LTS-3361JS 0,3-Zoll Gelbe 7-Segment-LED-Anzeige Datenblatt - Ziffernhöhe 7,62mm - Durchlassspannung 2,6V - Leistung 40mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-3361JS ist eine einstellige, 7-Segment-alphanumerische LED-Anzeigeeinheit, die für Anwendungen entwickelt wurde, die eine klare, helle numerische oder eingeschränkt alphanumerische Anzeige erfordern. Ihre Hauptfunktion besteht darin, eine hochgradig lesbare visuelle Ausgabe in einem kompakten Formfaktor bereitzustellen.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Dieses Bauteil ist für Zuverlässigkeit und Leistung in Unterhaltungselektronik, Industriemessgeräten und einfachen digitalen Anzeigen ausgelegt. Seine Kernvorteile, wie aus dem Datenblatt hervorgeht, umfassen eine0,3-Zoll (7,62mm) Ziffernhöhe, die eine gute Balance zwischen Größe und Lesbarkeit bietet. Es zeichnet sich durchdurchgehend gleichmäßige Segmentefür ein sauberes, professionelles Zeichenbild ohne sichtbare Unterbrechungen in den leuchtenden Segmenten aus. Die Anzeige bietethohe Helligkeit und hohen Kontrast, ermöglicht durch die Verwendung von AlInGaP-Halbleitertechnologie auf einem nicht-transparenten Substrat, was eine lebendige Ausgabe selbst bei guter Beleuchtung gewährleistet. Eingroßer Betrachtungswinkelverbessert die Sichtbarkeit aus verschiedenen Perspektiven. Darüber hinaus ist es nach Lichtstärke kategorisiert, was eine Binning und Konsistenz in Produktionsläufen ermöglicht. Die primären Zielmärkte umfassen Panel-Messgeräte, Haushaltsgeräte, Prüfausrüstung und alle Geräte, die eine einfache, effiziente numerische Anzeige benötigen.

2. Tiefergehende Analyse der technischen Parameter

Der folgende Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der im Datenblatt angegebenen Schlüsselparameter.

2.1 Photometrische und optische Eigenschaften

Die optische Leistung ist zentral für die Funktion dieser Anzeige. Das Bauteil verwendetAlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) gelbe LED-Chips. Dieses Materialsystem ist für seine hohe Effizienz und Stabilität im gelb-orange-roten Spektrum bekannt. Die Chips werden auf einemnicht-transparenten GaAs-Substratgefertigt, was hilft, den Kontrast zu verbessern, indem es verhindert, dass Licht durch die Rückseite des Chips entweicht, und so mehr Licht nach vorne lenkt. Das Gehäuse hat einegraue Vorderseite mit weißen Segmenten, was den Kontrast weiter erhöht, wenn die Segmente nicht leuchten. Wichtige gemessene Parameter bei Ta=25°C sind:

• Durchschnittliche Lichtstärke (I_V): Liegt im Bereich von 200 μcd (min) bis 600 μcd (max) bei einem Durchlassstrom (I_F) von 1mA. Der typische Wert liegt innerhalb dieses Bereichs. Diese Intensität wird unter Verwendung eines Filters gemessen, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p): Typischerweise 588 nm, was sie in den gelben Bereich des sichtbaren Spektrums einordnet.
• Dominante Wellenlänge (λ_d): Typischerweise 587 nm, sehr nahe der Spitzenwellenlänge, was auf eine relativ reine gelbe Farbe hinweist.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ): Etwa 15 nm, was die spektrale Reinheit oder Farbbandbreite des emittierten Lichts definiert.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis: Spezifiziert als maximal 2:1. Das bedeutet, die Intensität des hellsten Segments sollte bei gleichem Treiberstrom nicht mehr als doppelt so hoch sein wie die des dunkelsten Segments innerhalb derselben Ziffer, was Gleichmäßigkeit gewährleistet.

2.2 Elektrische Parameter

Die elektrischen Spezifikationen definieren die Betriebsgrenzen und -bedingungen für einen zuverlässigen Einsatz.

