ورقة بيانات شاشة LED طراز LTC-5723JD - ارتفاع الرقم 0.56 بوصة - أحمر AlInGaP - كاثود مشترك متعدد الإرسال - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTC-5723JD هي وحدة عرض رقمية عالية الأداء، رباعية الأرقام، من نوع سبعة أجزاء، مصممة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة ومشرقة. وظيفتها الأساسية هي تمثيل البيانات الرقمية بصريًا عبر أربعة أرقام متميزة، يتكون كل منها من سبعة أجزاء يمكن معالجتها بشكل فردي بالإضافة إلى نقطة عشرية. التكنولوجيا الأساسية وراء هذه الشاشة هي استخدام شرائح الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) من نوع فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP)، المشهورة بكفاءتها العالية وإنتاجها الضوئي الممتاز في الطيف الأحمر. يتم تصنيع هذه الشرائح على ركيزة زرنيخيد الغاليوم (GaAs) غير الشفافة، مما يساهم في التباين العام وأداء الجهاز. تتميز الشاشة بلوحة وجه رمادية مع علامات أجزاء بيضاء، مما يعزز قابلية القراءة من خلال توفير خلفية عالية التباين للأجزاء الحمراء المضاءة. هذا المزيج فعال بشكل خاص في ظروف الإضاءة المختلفة، مما يضمن سهولة تمييز المعلومات المعروضة.

تم تصميم الجهاز للعمل بطريقة متعددة الإرسال، باستخدام تكوين كاثود مشترك لكل رقم. يقلل هذا التصميم بشكل كبير من عدد دبابيس الإدخال/الإخراج المطلوبة من متحكم دقيق أو دائرة قيادة، مما يجعله حلاً موفرًا للمساحة وفعالاً من حيث التكلفة للشاشات متعددة الأرقام. من خلال تنشيط كل رقم بالتتابع بتردد عالٍ، تظهر جميع الأرقام الأربعة مضاءة باستمرار للعين البشرية، وهي تقنية قياسية في شاشات LED متعددة الإرسال. يتم تصنيف LTC-5723JD وفقًا للشدة الضوئية، مما يعني أن الوحدات يتم فرزها وبيعها وفقًا لنطاقات سطوع محددة، مما يسمح للمصممين باختيار القطع التي تلبي متطلبات التطبيق الدقيقة من حيث التوحيد أو عتبات السطوع الدنيا.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

تقدم الشاشة عدة مزايا مميزة تجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية والتجارية وأدوات القياس.

• الأداء البصري:توفر سطوعًا عاليًا وتباينًا عاليًا، مما يضمن مظهرًا ممتازًا للأحرف وسهولة قراءتها حتى في البيئات المضاءة بشكل ساطع. تتيح زاوية الرؤية الواسعة قراءة الشاشة بوضوح من مواضع مختلفة، وليس فقط من الأمام مباشرة.
• الكفاءة الكهربائية:يتميز الجهاز بمتطلب طاقة منخفض لكل جزء، مما يساهم في خفض استهلاك الطاقة الكلي للنظام. يعد استخدام تقنية AlInGaP عالية الكفاءة أساسيًا لتحقيق هذا الأداء.
• التصميم والموثوقية:تتميز بأجزاء متواصلة وموحدة، مما يوفر جماليات نظيفة واحترافية دون فواصل مرئية في الأشرطة المضاءة. كجهاز ذو حالة صلبة، فإنه يوفر موثوقية وعمرًا افتراضيًا فائقين مقارنة بالشاشات الميكانيكية أو القائمة على الفراغ، حيث لا توجد أجزاء متحركة أو فتائل تتآكل.
• الخصائص الفيزيائية:بارتفاع رقم يبلغ 0.56 بوصة (14.2 ملم)، توفر شاشة رقمية كبيرة يسهل قراءتها، مناسبة لأجهزة قياس اللوحات، ومعدات الاختبار، والأجهزة الأخرى التي يجب مراقبة بياناتها من مسافة.

