LTP-3786JD-03 LED-Anzeige Datenblatt - 0,54-Zoll Zeichenhöhe - Hyper Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTP-3786JD-03 ist eine zweistellige, 14-Segment alphanumerische Anzeige, die für Anwendungen entwickelt wurde, die eine klare Zeichendarstellung erfordern. Sie verfügt über eine Zeichenhöhe von 0,54 Zoll (13,8 mm) und eignet sich somit für mittelgroße Anzeigen in verschiedenen elektronischen Geräten. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Hyper-Rot-LED-Chips, die auf einem GaAs-Substrat gefertigt sind und eine spezifische spektrale Ausgabe bieten. Die Anzeige hat eine hellgraue Front mit weißen Segmenten, was den Kontrast und die Lesbarkeit verbessert.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Zeichenerscheinung:Kontinuierliche, gleichmäßige Segmente tragen zu einer ausgezeichneten Zeichendefinition und -erscheinung bei.
• Optische Leistung:Hohe Helligkeit und hoher Kontrast gewährleisten die Sichtbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen.
• Betrachtungswinkel:Ein großer Betrachtungswinkel ermöglicht das Ablesen der Anzeige aus verschiedenen Positionen.
• Energieeffizienz:Geringer Leistungsbedarf, typisch für LED-Technologie.
• Zuverlässigkeit:Die Festkörperbauweise bietet eine lange Betriebsdauer und Widerstandsfähigkeit gegen Stoß und Vibration.
• Konsistenz:Die Bauteile werden nach ihrer Lichtstärke kategorisiert (gebinnt), was hilft, eine gleichmäßige Helligkeit über mehrere Einheiten in einer Baugruppe zu erreichen.

1.2 Zielanwendungen

Diese Anzeige ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten vorgesehen. Dazu gehören, sind aber nicht beschränkt auf, Büroautomationsgeräte, Kommunikationsgeräte, Haushaltsgeräte, Instrumententafeln und Unterhaltungselektronik, bei denen klare numerische und begrenzte alphabetische Anzeigen benötigt werden.

2. Vertiefung der technischen Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Der Betrieb sollte innerhalb dieser Grenzen gehalten werden.

• Verlustleistung pro Chip:70 mW
• Spitzendurchlassstrom pro Chip:90 mA (unter gepulsten Bedingungen: 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite)
• Dauer-Durchlassstrom pro Chip:25 mA bei 25°C. Ein Derating-Faktor von 0,33 mA/°C gilt oberhalb von 25°C.
• Sperrspannung pro Chip:5 V
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-35°C bis +85°C
• Lötbedingungen:260°C für 3 Sekunden, wobei der Lötpunkt mindestens 1/16 Zoll (≈1,6 mm) unterhalb der Auflageebene des Bauteils liegen muss.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (Ta=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter spezifizierten Testbedingungen.

• Mittlere Lichtstärke (I_V):200-520 µcd (Mikrocandela) bei einem Durchlassstrom (I_F) von 1 mA. Gemessen mit einem Filter, der der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):650 nm bei I_F=20 mA.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):639 nm bei I_F=20 mA, mit einer Toleranz von ±1 nm. Dies definiert die wahrgenommene Farbe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm bei I_F=20 mA, was die spektrale Reinheit angibt.
• Durchlassspannung pro Segment (V_F):2,1V bis 2,6V bei I_F=20 mA. Toleranz ist ±0,1V.
• Sperrstrom pro Segment (I_R):Maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis (I_V-m):Maximal 2:1 Verhältnis zwischen Segmenten bei I_F=1 mA, um eine gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen.
• Übersprechen:≤ 2,5%, minimiert unerwünschte Beleuchtung nicht ausgewählter Segmente.

3. Mechanische und Gehäuseinformationen

3.1 Gehäuseabmessungen

Die Anzeige wird in einem Standard-Zweistellig-Gehäuse mit 18 Pins geliefert. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern (mm).
• Allgemeine Toleranz ist ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Die Toleranz für die Pinspitzenverschiebung beträgt ±0,4 mm.
• Der empfohlene Leiterplattenlochdurchmesser für die Pins beträgt 1,0 mm.
• Qualitätskriterien sind definiert für Fremdmaterial (≤10 mil), Tintenverschmutzung (≤20 mil), Blasen in Segmenten (≤10 mil) und Reflektorverbiegung (≤1% der Länge).

3.2 Pinbelegung und interner Schaltkreis

Das Bauteil verfügt über einegemeinsame AnodeKonfiguration. Es gibt zwei gemeinsame Anodenpins: einen für Zeichen 1 (Pin 16) und einen für Zeichen 2 (Pin 11). Alle anderen Pins (außer Pin 3, der keine Verbindung ist) sind Kathoden für einzelne Segmente (A bis P, und D.P. für den Dezimalpunkt). Das interne Schaltbild zeigt die unabhängigen LED-Chips für jedes Segment, die mit ihren jeweiligen gemeinsamen Anoden verbunden sind. Diese Struktur ermöglicht ein Multiplexen zum Ansteuern der beiden Ziffern.