• Absolute Maximalwerte:
  • Verlustleistung pro Segment: 40 mW.
  • Spitzen-Durchlassstrom pro Segment: 60 mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite).
  • Dauer-Durchlassstrom pro Segment: 25 mA bei 25°C, linear reduzierend um 0,33 mA/°C über 25°C.
  • Sperrspannung pro Segment: 5 V.
  • Betriebs- und Lagertemperaturbereich: -35°C bis +85°C.
  • Löttemperatur: Maximal 260°C für bis zu 3 Sekunden bei 1,6mm unterhalb der Auflageebene.
• Elektrische/Optische Kennwerte bei Ta=25°C:
  • Durchlassspannung pro Segment (V_F): Typischerweise 2,6V, mit einem Maximum von 2,6V bei I_F=20mA. Das Minimum ist 2,05V.
  • Sperrstrom pro Segment (I_R): Maximum 100 μA bei V_R=5V.

2.3 Thermische Eigenschaften

Das Wärmemanagement wird indirekt durch die Reduzierungsspezifikation für den Dauer-Durchlassstrom adressiert. Der Strom muss um 0,33 mA für jedes Grad Celsius über 25°C Umgebungstemperatur reduziert werden. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Langzeitzuverlässigkeit und die Verhinderung eines beschleunigten Lichtstromrückgangs oder katastrophalen Ausfalls. Der weite Betriebstemperaturbereich von -35°C bis +85°C zeigt Robustheit für verschiedene Umgebungsbedingungen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt stellt ausdrücklich fest, dass das Bauteil"nach Lichtstärke kategorisiert ist."Dies bezieht sich auf einen Binning- oder Sortierprozess nach der Fertigung. Aufgrund inhärenter Schwankungen im Halbleiterepitaxiewachstum und der Chipherstellung können LEDs aus derselben Produktionscharge leicht unterschiedliche optische Ausgaben haben. Binning beinhaltet die Messung der Lichtstärke jeder Einheit und deren Gruppierung in spezifische Intensitätsbereiche (Bins). Dies ermöglicht es Designern, Anzeigen mit konsistenten Helligkeitsstufen für ihre Anwendung auszuwählen, um ein einheitliches Erscheinungsbild über mehrere Ziffern in einer mehrstelligen Anzeige sicherzustellen. Das Datenblatt gibt den Gesamt-Min- (200 μcd) und Max-Bereich (600 μcd) an; spezifische Bin-Codes würden typischerweise in separater Dokumentation oder Bestellinformationen definiert.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf "Typische elektrische / optische Kennlinien." Während die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden Standardkurven für solche Bauteile typischerweise umfassen:

• I-V (Strom-Spannungs-) Kurve: Zeigt die Beziehung zwischen Durchlassspannung (V_F) und Durchlassstrom (I_F). Diese Kurve ist nichtlinear, mit einer Einschaltspannung von etwa 2V für AlInGaP, wonach der Strom bei kleinen Spannungssteigerungen schnell ansteigt. Dies unterstreicht die Bedeutung von strombegrenzenden Widerständen oder Konstantstromtreibern.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I_Vvs. I_F): Diese Kurve zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist über einen Bereich im Allgemeinen linear, wird aber bei sehr hohen Strömen aufgrund von thermischem und Effizienzabfall sättigen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur: Diese Kurve würde die Abnahme der Lichtausgabe mit steigender Sperrschichttemperatur zeigen und betont die Notwendigkeit eines angemessenen thermischen Designs, insbesondere beim Betrieb nahe der Maximalwerte.
• Spektrale Verteilung: Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, zentriert um 587-588 nm mit einer ~15 nm Halbwertsbreite, die den gelben Farbpunkt bestätigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen und Umriss

Das Gehäuse ist eine standardmäßige einstellige 7-Segment-LED-Anzeige. Das Datenblatt enthält eine "GEHÄUSEABMESSUNGEN"-Zeichnung (Details hier nicht vollständig extrahiert). Kritische Hinweise besagen, dass alle Abmessungen in Millimetern sind und Toleranzen ±0,25 mm (0,01") betragen, sofern nicht anders angegeben. Diese Toleranz ist wichtig für das PCB-Footprint-Design, um einen korrekten Sitz und Ausrichtung zu gewährleisten.