2. المواصفات الفنية والتفسير الموضوعي

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية والفيزيائية المحددة في ورقة البيانات. يعد فهم هذه المواصفات أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدائرة بشكل صحيح وضمان التشغيل الموثوق ضمن حدود الجهاز.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه المعدلات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود ويجب تجنبه في الاستخدام العادي.

• تبديد الطاقة لكل جزء:70 ملي واط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن تبديدها بأمان كحرارة بواسطة جزء LED واحد تحت أي ظرف.
• تيار الذروة الأمامي لكل جزء:90 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار فقط في ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية. يتم استخدامه لتحقيق سطوع لحظي عالٍ جدًا، على سبيل المثال في مخططات الإرسال المتعدد.
• التيار الأمامي المستمر لكل جزء:25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. ينخفض هذا التصنيف خطيًا فوق 25 درجة مئوية بمعدل 0.28 مللي أمبير/درجة مئوية. للتشغيل طويل الأمد الموثوق، يجب تخفيض التيار المستمر مع زيادة درجة الحرارة المحيطة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• الجهد العكسي لكل جزء:5 فولت. تطبيق جهد عكسي أكبر من هذه القيمة يمكن أن يؤدي إلى انهيار تقاطع LED.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. تم تصنيف الجهاز لنطاقات درجة الحرارة الصناعية.
• درجة حرارة اللحام:بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 ملم تحت مستوى الجلوس. هذا أمر بالغ الأهمية لعمليات اللحام الموجي أو إعادة التدفق لمنع التلف الحراري لشرائح LED أو الغلاف.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه المعلمات عادةً عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية وتحدد أداء التشغيل الطبيعي للجهاز.

• متوسط الشدة الضوئية (I_V):340 ميكرو شمعة (الحد الأدنى)، 700 ميكرو شمعة (النموذجي) عند تيار أمامي (I_F) قدره 1 مللي أمبير. هذا مقياس للسطوع الملحوظ لجزء ما. يشير النطاق الواسع إلى أن الجهاز متوفر في مجموعات سطوع مختلفة.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λ_p):650 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه قوة الإخراج البصرية أكبر، مما يضعه في الجزء الأحمر الساطع من الطيف المرئي.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. يشير هذا إلى نقاء الطيف؛ تشير القيمة الأصغر إلى ناتج أكثر أحادية اللون (لون نقي).
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر (النموذجي) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي يمثل بشكل أفضل اللون الملحوظ للضوء.
• الجهد الأمامي (V_F):2.1 فولت (النموذجي)، 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل. إنه أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون LED متحيزًا عكسيًا ضمن حدوده القصوى.
• نسبة مطابقة الشدة الضوئية (I_V-m):2:1 (الحد الأقصى) عند I_F=1 مللي أمبير. يحدد هذا أقصى تباين مسموح به في السطوع بين الأجزاء المختلفة لنفس الجهاز، مما يضمن التوحيد البصري.

ملاحظة حول القياس:يتم قياس الشدة الضوئية باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE، مما يضمن أن القيم تتوافق مع إدراك السطوع البشري.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى أن الجهاز \"مصنف للشدة الضوئية\". يشير هذا إلى ممارسة شائعة في تصنيع LED تُعرف باسم التصنيف.

