas (178mm). Cada bobina contém 3000 peças. Esta embalagem está em conformidade com os padrões ANSI/EIA 481-1-A-1994, garantindo compatibilidade com alimentadores automatizados padrão. A fita usa uma cobertura superior para selar os bolsos vazios e manter a orientação do componente.

5. Diretrizes de Soldagem e Montagem

5.1 Condições de Soldagem por Refluxo

O LED é qualificado para processos de soldagem sem chumbo. O perfil recomendado atinge um pico de 260°C por 5 segundos para soldagem infravermelha ou por onda, e de 215°C por 3 minutos para soldagem por fase de vapor. É crítico seguir estes perfis térmicos para evitar danificar a lente de epóxi ou as ligações internas dos fios devido ao estresse térmico excessivo.

5.2 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes especificados devem ser usados. A ficha técnica recomenda imergir o LED em álcool etílico ou isopropílico à temperatura normal por menos de um minuto. Usar produtos químicos não especificados ou agressivos pode danificar o encapsulamento plástico, levando a rachaduras ou descoloração.

5.3 Condições de Armazenamento

Os componentes devem ser armazenados em suas embalagens originais à prova de umidade, em temperaturas entre -55°C e +85°C e com baixa umidade para evitar a absorção de umidade, que pode causar \"efeito pipoca\" durante a soldagem por refluxo.

6. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O método de acionamento mais comum é um simples resistor em série. O valor do resistor (R) é 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 2,4V para margem de projeto) e IF é a corrente direta desejada (ex.: 20mA). Para uma alimentação de 5V: R = (5 - 2,4) / 0,02 = 130 Ohms. Um resistor padrão de 130 ou 150 Ohms seria adequado. Para brilho constante em uma faixa de tensões de alimentação ou temperaturas, recomenda-se um driver de corrente constante.

6.2 Gerenciamento Térmico

Embora a dissipação de potência seja baixa (75mW máx.), um projeto térmico adequado ainda é importante para longevidade e desempenho estável, especialmente ao operar em altas temperaturas ambientes ou próximo da corrente máxima. Certifique-se de que a PCB tenha área de cobre adequada conectada à ilha térmica do LED (se aplicável) ou aos terminais para atuar como dissipador de calor. Siga a diretriz de derating de corrente de 0,4 mA/°C acima de 25°C.

6.3 Considerações Ópticas

O amplo ângulo de visão de 130 graus torna este LED ideal para aplicações onde o indicador precisa ser visto de uma ampla gama de posições. Para luz mais direcionada, lentes externas ou guias de luz podem ser usados. A lente transparente fornece a maior saída de luz possível, mas pode aparecer como uma fonte pontual brilhante; lentes difusas estão disponíveis em outras variantes se uma aparência mais uniforme for desejada.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Os principais diferenciais do LTST-C150KEKT são sua tecnologia AlInGaP e alto brilho. Comparado aos LEDs vermelhos mais antigos de GaAsP (Fosfeto de Arsênio e Gálio), o AlInGaP oferece uma eficiência luminosa significativamente maior, o que significa mais saída de luz para a mesma potência elétrica de entrada. Ele também mantém sua cor e intensidade melhor em temperaturas elevadas. O amplo ângulo de visão e a compatibilidade com processos de soldagem automatizados e de alta temperatura o tornam uma escolha moderna e econômica para eletrônicos produzidos em massa.

8. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Posso acionar este LED diretamente de um pino de microcontrolador de 3,3V?

R: Possivelmente, mas depende da capacidade de fornecimento de corrente do pino. A VF do LED é ~2,4V, deixando apenas 0,9V através de um resistor limitador de corrente a 3,3V. Para atingir 20mA, o resistor precisaria ser de 45 Ohms (0,9V/0,02A). Verifique se o pino do seu microcontrolador pode fornecer 20mA. Um transistor buffer é frequentemente uma solução mais segura e confiável.

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

R: O Comprimento de Onda de Pico é o pico físico do espectro de luz emitido. O Comprimento de Onda Dominante é um valor calculado baseado na percepção de cor humana (gráfico CIE) que melhor corresponde à cor percebida. Eles geralmente são próximos, mas não idênticos, especialmente se o espectro não for perfeitamente simétrico.

P: Como interpreto os valores \"Típicos\" na ficha técnica?

R: Os valores \"Típicos\" representam o desempenho mais comum ou esperado sob condições especificadas. Eles não são garantidos. Para fins de projeto, use sempre os limites \"Mín\" e \"Máx\" para garantir que seu circuito funcionará corretamente em todas as possíveis variações do componente.

9. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Indicador de Status em uma Fonte de Alimentação:Use o LED com um resistor de 150 ohms em série conectado a um barramento de 5V. Seu alto brilho garante visibilidade clara mesmo em ambientes bem iluminados. O amplo ângulo de visão permite que o status seja visto de vários ângulos em um rack ou em uma bancada.

Exemplo 2: Retroiluminação para um Painel de Interruptores de Membrana:Vários LEDs podem ser dispostos atrás de um painel translúcido. A cor consistente (comprimento de onda dominante de 624 nm) e o brilho garantem iluminação uniforme. A compatibilidade com soldagem por refluxo permite que todos os LEDs e outros componentes SMD sejam soldados em uma única passagem, reduzindo o custo de montagem.

10. Introdução ao Princípio de Operação

Um LED é um diodo semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada através de sua junção PN, elétrons do material tipo N se recombinam com lacunas do material tipo P na região ativa. Esta recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela energia da banda proibida do material semicondutor. O AlInGaP tem uma banda proibida correspondente à luz vermelha, laranja e amarela. O encapsulamento de epóxi transparente atua como uma lente, moldando a saída de luz e protegendo o delicado chip semicondutor.

11. Tendências Tecnológicas

A tendência em LEDs indicadores como este é em direção a uma eficiência cada vez maior (mais lúmens por watt), permitindo o mesmo brilho com menor corrente, o que economiza energia e reduz o calor. Há também uma tendência para a miniaturização, mantendo ou melhorando o desempenho óptico. Além disso, maior confiabilidade e qualificação mais ampla para faixas de temperatura automotivas e industriais são objetivos comuns. O uso de materiais como o AlInGaP representa uma mudança contínua das tecnologias mais antigas e menos eficientes para fornecer melhor desempenho em encapsulamentos padrão.