5.2 Pinbelegung und Polaritätsidentifikation

Das Bauteil hat eineCommon Cathode-Konfiguration. Das bedeutet, alle Kathoden (negative Anschlüsse) der LED-Segmente sind intern miteinander verbunden. Die Pinverbindung ist klar definiert:

1. Common Cathode
2. Anode F
3. Anode G
4. Anode E
5. Anode D
6. Common Cathode (Hinweis: Pin 1 und 6 sind beide Common Cathode, wahrscheinlich für Layout-Flexibilität oder geringeren Widerstand)
7. Anode DP (Dezimalpunkt)
8. Anode C
9. Anode B
10. Anode A

Das interne Schaltbild zeigt die Common Cathode-Verbindung zu Pin 1 & 6, mit individuellen Anoden für die Segmente A-G und DP. Der Hinweis "RT. HANDE DECIMAL" in der Teilnummernbeschreibung deutet auf eine rechtsseitige Dezimalpunktplatzierung hin.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Das Datenblatt gibt eine kritische Lötangabe an: Das Gehäuse kann eine maximale Löttemperatur von260°C für maximal 3 Sekundenstandhalten, gemessen bei 1,6mm (1/16 Zoll) unterhalb der Auflageebene. Dies ist eine Standardbeschränkung für Reflow-Lötprofile. Designer müssen sicherstellen, dass ihr PCB-Montageprozess, ob Wellen- oder Reflow-Löten, dieser Grenze entspricht, um Schäden an den internen LED-Chips, Bonddrähten oder dem Kunststoffgehäuse zu verhindern. Der Lagertemperaturbereich (-35°C bis +85°C) sollte auch vor und nach der Montage eingehalten werden.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese Anzeige ist ideal für Anwendungen, die eine einzelne, hochsichtbare Ziffer benötigen: Spannungs-/Stromanzeigen auf Netzteilen, Temperaturanzeigen auf Thermostaten oder Öfen, Timer-Zähler, einfache Anzeigetafeln oder Statusanzeigen auf Netzwerkgeräten und Haushaltsgeräten.

7.2 Designüberlegungen

• Treiberschaltung: Als Common Cathode-Bauteil sollten die Kathoden (Pin 1/6) mit Masse oder einer Stromsenke verbunden werden. Jede Segmentanode muss über einenstrombegrenzenden Widerstandangesteuert werden. Der Widerstandswert wird basierend auf der Versorgungsspannung (V_CC), der LED-Durchlassspannung (V_F, für Zuverlässigkeit max. 2,6V verwenden) und dem gewünschten Durchlassstrom (I_F) berechnet. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung und einem Ziel-I_F=10mA: R = (V_CC- V_F) / I_F= (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. Ein 220 Ω oder 270 Ω Widerstand wäre geeignet.
• Multiplexing: Für mehrstellige Anzeigen kann diese Ziffer multiplexed werden. Da sie unabhängige Anoden und eine gemeinsame Kathode hat, eignet sie sich gut für multiplexed Designs, bei denen die Kathoden verschiedener Ziffern schnell geschaltet werden.
• Helligkeitssteuerung: Die Helligkeit kann durch Variieren des Durchlassstroms (innerhalb absoluter Grenzen) oder durch Verwendung von Pulsweitenmodulation (PWM) auf den Treibersignalen eingestellt werden.
• Betrachtungswinkel: Der große Betrachtungswinkel sollte während des mechanischen Gehäusedesigns berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Anzeige für den Endbenutzer sichtbar ist.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP- oder GaAsP-LEDs bietet die AlInGaP-Technologie in der LTS-3361JS deutlichhöhere Lichtausbeute und Helligkeit. Im Vergleich zu einigen weißen oder blauen LEDs, die Phosphorkonversion verwenden, bietet AlInGaP einereine, gesättigte Farbe direkt aus dem Halbleiter, oft mit besserer Stabilität über Zeit und Temperatur. Das nicht-transparente Substrat ist ein wichtiger Unterscheidungsfaktor von billigeren Anzeigen, die möglicherweise ein transparentes Substrat verwenden, was zu schlechterem Kontrast führt, da Licht in alle Richtungen entweicht. Die Kategorisierung (Binning) nach Intensität ist ein Merkmal einer Qualitätskomponente, die auf Anwendungen abzielt, die Konsistenz erfordern.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Zweck von zwei Common Cathode-Pins (1 und 6)?