• تصنيف الشدة الضوئية:بسبب الاختلافات المتأصلة في عملية تصنيع أشباه الموصلات، يمكن أن يكون لمصابيح LED من نفس الدفعة الإنتاجية مخرجات سطوع مختلفة قليلاً. يقوم المصنعون باختبار وفرز (تصنيف) هذه المصابيح إلى مجموعات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند تيار اختبار قياسي (مثل 1 مللي أمبير). يتوفر LTC-5723JD بشدة دنيا تبلغ 340 ميكرو شمعة ونموذجية تبلغ 700 ميكرو شمعة. من المحتمل أن تتوافق رموز الطلب المحددة أو اللواحق مع مجموعات سطوع مختلفة (مثل مجموعة قياسية ومجموعة عالية السطوع). يمكن للمصممين تحديد المجموعة المطلوبة لضمان الاتساق عبر شاشات متعددة في منتج أو لتلبية متطلبات سطوع دنيا.
• تصنيف الطول الموجي/اللون:على الرغم من عدم تفصيله صراحة في المقتطف المقدم، قد يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED من نوع AlInGaP وفقًا للطول الموجي السائد أو الذروة لضمان درجة لون أحمر متسقة عبر جميع الأجزاء والأجهزة. تشير القيم النموذجية الضيقة لـ λ_p(650 نانومتر) و λ_d(639 نانومتر) إلى اتساق لوني جيد متأصل.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى \"منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية\". بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذه الأجهزة تشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I_F-V_F):يُظهر هذا المنحنى غير الخطي مقدار الجهد المطلوب لتحقيق تيار أمامي معين. إنه ضروري لتصميم دائرة القيادة، خاصة لمشغلات التيار الثابت.
• الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي (منحنى I_V-I_F):يُظهر هذا المنحنى كيف يزداد السطوع مع التيار. يكون خطيًا بشكل عام على مدى معين ولكنه سيشبع عند تيارات عالية جدًا. يساعد في تحديد تيار التشغيل اللازم لتحقيق مستوى سطوع مرغوب.
• الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة (منحنى I_V-T_a):يُظهر هذا كيف ينخفض السطوع مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة (أو التقاطع). هذا التخفيض بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل في بيئات عالية الحرارة.
• الشدة النسبية مقابل الطول الموجي (الطيف):رسم بياني يوضح توزيع ناتج الضوء عبر أطوال موجية مختلفة، متمركزًا حول طول موجة الانبعاث الذروة. يحدد الخصائص اللونية لـ LED.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يوفر الرسم الميكانيكي أبعادًا حرجة لتصميم بصمة PCB وفتحات اللوحة. جميع الأبعاد بالمليمترات بتحمل قياسي ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الميزات الرئيسية الطول والعرض والارتفاع الإجمالي للغلاف، والمسافة بين الأرقام، وحجم وموضع دبابيس التثبيت، وموقع النقطة العشرية بالنسبة للأرقام. يجب على المصممين الالتزام بهذه الأبعاد لضمان ملاءمة فيزيائية ومحاذاة مناسبة على تجميع المنتج النهائي.

5.2 توصيل الأطراف ومخطط الدائرة الداخلية

يحتوي الجهاز على تكوين 12 طرفًا. يكشف مخطط الدائرة الداخلية عن بنية كاثود مشترك متعدد الإرسال.

• توصيل الأطراف:
  
  1: الأنود E
  
  2: الأنود D
  
  3: الأنود DP (النقطة العشرية)
  
  4: الأنود C
  
  5: الأنود G
  
  6: الكاثود المشترك (الرقم 4)
  
  7: الأنود B
  
  8: الكاثود المشترك (الرقم 3)
  
  9: الكاثود المشترك (الرقم 2)
  
  10: الأنود F
  
  11: الأنود A
  
  12: الكاثود المشترك (الرقم 1)
• هندسة الدائرة:جميع أنودات الأجزاء المماثلة (مثل جميع أجزاء \"A\" من الأرقام 1-4) متصلة داخليًا بطرف واحد. لكل رقم طرف كاثود مشترك مخصص خاص به. لإضاءة جزء محدد على رقم محدد، يجب تشغيل طرف الأنود المقابل إلى مستوى عالٍ (أو توصيله بمصدر تيار)، ويجب تشغيل طرف الكاثود للرقم المقابل إلى مستوى منخفض (متصل بالأرضي). يقلل هذا الهيكل من خطوط القيادة المطلوبة من 32 (4 أرقام * 8 أجزاء) إلى 12 فقط (7 أنودات أجزاء + 1 أنود نقطة عشرية + 4 كاثودات أرقام).