4. Anwendungsrichtlinien und Vorsichtsmaßnahmen

4.1 Design- und Nutzungsüberlegungen

• Anwendungsbereich:Geeignet für gewöhnliche elektronische Geräte. Nicht empfohlen für sicherheitskritische Anwendungen (Luftfahrt, medizinische Lebenserhaltungssysteme etc.) ohne vorherige Rücksprache.
• Ansteuerschaltungsdesign:
  • Konstantstrom-Ansteuerung:Sehr empfohlen, um eine konsistente Lichtstärke und Farbe zu erhalten.
  • Spannungsbereich:Die Schaltung muss den gesamten V_FBereich (2,1V-2,6V) abdecken, um sicherzustellen, dass unter allen Bedingungen der gewünschte Strom geliefert wird.
  • Schutz:Die Schaltung sollte vor Sperrspannungen und transienten Spannungsspitzen während des Ein- und Ausschaltens schützen.
  • Thermisches Management:Der Betriebsstrom muss basierend auf der maximalen Umgebungstemperatur gederated werden, um eine Lichtdegradation oder einen Ausfall zu verhindern.
• Sperrvorspannung vermeiden:Kann Metallmigration verursachen, was zu erhöhtem Leckstrom oder Kurzschlüssen führt.
• Umgebung:Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation auf der Anzeige zu verhindern.
• Mechanische Handhabung:Wenden Sie während der Montage keine abnormale Kraft auf das Anzeigekörper an.
• Für Mehrfachanzeigen:Verwenden Sie Anzeigen aus demselben Lichtstärke-BIN, um eine ungleichmäßige Helligkeit (Farbton) über eine Baugruppe hinweg zu vermeiden.

4.2 Lager- und Handhabungsbedingungen

• Standardlagerung (in Originalverpackung):Temperatur: 5°C bis 30°C. Luftfeuchtigkeit: Unter 60% RH. Langzeitlagerung außerhalb dieser Bedingungen kann zu Pinoxidation führen.
• Lagerung nach Öffnen (für SMD-Typen, Referenz):Wenn die Feuchtigkeitssperrbeutel geöffnet wurde, sollte das Bauteil innerhalb von 168 Stunden (MSL Level 3) unter denselben Temperatur-/Feuchtigkeitsbedingungen verwendet werden.
• Trocknen (Baking):Wenn eine unversiegelte Verpackung länger als 6 Monate gelagert wurde, wird das Trocknen bei 60°C für 48 Stunden vor der Montage empfohlen, die innerhalb einer Woche abgeschlossen sein sollte.

5. Leistungskurven und Kennlinienanalyse

Das Datenblatt verweist auf typische Leistungskurven (obwohl sie im bereitgestellten Text nicht dargestellt sind). Diese Kurven sind für das Design entscheidend und umfassen typischerweise:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve):Zeigt die nichtlineare Beziehung, die für die Auswahl von Strombegrenzungswiderständen oder das Design von Konstantstromtreibern wesentlich ist.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom zunimmt, was bei der Helligkeitskalibrierung und Effizienzanalyse hilft.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt das Derating der Lichtausgabe bei steigender Temperatur, was für das thermische Design in Hochtemperaturumgebungen kritisch ist.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, das die dominante und die Spitzenwellenlänge sowie die spektrale Halbwertsbreite bestätigt.

Designer sollten die vollständigen Datenblattdiagramme konsultieren, um diese Beziehungen quantitativ für ihre spezifischen Betriebsbedingungen zu verstehen.

6. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTP-3786JD-03 unterscheidet sich durch mehrere Schlüsselaspekte:

• Chip-Technologie:Verwendet AlInGaP Hyper-Rot-Chips, die im Allgemeinen eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren GaAsP- oder GaP-Technologien für rote/orangefarbene LEDs bieten.
• Optisches Design:Die hellgraue Front mit weißen Segmenten ist für hohen Kontrast ausgelegt und verbessert die Lesbarkeit im Vergleich zu Anzeigen mit schwarzer Front oder diffusen Segmenten.
• Qualitätskontrolle:Die Spezifikation enger Toleranzen für Segmentfehler (Blasen, Verschmutzung) und die Kategorisierung nach Lichtstärke (BINning) deuten auf einen Fokus auf optische Konsistenz und Qualität hin.
• Gehäuse:Das 18-Pin-Durchsteckgehäuse mit separaten gemeinsamen Anoden für jede Ziffer bietet Flexibilität bei Multiplex-Ansteuerschaltungen.

7. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

7.1 Wie steuere ich diese Anzeige an?

Verwenden Sie eine Multiplex-Technik. Schalten Sie nacheinander jeweils eine gemeinsame Anode (Ziffer) ein, während Sie das korrekte Kathodenmuster für die gewünschten Segmente auf dieser Ziffer anlegen. Der Zyklus muss schnell genug sein, um Flackern zu vermeiden (typischerweise >60 Hz). Ein Konstantstromtreiber pro Segment oder eine strombegrenzte Versorgung wird empfohlen.

7.2 Was ist der Zweck des Intensitäts-BIN-Codes?

Der BIN-Code gruppiert Anzeigen basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei einem Standardteststrom. Die Verwendung von Anzeigen aus demselben BIN in einer Mehrfachanwendung stellt eine gleichmäßige Helligkeit über alle Ziffern hinweg sicher und verhindert ein fleckiges Erscheinungsbild.

7.3 Kann ich einen einfachen Widerstand zur Strombegrenzung verwenden?

Ja, für einfache Anwendungen. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie den maximalen V_FWert aus dem Datenblatt (2,6V), um sicherzustellen, dass der Mindeststrom unter ungünstigsten Bedingungen erreicht wird. Für die beste Konsistenz über Segmente und Temperaturen hinweg ist jedoch eine Konstantstromschaltung überlegen.

7.4 Warum ist der Schutz vor Sperrspannung wichtig?

Das Anlegen einer Sperrvorspannung jenseits des absoluten Maximalwerts (5V) kann sofortige Schäden verursachen. Selbst kleinere Sperrspannungen, wenn sie anhaltend oder wiederholt auftreten (z.B. durch induktive Rückkopplung in einer Schaltung), können die LED über Zeit durch Elektromigration verschlechtern, was zu erhöhtem Leckstrom oder Ausfall führt.

8. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines einfachen zweistelligen Zählers.

1. Mikrocontroller-Schnittstelle:Verbinden Sie die beiden gemeinsamen Anodenpins (11, 16) mit zwei GPIO-Pins, die als stromliefernde Ausgänge konfiguriert sind. Verbinden Sie die 16 Segment-Kathodenpins mit GPIO-Pins, die als stromsenkende Ausgänge konfiguriert sind, möglicherweise über Transistoren oder einen Treiber-IC für höheren Strom.
2. Strombegrenzung:Implementieren Sie Konstantstromsenken für jede Kathodenleitung, eingestellt auf 10-15 mA für einen guten Kompromiss zwischen Helligkeit und Lebensdauer, deutlich unterhalb der 25 mA Dauerbelastbarkeit.
3. Software:Erstellen Sie eine Nachschlagetabelle, die Zahlen 0-9 den entsprechenden Segmentmustern (A-G) zuordnet. In der Hauptschleife: Schalten Sie Ziffer 1 ein, geben Sie das Muster für die Zehnerstelle aus, warten Sie 1-5 ms, schalten Sie Ziffer 1 aus, schalten Sie Ziffer 2 ein, geben Sie das Muster für die Einerstelle aus, warten Sie 1-5 ms, und wiederholen Sie dies. Dies erzeugt eine stabile, flimmerfreie Anzeige.
4. Thermische Überlegung:Wenn das Gehäuse heiß werden könnte (z.B. >50°C), erwägen Sie, den Treiberstrom leicht zu reduzieren, indem Sie den Derating-Faktor (0,33 mA/°C über 25°C) verwenden, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen.

9. Funktionsprinzip und Technologietrends

9.1 Grundlegendes Funktionsprinzip

Eine LED ist eine Halbleiterdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlücke übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (in diesem Fall der AlInGaP-Schicht) und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie und damit die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts, die bei diesem Bauteil im Hyper-Rot-Spektrum liegt. Das 14-Segment-Layout ermöglicht die Bildung von Ziffern und einer begrenzten Menge alphabetischer Zeichen durch selektives Ansteuern von Segmentkombinationen.

9.2 Branchentrends

Während Durchsteckanzeigen wie die LTP-3786JD-03 für Prototyping, Reparatur und bestimmte industrielle Anwendungen relevant bleiben, geht der allgemeine Trend in der Displaytechnologie hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen für automatisierte Montage und Miniaturisierung. Zudem gibt es einen kontinuierlichen Drang zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), was für rote LEDs die Optimierung der AlInGaP-Epitaxieschicht und die Verbesserung der Lichtauskopplung aus dem Chip beinhaltet. Für alphanumerische Anzeigen werden Punktmatrix-Panels immer häufiger, da sie volle alphanumerische und grafische Fähigkeiten bieten, obwohl Segmentanzeigen Vorteile bei Kosten, Einfachheit und Klarheit für dedizierte numerische Anzeigen behalten.