A: Dies bietet Designflexibilität für das PCB-Routing. Es kann helfen, die Stromdichte durch einen einzelnen Pin zu reduzieren, wenn alle Segmente gleichzeitig mit hohem Strom betrieben werden, und es kann das Board-Layout erleichtern, indem es zwei Masseanschlusspunkte bietet.

F: Kann ich diese Anzeige direkt von einem Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Ja, aber mit wichtigen Einschränkungen. Ein typischer MCU-Pin kann bis zu 20-25mA liefern/aufnehmen, was innerhalb des Dauerstrombereichs liegt. Sie MÜSSEN jedoch einen seriellen strombegrenzenden Widerstand für jedes Segment verwenden. Schließen Sie die LED nicht direkt an den Pin an. Stellen Sie außerdem sicher, dass der Gesamtstrom von der MCU-Stromversorgung oder dem Massepin die Gehäusegrenzen nicht überschreitet, wenn mehrere Segmente leuchten.

F: Die Durchlassspannung ist als "2.05 2.6 V" aufgeführt. Was bedeutet das?

A: Dies zeigt den Durchlassspannungsbereich an. Die minimal erwartete V_Fist 2,05V, und das Maximum ist 2,6V, gemessen bei I_F=20mA. Sie sollten Ihre Treiberschaltung unter Annahme des ungünstigsten (höchsten) V_Fauslegen, um ausreichende Spannungsreserve zu gewährleisten, um den gewünschten Strom über alle Einheiten zu erreichen.

F: Was bedeutet "nach Lichtstärke kategorisiert" für mein Design?

A: Es bedeutet, dass Sie beim Bestellen Teile aus einem spezifischen Helligkeits-Bin anfordern können. Wenn Sie ein mehrstelliges Instrument bauen, wird die Angabe desselben Bin-Codes für alle Anzeigen sicherstellen, dass sie alle nahezu identische Helligkeit haben, was zu einem professionellen, einheitlichen Erscheinungsbild führt.

10. Einführung in das Betriebsprinzip

Das Betriebsprinzip basiert auf Halbleiterelektrolumineszenz. Der AlInGaP-Chip besteht aus mehreren epitaktischen Schichten, die einen p-n-Übergang bilden. Wenn eine Durchlassvorspannung, die die Einschaltspannung des Übergangs (~2V) überschreitet, angelegt wird, werden Elektronen und Löcher über den Übergang injiziert. Wenn diese Ladungsträger im aktiven Bereich des Halbleiters rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall gelb (~587 nm). Das nicht-transparente GaAs-Substrat absorbiert Licht anstatt es zu übertragen, was die gesamte Vorwärtslichtextraktion und den Kontrast verbessert. Das vom Chip emittierte Licht durchdringt die umhüllende Epoxidlinse, die geformt ist, um den Betrachtungswinkel zu verbessern, und beleuchtet das auf der grauen Vorderseite aufgedruckte weiße Segmentmuster, wodurch das erkennbare 7-Segment-Zeichen entsteht.

11. Entwicklungstrends

Während dies ein ausgereiftes Produkt ist, entwickeln sich die Trends in der Displaytechnologie weiter. Es gibt einen allgemeinen Trend zu höherer Dichte und vollmatrix-adressierbaren Displays (wie Punktmatrix oder OLED) für größeren Informationsgehalt. Für einfache numerische Anzeigen bleiben 7-Segment-LEDs jedoch aufgrund ihrerEinfachheit, Robustheit, niedrigen Kosten und ausgezeichneten Lesbarkeitbeliebt. Zukünftige Iterationen solcher Bauteile könnten sich auf noch höhere Effizienz konzentrieren, um einen geringeren Stromverbrauch für batteriebetriebene Geräte zu ermöglichen, oder die Integration von Treiber-ICs innerhalb des Gehäuses ("intelligente Displays"). Die Verwendung fortschrittlicher Materialien wie GaN-auf-Si oder verbesserter Leuchtstoffe könnte auch den verfügbaren Farbraum und die Effizienz für einfarbige Displays erweitern. Nichtsdestotrotz werden das grundlegende Design und die Anwendung von Common Cathode, AlInGaP-basierten 7-Segment-Anzeigen wie der LTS-3361JS voraussichtlich in kostenempfindlichen, hochzuverlässigen Anwendungen auf absehbare Zeit relevant bleiben.