6. إرشادات اللحام والتجميع

يجب الالتزام بملف اللحام المحدد لمنع التلف.

• معلمات لحام إعادة التدفق:يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى المسموح بها عند وصلة الرصاص/اللحام 260 درجة مئوية، ويجب ألا تستمر هذه درجة الحرارة لأكثر من 3 ثوانٍ. يجب تصميم الملف للبقاء ضمن هذا النطاق. التسخين المسبق ضروري لتقليل الصدمة الحرارية.
• اللحام اليدوي:إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب استخدام مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة. يجب تقليل وقت التلامس لكل طرف إلى الحد الأدنى، ويفضل أن يكون أقل من 3 ثوانٍ، باستخدام طرف ذو كتلة حرارية منخفضة.
• التنظيف:استخدم فقط عوامل التنظيف المتوافقة مع الوجه البلاستيكي للشاشة ومواد الإيبوكسي. يجب تجنب المذيبات القاسية.
• ظروف التخزين:يجب تخزين الجهاز في كيسه الأصلي الحاجز للرطوبة في بيئة ضمن نطاق درجة حرارة التخزين (-35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية) وبرطوبة منخفضة. إذا تم فتح الكيس، فيجب استخدام الأجهزة خلال إطار زمني محدد أو تجفيفها قبل اللحام إذا امتصت الرطوبة.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• معدات الاختبار والقياس:الملتيمترات الرقمية، راسمات الذبذبات، مصادر الطاقة، وعدادات التردد.
• ضوابط وأدوات القياس الصناعية:أجهزة قياس اللوحات لمراقبة درجة الحرارة والضغط والتدفق والمستوى؛ مؤقتات العمليات؛ شاشات العداد.
• الإلكترونيات الاستهلاكية والتجارية:أنظمة نقاط البيع، الموازين، ساعات الراديو، وشاشات الأجهزة.
• قطع غيار السيارات:المقاييس وأدوات التشخيص (حيث يتم استيفاء المواصفات البيئية).

7.2 اعتبارات التصميم ودوائر القيادة

• مشغل متعدد الإرسال:متحكم دقيق أو دائرة متكاملة مخصصة لمشغل العرض (مثل MAX7219، TM1637) مطلوبة دائمًا تقريبًا. يجب أن تدور البرامج الثابتة أو الأجهزة عبر الأرقام الأربعة بسرعة (عادة >100 هرتز) لتجنب الوميض المرئي.
• تحديد التيار:يجب أن يحتوي كل خط أنود أو كاثود على مقاومات تحديد تيار مناسبة أو يتم تشغيله بواسطة مصدر تيار ثابت. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F. لمصدر طاقة 5 فولت وهدف I_Fقدره 10 مللي أمبير مع V_Fنموذجي قدره 2.1 فولت، R = (5 - 2.1) / 0.01 = 290 أوم. سيكون مقاوم 270 أوم أو 330 أوم مناسبًا.
• تبديد الطاقة:احسب الطاقة الإجمالية لأسوأ سيناريو (جميع أجزاء رقم واحد قيد التشغيل). مع 8 أجزاء عند 10 مللي أمبير لكل منها و V_F=2.1 فولت، الطاقة لكل رقم هي 8 * 0.01 * 2.1 = 0.168 واط. تأكد من أن دائرة القيادة يمكنها التعامل مع هذا.
• زاوية الرؤية والتركيب:ضع الشاشة خلف فتحة اللوحة بحيث لا يحجب الإطار زاوية الرؤية الواسعة. تأكد من وجود دعم خلفي متساوٍ لتجنب الإجهاد على الأطراف.

8. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنة بتقنيات العرض الأخرى وأنواع LED:

• مقابل شاشات LCD:تنتج مصابيح LED ضوئها الخاص، مما يوفر سطوعًا فائقًا، وزوايا رؤية أوسع، وأداءً أفضل في بيئات درجة الحرارة المنخفضة. لا تتطلب إضاءة خلفية. ومع ذلك، تستهلك عادةً طاقة أكثر من شاشات LCD العاكسة ولها لون ثابت.
• مقابل ألوان LED الأخرى (GaAsP، GaP):تقدم تقنية AlInGaP، كما في LTC-5723JD، كفاءة ضوئية أعلى بكثير واستقرارًا أفضل لدرجة الحرارة من مواد LED الحمراء القديمة مثل GaAsP، مما يؤدي إلى شاشات أكثر سطوعًا بلون أكثر اتساقًا عبر درجات الحرارة.
• مقابل شاشات أحادية الرقم أو أصغر:يؤدي دمج أربعة أرقام في غلاف واحد إلى توفير مساحة PCB، وتقليل وقت التجميع، وتحسين دقة المحاذاة مقارنة باستخدام أربع شاشات أحادية الرقمية منفصلة.
• مقابل شاشات الأنود المشترك:غالبًا ما يتم تحديد الاختيار بين الكاثود المشترك والأنود المشترك بواسطة دائرة IC المشغل أو المتحكم الدقيق. غالبًا ما يستخدم الكاثود المشترك مع المتحكمات الدقيقة التي توفر تيارًا جيدًا ولكنها تستنزف أقل، حيث يمكنها توفير تيار للأنودات واستخدام ترانزستورات NPN أو MOSFETs من نوع N-channel لاستنزاف تيارات الكاثود الأعلى.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

• س: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة بمتحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟
  
  ج: نعم، ولكن يجب عليك التحقق من الجهد الأمامي. عند تيار قيادة أقل (مثل 5 مللي أمبير)، قد يكون V_Fحوالي 2.0 فولت، تاركًا 1.3 فولت لمقاوم تحديد التيار، وهو كافٍ. قد تحتاج إلى تقليل تيار الهدف للحفاظ على السطوع أو استخدام دائرة IC مشغل يمكنها رفع الجهد للأجزاء.
• س: لماذا يكون تيار الذروة (90 مللي أمبير) أعلى بكثير من التيار المستمر (25 مللي أمبير)؟
  
  ج: يمكن لـ LED تحمل نبضات عالية التيار قصيرة جدًا دون ارتفاع درجة الحرارة لأن الكتلة الحرارية للشريحة تمنع ارتفاع درجة الحرارة السريع. يتم استغلال هذا في الإرسال المتعدد، حيث يكون كل رقم قيد التشغيل فقط 25٪ من الوقت (دورة عمل 1/4). يمكن أن يجعل تيار ذروة قدره 40-50 مللي أمبير بدورة عمل 25٪ الشاشة تبدو أكثر سطوعًا بكثير من التشغيل عند 25 مللي أمبير بشكل مستمر.
• س: ماذا تعني \"نسبة مطابقة الشدة الضوئية 2:1\" عمليًا؟
  
  ج: تعني أنه داخل جهاز واحد، لن يكون الجزء الأقل سطوعًا أقل من نصف سطوع الجزء الأكثر سطوعًا تحت نفس ظروف الاختبار. يضمن هذا التوحيد البصري عبر الشاشة. للتطبيقات الحرجة، قد يكون من الضروري تحديد مجموعة أضيق (مثل 1.5:1).
• س: كيف أحسب معدل التحديث للإرسال المتعدد؟
  
  ج: يجب أن تكمل الدورة الكاملة لإضاءة جميع الأرقام الأربعة بمعدل مرتفع بما يكفي لتجنب الوميض، عادة >60-100 هرتز. لذلك، فإن الفترة لكل رقم هي 1/(معدل التحديث * عدد الأرقام). لمعدل تحديث 100 هرتز و 4 أرقام، يكون كل رقم قيد التشغيل لمدة 1/400 ثانية = 2.5 مللي ثانية. يجب أن يقوم مؤقت المتحكم الدقيق بتبديل الأرقام كل 2.5 مللي ثانية.

10. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم فولتميتر بسيط رباعي الأرقام.

يقوم مصمم بإنشاء فولتميتر تيار مستمر 0-30 فولت. يتم قراءة الجهد التناظري بواسطة ADC للمتحكم الدقيق. يجب على المتحكم الدقيق تشغيل شاشة LTC-5723JD.

1. تصميم الأجهزة:يتم توصيل دبابيس I/O للمتحكم الدقيق بخطوط الأنود الثمانية (A-G، DP) عبر مقاومات تحديد تيار 330 أوم. يتم توصيل أربعة دبابيس I/O أخرى بقواعد أربعة ترانزستورات NPN (مثل 2N3904). يتم توصيل مجمعات هذه الترانزستورات بأطراف الكاثود الأربعة (الأرقام 1-4)، ويتم توصيل باعثاتها بالأرضي. يتم استخدام مقاوم قاعدة (مثل 4.7 كيلو أوم) لكل ترانزستور.
2. منطق البرامج الثابتة:تقوم البرامج الثابتة بتحويل قراءة ADC إلى أربعة أرقام منفصلة. تدخل في روتين مقاطعة المؤقت الذي يعمل بتردد 400 هرتز. في كل مقاطعة، تقوم بإيقاف تشغيل جميع ترانزستورات الأرقام. ثم تقوم بتعيين خطوط الأنود (عبر منفذ أو سجل إزاحة) إلى نمط الجزء للرقم التالي في التسلسل. أخيرًا، تقوم بتشغيل الترانزستور لذلك الرقم المحدد. تستمر هذه الدورة باستمرار.
3. التحكم في السطوع:يمكن ضبط سطوع الشاشة بطريقتين: 1) عن طريق تغيير قيمة مقاومات تحديد التيار (مقاومة أقل = تيار أعلى = سطوع أعلى)، مع البقاء ضمن الحدود القصوى. 2) باستخدام تعديل عرض النبضة (PWM) على خطوط تمكين الأرقام داخل روتين الإرسال المتعدد، مما يغير دورة العمل لجميع الأرقام في وقت واحد بشكل فعال.

11. مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ التشغيل الأساسي على الإضاءة الكهربائية في تقاطع p-n لأشباه الموصلات. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الصمام الثنائي (حوالي 2.1 فولت لمادة AlInGaP هذه)، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة حيث تتحد. في أشباه الموصلات ذات الفجوة المباشرة مثل AlInGaP، يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة Al_xIn_yGa_1-x-yP طاقة الفجوة وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، والذي يكون في الطيف الأحمر لهذا الجهاز. تمتص الركيزة GaAs غير الشفافة أي ضوء منبعث للأسفل، مما يحسن التباين عن طريق منع الانعكاسات الداخلية التي يمكن أن تضيء الأجزاء غير المنشطة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تمثل تقنية AlInGaP الموضحة في ورقة البيانات هذه تقنية ناضجة وموثوقة للغاية، فإن مجال تكنولوجيا العرض الأوسع يستمر في التطور. تشمل الاتجاهات تطوير مواد ذات كفاءة أعلى، مثل تلك القائمة على نيتريد الغاليوم (GaN) للأزرق والأخضر، والتي تهيمن الآن. بالنسبة للشاشات الرقمية متعددة الأرقام، هناك اتجاه نحو وحدات متكاملة بالكامل مع وحدات تحكم مدمجة، وواجهات I2C أو SPI، وأحيانًا خطوط مضمنة وأحرف خاصة، مما يبسط التصميم. علاوة على ذلك، تقدم شاشات OLED ذات المصفوفة النقطية وشاشات micro-LED مرونة أكبر في عرض المعلومات الأبجدية الرقمية والرسومية بأشكال مماثلة. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية بسيطة ومشرقة ومتينة وفعالة من حيث التكلفة، تظل شاشات LED المخصصة من نوع سبعة أجزاء مثل LTC-5723JD حلاً قابلاً للتطبيق وشائعًا للغاية بسبب أدائها المثبت وبساطتها وقابلية قراءتها الممتازة.